成分梯度TiNi合金的馬氏體相變行為與阻尼特性.pdf

1、本文系統(tǒng)研究了成分梯度TiNi合金的制備工藝、馬氏體相變行為與阻尼特性。首先利用電鍍的方法在均質(zhì)TiNi合金表面沉積了一層金屬Ni，然后通過(guò)擴(kuò)散退火的方式在合金內(nèi)部構(gòu)建出成分梯度。利用掃描電子顯微觀察與能譜分析，研究了高溫?cái)U(kuò)散退火工藝與成分梯度的關(guān)系。通過(guò)差示掃描量熱法分析了擴(kuò)散退火工藝與合金的相變溫度、相變溫度區(qū)間之間的關(guān)系，研究了熱循環(huán)與時(shí)效處理對(duì)成分梯度合金相變行為的影響規(guī)律。采用動(dòng)態(tài)機(jī)械分析研究了測(cè)試頻率、應(yīng)變振幅對(duì)成分梯度合金

2、阻尼性能的影響。
　　研究結(jié)果表明，隨電鍍時(shí)間增加，鍍層厚度呈拋物線型增加。當(dāng)電鍍時(shí)間超過(guò)20 min時(shí)，鍍層與基體之間的結(jié)合變差。利用擴(kuò)散退火處理可以獲得成分沿厚度方向呈梯度分布的TiNi合金。隨擴(kuò)散退火溫度升高或時(shí)間延長(zhǎng)，Ni原子的擴(kuò)散距離增加。
　　成分梯度TiNi合金在降溫和升溫過(guò)程中均表現(xiàn)出一步B2B19′馬氏體相變。退火溫度較低，時(shí)間較短時(shí)，Ms與Af溫度幾乎不受影響；Mf與As溫度隨退火溫度的升高或時(shí)間的延長(zhǎng)而

3、降低。當(dāng)退火溫度較高，時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，Ms、Af、Mf與As溫度均隨退火溫度的升高或退火時(shí)間的延長(zhǎng)而降低。馬氏體相變溫度區(qū)間隨擴(kuò)散退火溫度的升高或時(shí)間的延長(zhǎng)而增大，其最大值可以達(dá)到64℃。
　　300℃時(shí)效處理30 min后，成分梯度TiNi合金在降溫和升溫過(guò)程中均表現(xiàn)出一步相變。隨時(shí)效溫度升高到500℃，升溫過(guò)程中出現(xiàn)兩步逆相變，降溫過(guò)程中仍為一步馬氏體相變。在400℃時(shí)效處理不超過(guò)10 h時(shí)，經(jīng)950℃/2 h退火處理后的成分梯度

4、TiNi合金始終為一步馬氏體相變。而經(jīng)950℃/4 h退火處理后的試樣則表現(xiàn)出了多步馬氏體相變及其逆相變。
　　與均質(zhì)合金相比較，成分梯度TiNi合金的相變阻尼峰值下降。當(dāng)測(cè)試頻率小于5 Hz時(shí)，均質(zhì)合金與成分梯度合金的相變阻尼峰值均隨頻率增加而下降。當(dāng)測(cè)試頻率超過(guò)5 Hz時(shí)，成分梯度TiNi合金并未表現(xiàn)出明顯的相變阻尼峰。當(dāng)測(cè)試頻率不超過(guò)5 Hz，應(yīng)變振幅為3×10-5時(shí)，經(jīng)950℃/2 h退火處理的成分梯度TiNi合金的馬氏體