高阻尼TNCH合金的相变与阻尼性能研究
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弹 性 应 变 能 和 扩 散 所 需 的 能 量 等 造 成 的 一 种 热 滞 后 现
于具 有小 的 相 变 滞 后 和 宽 的使 用 温 区 而 受 到 普 遍 关
注ｌ ］其 中 Ｔｉ０ ２ Ｃ ２ ３， ５ Ｎｉ５ ｕ ５合金 的阻 尼性 能尤 为 突 出。 Ｔ Ｈ 合 金是 Ｔ ５ Ｎｉ５ ｕ ５合金 基 础 上 添加 了 ＮＣ ｉ０ ２ Ｃ ２ 微 量 的 Ｙ 来替 代 Ｎｉ 的高阻 尼合 金 ， 名 义成 分 为 Ｔ 其 ｉ 。 Ｎｉ Ｃｕ ， 。 Ｙ 它具 有 较 高 的 强 度 、 良好 的 耐磨 性 、 耐
Ｎｉ 金 基 础 上 发 展 起 来 的 一 种 新 型 形 状 记 忆 合 金 ， 合 由
实 验 以 ５Ｃ／ ｎ升 、 。 ｍｉ 降温 时 ， 曲线 有一个 吸 热和 放
热峰， 吸热 峰和 放热 峰 的峰 温不重 合 ， 表现 为 一 种 回线 的形 式 ， 主要 是 由于 在 相变 时通 常需 要 一 定 的 过 热 这 度 和过 冷度 ， 用来 补偿 新 相形 成时 所需 增 加 的表 面能 、
的 阻尼 特 性 与 相 变 时新 相／ 相 的 相 界 面 数 量 有 关。 旧
合 金 处 于 母 相 时 其 阻尼 主 要 来 源 于合 金 的 晶 体 缺 陷 。 关 键 词 ： 内耗 ； 变 振 幅 ； 氏体 相 变 ； 动 频 率 应 马 振 中 图分 类 号 ： Ｔ ４ ． Ｇ１ ６ ４ 文献 标识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：Ｏ １９ ３ （０ ０ Ｏ —３ ７０ １ Ｏ —７ １ ２ ｌ ）８１ ４ — ３
３ 实 验 结 果 及 讨 论
３ １ ＴＮＣＨ 合 金 的 Ｄ Ｃ 分 析 ． Ｓ
基为 代表 的孪 晶 型 高 阻 尼材 料 ， 类 合 金 中 的热 弹 ］该 性 马 氏体 表现 出优 异 的 减 振 能 力 ， 比传 统 的结 构 金 这
属材 料要 高至 少一 个数 量级 。Ｔｉ Ｃ Ｎｉ ｕ合金 就是 在 Ｔｉ —
Ｂ１ Ｂ２ ９ ］
。
合 金 的正相 变起 始 温度 Ｍ ８ ． 结 为 ７ ９Ｃ，
束温 度 Ｍ 为 ７ 。 。 ５ ０Ｃ和 逆 相 变 点 起 始 温 度 Ａ 为
６． ℃ 、 ４ ４ 结束 温 度 Ａ ７Fra Baidu bibliotek． ℃， 温过 程 中相 变 的发 为 ７４ 降 生 主要分 为 ３个 阶段 ： 温 马 氏体 状态 （ ５Ｃ以下 ） 两 胝 ７ ， 相共 存状 态 （ ５ ０ ７ ９Ｃ） 母 相状 态 （ ７ ９ ７ ． ～８ ． 。 ， ８ ． ℃以上 ） 。
摘 要 ： 研 究 了新 型 阻尼 合 金 的 马 氏 体 相 变 、 耗 以 内
在 ９０ ０ ℃均匀 化 处 理 ９ ｈ后 空 冷 。铸 锭 经 过 扒 皮 处 理 后线 切 割成 尺 寸 为 ３ ｍｍ×５ ０ ｍｍ×ｌ ｍｍ 长方 体 试样 ， 然后 用 １０ ０ ０粒度 的砂 纸 打磨 抛光 ， 以去除 切痕 并 使试 样 的表 面光亮 均 匀 。 用差 示 扫描 量热 仪 （ Ｃ） ＤＳ 定性 分 析 合金 的相 变过 程和 相变 起止 温 度 ； 用 动 态 力 学 分 析 仪 （ ＭＡ） 型 利 Ｄ ， 号 为 ＤＭＡ／ Ｄ Ｓ ＴＡ８ １ ， 定 了该 合 金 的 内耗一 ６ ｅ测 温度 曲 线 。装夹 方式 为 双 悬 臂 ， 频 率 温 度 扫 描参 数 为 升 温 多 速率 为 ５Ｃ／ ｎ 温 度 范 围 为 ２ ｍｉ， ０～ １ ０ ， 幅 为 ５Ｃ 振 １ ０． 振 动频 率 分别 为 １ ５ １ Ｈｚ 位 移 扫 描 试 验 位 ２ｐ ｍ， 、 、０ ； 移 振 幅 为 １ ０～ ９ ０Ｌ 频 率 扫 描 参 数 为 ： 幅 为 ０ ０ｔ ｍ； 振
１ ０ ｍ， ２ ａ 温度 为
，
及 它们之 间的 关 系。结 果表 明 ， 室 温低 频 范 围 内合 在
金 主要 经 历 了 ３个 阶 段 ： 温 马 氏 体 状 态 ， 相 共 存 状 低 两
态 与母 相 状 态 。 低 温 马 氏 体 时 ， ＴＮＣ 合 金 的 高 阻 尼 Ｈ
主要 由 Ｂ ９ 马氏体 变体 、 晶界 面产 生 。相 变过 程 中 １ 孪
１ 引 言
阻 尼 是 材 料 的 ３大 功 能 特 性 （ 塑 性 、 尼 特 性 和 超 阻 形 状 记 忆 特 性 ） 一 。 材 料 阻 尼 也 称 内 耗 ， 常 是 指 材 之 通
２ ℃ ， 率 范 围 为 ０ ｔ １ ０ 。 同时 Ｏ 频 ． ～ ０ Ｈｚ
采 用 中 国科 学 院 固体物 理研 究所 自制 的声频 内耗仪 观 察 合金 的声频 内耗 。Ｊ Ｍ一Ｏ ＧＸ 型透 射 电镜 （ Ｅ ） Ｅ ２Ｏ Ｔ Ｍ 进 行组 织 、 结构 分析 。
料将 机 械动 能转 化为 热能 而耗 散于 材料 和 环 境 中 的现
象 １ 。传 统 的 阻 尼 合 金 分 为 复 相 型 （ Ｚ — ） 铁 磁 ］ ］ 如 ｎＡ１、
型 （ Ｆ — ｒＡ１ ， 晶 型 （ ＭｎＣ ） 位 错 型 （ 如 ｅ — ）孪 Ｃ 如 —ｕ 及 如 ＭｇＺ ） 目前得 到 广 泛 关 注 的 是 Ｔ— 基 合 金 与 Ｃ —ｒ。 ｉ Ｎｉ ｕ
罗媛 媛 等 ： 阻 尼 ＴＮ Ｈ 合 金 的相 变 与 阻 尼 性 能 研 究 高 Ｃ
高 阻尼 ＴＮＣＨ 合 金 的 相 变 与 阻 尼性 能 研 究
罗媛 媛 ， 永 庆 ， 智敏 ， 赵 侯 李 倩 ， 吴 欢
（ 北有 色金 属研 究 院 ， 西 西安 ７ ０ １ ） 西 陕 １ ０ ６
腐 蚀性 和优 良的阻尼 性 能 。 由于 材料 的 阻尼 本 领 除 了 取 决 于材料 本身 的性 质 和微结 构 外 ， 与 环境 因素 （ 还 如 温 度 和电磁 场 等 ） 以及 测 量 条 件 （ 应 力一 变 振 幅 和 如 应
象 。合 金 在 升／ 温 过 程 中 的 马 氏 体 相 变 过 程 为 ： 降
于具 有小 的 相 变 滞 后 和 宽 的使 用 温 区 而 受 到 普 遍 关
注ｌ ］其 中 Ｔｉ０ ２ Ｃ ２ ３， ５ Ｎｉ５ ｕ ５合金 的阻 尼性 能尤 为 突 出。 Ｔ Ｈ 合 金是 Ｔ ５ Ｎｉ５ ｕ ５合金 基 础 上 添加 了 ＮＣ ｉ０ ２ Ｃ ２ 微 量 的 Ｙ 来替 代 Ｎｉ 的高阻 尼合 金 ， 名 义成 分 为 Ｔ 其 ｉ 。 Ｎｉ Ｃｕ ， 。 Ｙ 它具 有 较 高 的 强 度 、 良好 的 耐磨 性 、 耐
Ｎｉ 金 基 础 上 发 展 起 来 的 一 种 新 型 形 状 记 忆 合 金 ， 合 由
实 验 以 ５Ｃ／ ｎ升 、 。 ｍｉ 降温 时 ， 曲线 有一个 吸 热和 放
热峰， 吸热 峰和 放热 峰 的峰 温不重 合 ， 表现 为 一 种 回线 的形 式 ， 主要 是 由于 在 相变 时通 常需 要 一 定 的 过 热 这 度 和过 冷度 ， 用来 补偿 新 相形 成时 所需 增 加 的表 面能 、
的 阻尼 特 性 与 相 变 时新 相／ 相 的 相 界 面 数 量 有 关。 旧
合 金 处 于 母 相 时 其 阻尼 主 要 来 源 于合 金 的 晶 体 缺 陷 。 关 键 词 ： 内耗 ； 变 振 幅 ； 氏体 相 变 ； 动 频 率 应 马 振 中 图分 类 号 ： Ｔ ４ ． Ｇ１ ６ ４ 文献 标识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：Ｏ １９ ３ （０ ０ Ｏ —３ ７０ １ Ｏ —７ １ ２ ｌ ）８１ ４ — ３
３ 实 验 结 果 及 讨 论
３ １ ＴＮＣＨ 合 金 的 Ｄ Ｃ 分 析 ． Ｓ
基为 代表 的孪 晶 型 高 阻 尼材 料 ， 类 合 金 中 的热 弹 ］该 性 马 氏体 表现 出优 异 的 减 振 能 力 ， 比传 统 的结 构 金 这
属材 料要 高至 少一 个数 量级 。Ｔｉ Ｃ Ｎｉ ｕ合金 就是 在 Ｔｉ —
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束温 度 Ｍ 为 ７ 。 。 ５ ０Ｃ和 逆 相 变 点 起 始 温 度 Ａ 为
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摘 要 ： 研 究 了新 型 阻尼 合 金 的 马 氏 体 相 变 、 耗 以 内
在 ９０ ０ ℃均匀 化 处 理 ９ ｈ后 空 冷 。铸 锭 经 过 扒 皮 处 理 后线 切 割成 尺 寸 为 ３ ｍｍ×５ ０ ｍｍ×ｌ ｍｍ 长方 体 试样 ， 然后 用 １０ ０ ０粒度 的砂 纸 打磨 抛光 ， 以去除 切痕 并 使试 样 的表 面光亮 均 匀 。 用差 示 扫描 量热 仪 （ Ｃ） ＤＳ 定性 分 析 合金 的相 变过 程和 相变 起止 温 度 ； 用 动 态 力 学 分 析 仪 （ ＭＡ） 型 利 Ｄ ， 号 为 ＤＭＡ／ Ｄ Ｓ ＴＡ８ １ ， 定 了该 合 金 的 内耗一 ６ ｅ测 温度 曲 线 。装夹 方式 为 双 悬 臂 ， 频 率 温 度 扫 描参 数 为 升 温 多 速率 为 ５Ｃ／ ｎ 温 度 范 围 为 ２ ｍｉ， ０～ １ ０ ， 幅 为 ５Ｃ 振 １ ０． 振 动频 率 分别 为 １ ５ １ Ｈｚ 位 移 扫 描 试 验 位 ２ｐ ｍ， 、 、０ ； 移 振 幅 为 １ ０～ ９ ０Ｌ 频 率 扫 描 参 数 为 ： 幅 为 ０ ０ｔ ｍ； 振
１ ０ ｍ， ２ ａ 温度 为
，
及 它们之 间的 关 系。结 果表 明 ， 室 温低 频 范 围 内合 在
金 主要 经 历 了 ３个 阶 段 ： 温 马 氏 体 状 态 ， 相 共 存 状 低 两
态 与母 相 状 态 。 低 温 马 氏 体 时 ， ＴＮＣ 合 金 的 高 阻 尼 Ｈ
主要 由 Ｂ ９ 马氏体 变体 、 晶界 面产 生 。相 变过 程 中 １ 孪
１ 引 言
阻 尼 是 材 料 的 ３大 功 能 特 性 （ 塑 性 、 尼 特 性 和 超 阻 形 状 记 忆 特 性 ） 一 。 材 料 阻 尼 也 称 内 耗 ， 常 是 指 材 之 通
２ ℃ ， 率 范 围 为 ０ ｔ １ ０ 。 同时 Ｏ 频 ． ～ ０ Ｈｚ
采 用 中 国科 学 院 固体物 理研 究所 自制 的声频 内耗仪 观 察 合金 的声频 内耗 。Ｊ Ｍ一Ｏ ＧＸ 型透 射 电镜 （ Ｅ ） Ｅ ２Ｏ Ｔ Ｍ 进 行组 织 、 结构 分析 。
料将 机 械动 能转 化为 热能 而耗 散于 材料 和 环 境 中 的现
象 １ 。传 统 的 阻 尼 合 金 分 为 复 相 型 （ Ｚ — ） 铁 磁 ］ ］ 如 ｎＡ１、
型 （ Ｆ — ｒＡ１ ， 晶 型 （ ＭｎＣ ） 位 错 型 （ 如 ｅ — ）孪 Ｃ 如 —ｕ 及 如 ＭｇＺ ） 目前得 到 广 泛 关 注 的 是 Ｔ— 基 合 金 与 Ｃ —ｒ。 ｉ Ｎｉ ｕ
罗媛 媛 等 ： 阻 尼 ＴＮ Ｈ 合 金 的相 变 与 阻 尼 性 能 研 究 高 Ｃ
高 阻尼 ＴＮＣＨ 合 金 的 相 变 与 阻 尼性 能 研 究
罗媛 媛 ， 永 庆 ， 智敏 ， 赵 侯 李 倩 ， 吴 欢
（ 北有 色金 属研 究 院 ， 西 西安 ７ ０ １ ） 西 陕 １ ０ ６
腐 蚀性 和优 良的阻尼 性 能 。 由于 材料 的 阻尼 本 领 除 了 取 决 于材料 本身 的性 质 和微结 构 外 ， 与 环境 因素 （ 还 如 温 度 和电磁 场 等 ） 以及 测 量 条 件 （ 应 力一 变 振 幅 和 如 应
象 。合 金 在 升／ 温 过 程 中 的 马 氏 体 相 变 过 程 为 ： 降