柱状晶Cu-Al-Mn形状记忆合金内耗性能的各向异性及其时效影响研究

摘要

由于形状记忆合金在热弹性马氏体相变中具有能量耗散特性，因此在工程结构、机械仪器和土木建筑等领域具有较大的应用潜力。本文采用X射线衍射分析、差示扫描量热分析、动态热机械分析、显微分析等实验方法，研究了不同频率下各向异性和时效热处理对自研柱状晶Cu-Al-Mn形状记忆合金内耗性能的影响。结果表明，频率对Cu71.3Al18.6Mn10.1形状记忆合金内耗性能有明显影响。在0.5Hz和1Hz的低频时，0°和15°合金试样的内耗能力高于其他试样，阻尼系数tanΦ的峰值分别为0.12和0.13,内耗能力随着各向异性角度的增大呈现出曲折降低（增加-降低-增加-降低）的趋势；在5Hz～20Hz的高频范围内，随着频率的增加，不同角度试样的阻尼系数均降低，且都低于0.04。随着由时效处理而产生的贝氏体析出相的增加，Cu70.8Al17.8Mn11.4合金的内耗能力出现先增加后下降的变化趋势，且发现析出极少量的贝氏体可以增大合金在低频下的内耗性能，tanΦ峰值最大可达到0.13～0.16。以上现象符合贝氏体对马氏体相界面运动的钉扎机制。