高錳MnNi基合金阻尼和力學(xué)性能研究.pdf

1、γMn基合金是新型功能材料，因其具有反鐵磁性、形狀記憶效應(yīng)和阻尼特性而備受關(guān)注。與典型的γMn基合金一樣，高錳MnNi基合金在一定條件下，會發(fā)生順磁→反鐵磁轉(zhuǎn)變和馬氏體相變，而其結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變更為復(fù)雜，使合金擁有很多功能特性。本文采用X射線衍射分析、熱膨脹分析、差示掃描量熱分析、顯微組織觀察、內(nèi)耗測試、金屬壓縮試驗(yàn)，研究了高錳MnNi基合金的阻尼和力學(xué)性能，探索了元素?fù)诫s和時(shí)效處理對合金性能的影響。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，高錳Mn80Ni2

2、0-xCux(x=0,5,10)合金在室溫以上呈現(xiàn)出高阻尼性能（Q-1>0.01），在室溫表現(xiàn)出偽彈性。合金高阻尼來源于反鐵磁轉(zhuǎn)變和馬氏體相變產(chǎn)生的內(nèi)耗，Cu降低了合金的反鐵磁轉(zhuǎn)變溫度TN，并促進(jìn)馬氏體相變的發(fā)生，隨著Cu含量的增加，反鐵磁內(nèi)耗峰與馬氏體相變峰靠近甚至耦合，使阻尼性能提高；同時(shí)，摻入Cu使合金在循環(huán)應(yīng)力作用下的可回復(fù)應(yīng)變顯著增大，偽彈性性能得到提高。Mn80Ni10Cu10兼?zhèn)淞藘?yōu)良的阻尼性能和偽彈性性能，Q-1達(dá)到3.

3、6×10-2，εrec達(dá)到5.73％，形變回復(fù)率達(dá)到92.12%。
　　時(shí)效對Mn80Ni20的組織和性能有很大影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在480℃時(shí)效3~12 h后水淬，合金發(fā)生了馬氏體相變。延長時(shí)效時(shí)間對馬氏體相變溫度Ms的影響不大，但淬火后的產(chǎn)生馬氏體相增多，使合金的阻尼性能得到提高；且壓縮試驗(yàn)中合金的可回復(fù)應(yīng)變增大，偽彈性性能也提高。時(shí)效12 h合金中析出了α-Mn，α-Mn阻礙了馬氏體孿晶界的移動，使阻尼性能降低；同時(shí)可回復(fù)應(yīng)