论文部分内容阅读
铜基形状记忆合金作为一类重要的阻尼材料,不论是在性能上还是价格上都拥有其他材料无法比拟的优势。然而由于其晶粒粗大,常易发生沿晶断裂。为解决此问题,本研究以Cu-11.9Al-2.5Mn（wt%）形状记忆合金为研究对象,并利用Al LaB孕育剂的变质细化作用使其晶粒得到有效细化。本文对孕育剂的变质细化效果及机理进行了分析,对细化合金的微观组织进行了观察,同时对细化合金的硬度、拉伸性能、阻尼性能及摩擦磨损性能进行了考察。结果表明:1、AlLaB孕育剂对Cu AlMn状记忆合金的晶粒具有明显的细化效果,当Al LaB添加剂量为2.5wt%时细化效果最为理想,铸态合金的平均晶粒尺寸可由原始的200μm细化至40μm。变质细化CuAlMn形状记忆合金的晶粒在β化、淬火处理中亦不会显著长大,如在850℃β化、淬火后晶粒尺寸仅增长至67μm。分析认为,在CuAlMn形状记忆合金凝固过程中,AlLa B孕育剂所含的LaB6相可作为非均匀形核的核心,使得合金单位体积内晶粒数目剧增,从而有效细化了合金的晶粒尺寸。在后续的热处理过程中,CuAlMn形状记忆合金的晶界受到La B6颗粒的钉扎作用,使得晶粒难以长大。2、变质细化CuAlMn形状记忆合金优化的淬火工艺为:样品经850℃β化20 min后于油中进行淬火。淬火后铸态组织中的α相及γ2相完全消失,合金基体主要由自协作排列的M18R型板条状马氏体组成。研究中通过考察时效对变质细化CuAlMn形状记忆合金微观组织的影响,最终确定最佳的时效工艺为350℃时效10 min,时效后马氏体尺寸亦得到了有效细化3、变质细化CuAlMn形状记忆合金的力学性能随晶粒尺寸的降低而增长。硬度值可由细化前的176.9 HV增长至209.9 HV,而抗拉强度可由401.45 MPa增长至588.60MP,除此之外,细化合金的磨损性能亦有所增加。4、加入1wt%Al LaB孕育剂后合金的阻尼性能有所增长,但随孕育剂添加量的继续增多阻尼性能开始下降,至孕育剂加入量为2.5wt%时晶粒虽达到最细但是阻尼性能最差。原因在于晶粒细化虽增加了单位体积内的相界面数量,但相界面及马氏体内部孪晶界面滑移性的下降最终导致了阻尼性能的下降。