热处理和变形对锰铜合金微观组织和阻尼性能的影响

摘要

本文针对锰铜合金存在的阻尼性能低和阻尼性能延时变劣等主要问题，提出了本文的研究内容和技术路线。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射系统（EBSD）和动态机械热分析仪(DMA)等测试方法，研究了热处理和变形工艺对轧制态CuMn50合金的微观组织和阻尼性能的影响。
　　研究840℃保温0.5h后不同冷速及后续时效时间对锰铜合金微观结构和阻尼性能的影响。结果表明：随着冷速提高，阻尼性能降低，缓慢冷却有利于富锰区的产生，起到了时效的作用，使合金具有较高的阻尼性能；炉冷试样时效后，阻尼性能进一步提高，时效时间对炉冷试样的微观结构和阻尼性能几乎没有影响；水冷试样时效后，随着时效时间的增大，合金的晶粒先变得粗大随后析出第二相α-Mn，阻尼性能先增大到峰值随后略为减低，420℃时效8h后，合金的阻尼性能达到最好。
　　通过研究锰铜合金热循环处理工艺试样的微观结构和阻尼性能，发现热循环10次试样的组织中，片状马氏体孪晶片层变细，而且沉淀析出了α－Mn沉淀物，从而使得热循环10次试样的阻尼性能大幅下降；与热循环10次相比，热循环30次试样在测试温度范围内合金的阻尼值增大，这是因为在α－Mn沉淀物形成的富锰区产生了新的马氏体。
　　研究了预变形对锰铜合金微观结构和阻尼性能的影响。锰铜合金的振幅-阻尼曲线随预变形量的变化不大。预变性试样的微观结构和温度－阻尼曲线结果表明，随着预变形的增大，由于锰含量偏低，诱发生成的新马氏体并不多，所以合金的阻尼性能也增加不大；随着预变形的进一步增大，马氏体相变孪晶逐渐增多，使得锰铜合金出现了明显的低温孪晶弛豫峰。
　　随着弯曲变形次数的增加，首先在外加应力的作用下，诱发形成马氏体，马氏体片的相互接触使得马氏体与母相界面的数量减少，可动性也会降低，从而导致内耗略微下降；当弯曲变形次数进一步增大，马氏体组织在相变温度附近产生小角度晶界和孪晶等亚结构，这些亚结构的可动性对合金的阻尼性能做出贡献，使得合金在90℃（马氏体相变点附近）的阻尼性能提高。

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1 绪 论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 金属材料阻尼机理及表征

1.3 锰铜合金阻尼性能的研究进展

1.4 主要研究内容及技术路线

2 热处理对锰铜合金微观组织和阻尼性能的影响

2.1 引言

2.2 实验材料、热处理工艺及测试方法

2.3 冷速对锰铜合金阻尼性能和微观组织的影响

2.4 时效时间对微观组织和阻尼性能影响的研究

2.5 热循环对锰铜合金微观组织和阻尼性能的影响

2.6 本章小结

3 变形工艺对锰铜合金微观组织和阻尼性能的影响

3.1 引言

3.2 变形工艺及测试方法

3.3 预变形锰铜合金的微观组织和振幅-阻尼的影响

3.4 预变形对锰铜合金的微观组织和温度-阻尼性能影响

3.5 反复弯曲对锰铜合金阻尼性能和微观组织的影响

3.6 本章小结

4 结 论

致谢

参考文献

附 录