合金元素對(duì)Ti-Nb基合金阻尼性能的影響.pdf

1、合金合金元素對(duì)元素對(duì)TiNb基合金阻尼合金阻尼性能性能的影響的影響TheeffectofalloyelementsonthedampingpropertyofTiNballoys學(xué)科專業(yè)：材料學(xué)研究生：秦鳳明指導(dǎo)教師：余黎明副教授天津大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院二零一二年十二月摘要體心立方金屬中的間隙原子在外加應(yīng)力作用下，在不同的間隙位置之間發(fā)生應(yīng)力誘發(fā)的熱激活性擴(kuò)散與再分布，伴隨這一過(guò)程的能量損耗效應(yīng)被稱為Snoek弛豫效應(yīng)。Snoek型高

2、阻尼鈦合金是基于點(diǎn)缺陷弛豫效應(yīng)的高阻尼合金，以β型TiNb合金為基體，通過(guò)固溶的間隙O原子產(chǎn)生Snoek弛豫過(guò)程，這種合金在400600K的溫度范圍內(nèi)具有良好的阻尼性能和力學(xué)性能。本文以Ti25Nb1.5O(at.%)合金為基體，系統(tǒng)研究了合金元素Mo、Al、B，原位強(qiáng)化元素B、C、B4C，稀土元素La等對(duì)合金相穩(wěn)定性、阻尼性能、動(dòng)態(tài)力學(xué)性能、Snoek馳豫過(guò)程熱力學(xué)參數(shù)的影響規(guī)律，為高阻尼合金的設(shè)計(jì)提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)與理論依據(jù)。通過(guò)對(duì)TiN

3、bXO(X=Mo、Al、B)合金的Snoek弛豫過(guò)程進(jìn)行理論計(jì)算，可以得出偶極子形狀因子δλ、d軌道能級(jí)Md、晶格參數(shù)a等之間的內(nèi)在關(guān)系。計(jì)算表明，偶極子形狀因子δλ隨著Md的增加線性增加，也隨著晶格參數(shù)改變量Δa的增加而增加，而δλ的變化就直接體現(xiàn)了Snoek阻尼峰峰值的變化。因此，δλ、Md和晶格參數(shù)a是Snoek弛豫過(guò)程的關(guān)鍵參數(shù)，在選擇高阻尼合金的合金化元素時(shí)，應(yīng)該保證造成較大晶格畸變的同時(shí)使Md也盡可能的提高。TiNbXO(X

4、=Mo、Al、B)合金都是以單一的β相組織為基體，Mo元素的加入消除合金成分偏析，使合金成分更加均勻，Al元素的加入使合金中產(chǎn)生Al2O3雜質(zhì)相，加B元素的合金晶粒組織得到明顯細(xì)化。添加Mo、B元素的合金具有較好的力學(xué)性能，同時(shí)添加B元素的合金阻尼性能也很優(yōu)異。B元素的添加使TiNbBO合金綜合性能良好，但是B在合金中的存在狀態(tài)尚不清楚。TiNbB合金阻尼行為表明B元素可以作為小半徑間隙原子參與Snoek弛豫過(guò)程，并且當(dāng)B元素含量較高時(shí)