高锰MnNi基合金阻尼和力学性能研究

发布时间：2017-04-04 13:17

  本文关键词：高锰MnNi基合金阻尼和力学性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：γMn基合金是新型功能材料,因其具有反铁磁性、形状记忆效应和阻尼特性而备受关注。与典型的γMn基合金一样,高锰MnNi基合金在一定条件下,会发生顺磁→反铁磁转变和马氏体相变,而其结构转变更为复杂,使合金拥有很多功能特性。本文采用X射线衍射分析、热膨胀分析、差示扫描量热分析、显微组织观察、内耗测试、金属压缩试验,研究了高锰MnNi基合金的阻尼和力学性能,探索了元素掺杂和时效处理对合金性能的影响。实验结果表明,高锰Mn80Ni20-x Cux(x=0,5,10)合金在室温以上呈现出高阻尼性能(Q-10.01),在室温表现出伪弹性。合金高阻尼来源于反铁磁转变和马氏体相变产生的内耗,Cu降低了合金的反铁磁转变温度TN,并促进马氏体相变的发生,随着Cu含量的增加,反铁磁内耗峰与马氏体相变峰靠近甚至耦合,使阻尼性能提高;同时,掺入Cu使合金在循环应力作用下的可回复应变显著增大,伪弹性性能得到提高。Mn80Ni10Cu10兼备了优良的阻尼性能和伪弹性性能,Q-1达到3.6×10-2,εrec达到5.73%,形变回复率达到92.12%。时效对Mn80Ni20的组织和性能有很大影响。实验结果显示,在480℃时效3~12 h后水淬,合金发生了马氏体相变。延长时效时间对马氏体相变温度Ms的影响不大,但淬火后的产生马氏体相增多,使合金的阻尼性能得到提高;且压缩试验中合金的可回复应变增大,伪弹性性能也提高。时效12 h合金中析出了α-Mn,α-Mn阻碍了马氏体孪晶界的移动,使阻尼性能降低;同时可回复应变也减小,伪弹性性能降低。时效9 h时兼备了优良的阻尼性能和伪弹性性能。高锰Mn80Ni10Cu10-x Fex(x=2,4)合金中,Fe的掺入引起基体产生晶格畸变,畸变度超过千分之五,诱发了fcc→fct的马氏体相变,同时合金的反铁磁转变温度TN显著降低。合金的阻尼性能对Fe含量很敏感,添加Fe引起的点阵畸变首先使阻尼性能降低;在Fe含量达到4 at.%时,反铁磁内耗峰与马氏体相变峰紧密耦合,阻尼性能快速提高。
【关键词】：高锰MnNi基合金 阻尼性能 伪弹性性能 时效处理
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG145
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 概述9-10
• 1.2 理论基础10-13
• 1.2.1 γMn基合金的反铁磁性10
• 1.2.2 γMn基合金的马氏体相变10-11
• 1.2.3 γMn基合金的伪弹性行为11-12
• 1.2.4 γMn基合金的阻尼特性12-13
• 1.3 研究现状13-16
• 1.3.1 γMn基形状记忆合金的研究现状13-14
• 1.3.2 γMnCu合金的研究进展14-15
• 1.3.3 γMnNi合金的研究进展15-16
• 1.4 研究内容16-17
• 1.5 研究意义17-18
• 1.6 创新点18-19
• 第二章 材料制备和研究方法19-23
• 2.1 试样的制备19-20
• 2.1.1 合金铸锭的制备19-20
• 2.1.2 试验样品的制备20
• 2.2 研究方法20-23
• 2.2.1 显微组织分析20-21
• 2.2.2 X射线衍射分析(XRD)21
• 2.2.3 差示扫描量热分析(DSC)21
• 2.2.4 热膨胀分析21-22
• 2.2.5 阻尼性能分析22
• 2.2.6 力学性能分析22-23
• 第三章 高锰MnNi(Cu)合金的阻尼和力学性能研究23-37
• 3.1 引言23
• 3.2 实验结果23-34
• 3.2.1 XRD分析23-24
• 3.2.2 DSC分析24-26
• 3.2.3 金相组织观察26-27
• 3.2.4 阻尼性能分析27-30
• 3.2.5 力学性能分析30-34
• 3.3 分析与讨论34-35
• 3.4 本章小结35-37
• 第四章 时效时间对Mn80Ni20阻尼和力学性能的影响37-49
• 4.1 前言37
• 4.2 实验结果37-46
• 4.2.1 XRD分析37-39
• 4.2.2 DSC分析39-40
• 4.2.3 金相组织观察40-41
• 4.2.4 阻尼性能分析41-43
• 4.2.5 力学性能分析43-46
• 4.3 分析与讨论46-47
• 4.4 本章小结47-49
• 第五章 Fe对高锰MnNiCu合金性能的影响49-58
• 5.1 前言49
• 5.2 实验结果49-56
• 5.2.1 XRD分析49-50
• 5.2.2 DSC分析50-52
• 5.2.3 金相组织观察52-53
• 5.2.4 热膨胀分析53-54
• 5.2.5 阻尼性能分析54-56
• 5.3 分析和讨论56-57
• 5.4 本章小结57-58
• 第六章 结论和展望58-60
• 6.1 结论58-59
• 6.2 展望59-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-65
• 攻读学位期间的研究成果65

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1 陈琳;高锰MnNi基合金阻尼和力学性能研究[D];南昌大学;2016年

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本文编号：285599