论文部分内容阅读
本文系统研究了成分梯度TiNi合金的制备工艺、马氏体相变行为与阻尼特性。首先利用电镀的方法在均质TiNi合金表面沉积了一层金属Ni,然后通过扩散退火的方式在合金内部构建出成分梯度。利用扫描电子显微观察与能谱分析,研究了高温扩散退火工艺与成分梯度的关系。通过差示扫描量热法分析了扩散退火工艺与合金的相变温度、相变温度区间之间的关系,研究了热循环与时效处理对成分梯度合金相变行为的影响规律。采用动态机械分析研究了测试频率、应变振幅对成分梯度合金阻尼性能的影响。研究结果表明,随电镀时间增加,镀层厚度呈抛物线型增加。当电镀时间超过20 min时,镀层与基体之间的结合变差。利用扩散退火处理可以获得成分沿厚度方向呈梯度分布的TiNi合金。随扩散退火温度升高或时间延长,Ni原子的扩散距离增加。成分梯度TiNi合金在降温和升温过程中均表现出一步B2(?)B19’马氏体相变。退火温度较低,时间较短时,Ms与Af温度几乎不受影响;Mf与As温度随退火温度的升高或时间的延长而降低。当退火温度较高,时间较长时,Ms、Af、Mf与As温度均随退火温度的升高或退火时间的延长而降低。马氏体相变温度区间随扩散退火温度的升高或时间的延长而增大,其最大值可以达到64 ℃。300 ℃时效处理30 min后,成分梯度TiNi合金在降温和升温过程中均表现出一步相变。随时效温度升高到500 ℃,升温过程中出现两步逆相变,降温过程中仍为一步马氏体相变。在400 ℃时效处理不超过10 h时,经950 ℃/2h退火处理后的成分梯度TiNi合金始终为一步马氏体相变。而经950 ℃/4 h退火处理后的试样则表现出了多步马氏体相变及其逆相变。与均质合金相比较,成分梯度TiNi合金的相变阻尼峰值下降。当测试频率小于5 Hz时,均质合金与成分梯度合金的相变阻尼峰值均随频率增加而下降。当测试频率超过5 Hz时,阻尼峰值受频率的影响较小,基本保持不变。当测试频率不超过5 Hz,应变振幅为3×10-5时,经950 ℃/2 h退火处理的成分梯度TiNi合金的马氏体阻尼值随温度下降而升高,阻尼值不低于0.04的温度区间超过100 ℃。