SiC_p增强镁-锌-锆合金基复合材料的阻尼性能

采用粉末冶金法制备了不同含量SiC颗粒增强Mg-2.51Zn-0.629Zr合金基复合材料;采用光学显微镜、扫描电镜及X射线衍射仪等对基体合金及复合材料的组织及物相组成进行了分析,采用LMA-1型低频力学弛豫谱仪对基体合金及复合材料的阻尼性能随频率与温度的变化关系进行了研究。结果表明:当SiC颗粒体积分数为15%时,复合材料中颗粒的分布比较均匀;与基体合金相比,SiC颗粒的加入显著提高了复合材料的阻尼性能,SiC颗粒体积分数为9%时,复合材料的阻尼性能最好,其内耗-温度曲线在100～150℃,250～300℃及350～400℃的温度范围内均出现了内耗峰。     

SiC颗粒增强镁-锌-锆基复合材料的阻尼性能

采用热压烧结法制备了三种不同成分的SiC颗粒增强镁-锌-锆基复合材料,使用LMR-1型低频力学弛豫谱测试系统研究了铸态镁-锌-锆合金及热压烧结SiCp/镁-锌-锆基复合材料的阻尼性能随频率和温度的变化关系.结果表明:SiC颗粒的加入使复合材料的阻尼性能比基体合金有显著提高;另外随着合金中锌含量的增加,复合材料的内耗值不断下降;在频率为3×10-3～7Hz范围内,基体合金及复合材料的内耗值均随着频率的增加先快速减小随后又逐渐增大;在本试验条件下SiCp/Mg-0.93%Zn-0.70%Zr基复合材料的内耗值最大,该复合材料在50～100℃的温度范围内出现弛豫内耗峰.     

Fe-13Cr-2.5Mo阻尼合金的热处理工艺

研究了热处理工艺对冷拉态Fe 13Cr 2.5Mo阻尼合金的微观组织、力学性能和阻尼性能的影响。研究发现:水淬温度为900℃和1100℃时对数衰减率各有一个相近的峰值;900℃时由于合金组织完成了回复再结晶,阻尼性能保持较高的水平;而1100℃时,合金中碳化物溶解,晶粒快速长大,导致较大尺寸的磁畴形成,使得合金的内耗值很高。淬火温度的提高,使合金的强度和塑性逐渐降低。合金的较佳热处理工艺为900℃×2h水淬。     

宏观石墨颗粒增强工业纯铝基复合材料的阻尼性能

采用空气加压渗流技术制备了宏观石墨颗粒增强的工业纯铝基复合材料;在温度范围为25～400℃、低频率和低应变振幅条件下用多功能内耗仪测量了材料的内耗(阻尼性能)和相对动力学模量;用透射电子显微镜对其微观结构进行了观察。结果表明:该复合材料界面上存在少量微孔,颗粒与基体之间为弱结合,其阻尼性能在相同宏观石墨颗粒粒径下随着石墨颗粒体积分数的增加而增大,在相同宏观石墨颗粒体积分数下随着石墨颗粒粒径的减小而增大,其阻尼性能比工业纯铝的提高了2～3倍;该复合材料的主要阻尼机制是界面阻尼和位错阻尼。     

宏观石墨颗粒增强铜基形状记忆合金复合材料的阻尼行为

采用空气加压渗流技术制备了宏观石墨颗粒增强铜基形状记忆合金复合材料,利用多功能内耗仪研究了其阻尼行为及阻尼机制。结果表明:复合材料的阻尼性能比基体合金的大大提高,其内耗随石墨颗粒体积分数的增加、石墨颗粒粒径的减小和应变振幅的增大而增大;基体和石墨颗粒的本征阻尼、位错阻尼和颗粒/基体界面阻尼是复合材料的主要阻尼机制。     

喷射沉积SiC_p/Al-20Si复合材料高周疲劳行为研究

采用喷射沉积法制备15%(体积分数)4.5 m SiCp/Al-20Si复合材料及其基体合金,研究该组材料的微观组织、力学性能、高周疲劳性能以及疲劳断口形貌。结果表明:SiC颗粒的加入有利于提高材料的力学性能;复合材料及其基体的高调疲劳寿命随应力幅值的减小而增加,在相同应力幅值下,复合材料的疲劳寿命远远高于基体合金。疲劳裂纹从大颗粒的初晶Si的断裂以及Si相脱离处形核,并开始扩展。对于复合材料而言,SiC颗粒尺寸较小,不容易发生断裂,在形核过程中,当裂纹遇到SiC颗粒时,裂纹或者避开增强体,或者受阻于SiC颗粒,只能在基体合金中扩展,从而扩大了疲劳形核区的面积,提高了材料的疲劳寿命。Si颗粒的脱离、Si相的断裂以及SiC颗粒与基体界面的脱粘是复合材料疲劳断裂失效的主要机制。     

应变幅对铝基复合材料阻尼性能的影响

利用多功能内耗仪测试了在没温度条件下应变幅对铝复合材料阻尼性能的影响，并通过ＴＥＭ观察分析了界面结构及界面附近基体中的位错组态，进一步研究微观组织结构和铝基复合材料阻尼性能的关系。     

热处理对镍-镓-铁-钴铁磁形状记忆合金阻尼性能的影响

采用低频扭摆仪研究了不同温度热处理(700和900℃)对Ni_(49)Ga_(27)Fe_(21)Co_3铁磁形状记忆合金阻尼性能的影响。结果表明:当应变振幅小于5.0×10~(-5)时,铸态合金的阻尼性能主要取决于频率,当应变振幅大于5.0×10~(-5)时主要取决于应变振幅;经热处理后合金中(Fe,Ni)固溶体发生分解并析出新相;经热处理后Ni_(49)Ga_(27)Fe_(21)Co_3合金的阻尼主要依赖于加载频率,且阻尼性能优于铸态合金的,最大阻尼值为0.023。     

固溶处理对Fe-Cr-Mo阻尼合金内耗影响的研究

研究了固溶处理温度对新型铁磁型Fe-Cr-Mo阻尼合金内耗的影响。结果表明,经加热FeCr-Mo合金到900~1 200℃保温1h,并随炉冷固溶处理后,合金内耗随应变幅值的增大呈现先增加后减小的规律,且在900~1 100℃固溶处理温度范围内,内耗对应变幅值的敏感性随固溶温度升高而增大。经1 100℃固溶处理的合金,因其晶粒较大,第二相颗粒较少,残余内应力较小,并形成了有利于提升内耗的大尺寸、宽畴壁的片状磁畴,故而具有最高的内耗峰值。     

钴元素对镍-镓-铁系铁磁性形状记忆合金相变及阻尼性能的影响

采用低频扭摆仪研究了铁磁性形状记忆合金Ni_(53)Ga_(27)Fe_(20)和Ni_(53)Ga_(27)Fe_(15)Co_5合金的阻尼性能与应变振幅、频率及温度的关系,研究了钴元素对镍-镓-铁形状记忆合金阻尼性能的影响。结果表明:室温下Ni_(53)Ga_(27)Fe_(15)Co_5合金的显微组织为三种形态的马氏体,而Ni_(53)Ga_(27)Fe_(20)合金为单一形态马氏体;前者的马氏体相变与逆相变的起始温度为59.2℃与58.7℃,结束温度为35.4℃与72.2℃;后者的起始温度为69.3℃与93.6℃,结束温度为60.2℃与102.6℃;Ni_(53)Ga_(27)Fe_(20)合金在室温下为滞弹性阻尼;Ni_(53)Ga_(27)Fe_(15)Co_5合金室温下当应变振幅小于5.0×10~(-6)时为滞弹性阻尼,当应变振幅大于5.0×10~(-5)时为静滞后型阻尼;Ni_(53)Ga_(27)Fe_(15)Co_5合金的热弹性马氏体相变温度较Ni_(53)Ga_(27)Fe_(20)合金的降低,在相变温度范围内即具有高阻尼特性,最大阻尼值为0.072。     

宏观孔对锌铝共析合金阻尼行为的影响

采用空气加压渗流技术制备了含宏观孔的锌铝共析合金,在25～400℃、低频率和低应变振幅条件下用多功能内耗仪测试了该合金的内耗和相对动力学模量,研究了宏观孔对其阻尼行为的影响。结果表明:宏观孔的引入提高了锌铝合金的阻尼性能,与致密锌铝合金相比提高了2～4倍;合金的阻尼性能随着宏观孔的减小、宏观孔孔隙率的增加、频率的减小和应变振幅的增加而增大。     

宏观石墨颗粒对工业纯铝阻尼性能的影响

运用空气加压渗流技术制备了宏观石墨颗粒增强的工业纯铝金属基复合材料,在25～400℃温度范围和频率为0.5,1.0和3.0 Hz条件下在多功能内耗仪上测量了不同材料的内耗和相对动力学模量;用透射电子显微镜对材料的显微组织进行了观察;依据内耗测量和微观分析讨论了宏观石墨颗粒对工业纯铝阻尼行为的影响.结果表明:复合材料的阻尼性能随着宏观石墨颗粒体积分数的增加而增大,阻尼性能比致密工业纯铝提高了2～3倍.     

碳、镍元素对铁-锰合金的阻尼性能与相变行为的影响

应用倒扭摆内耗议、热机械分析仪和光学显微镜研究了碳和镍对铁-锰基减振合金γ→ε转变行为和阻尼性能影响。结果表明：碳增加γ→ε相变的阻力，降低合金的M3温度，减少合金中ε马氏体的数量；碳的钉扎作用能够使合金中γ／ε相界面的滑移性能变差，从而恶化了合金的阻尼性能。镍降低了合金的相变温度，但不会对合金阻尼性能产生不利影响。     

Fe-Cr-Al合金减振性能的研究

用弯曲共振法(共振频率1500～1700Hz)测定了经高温退火的Fe-Cr-Al合金系的减振性能(内耗),并研究了外磁场和温度对该合金系内耗的影响。研究结果表明,在磁场作用下Fe-Cr-Al合金系的内耗值先是随磁场增强而增高,在达到最高峰值后,随磁场加大,内耗值而明显下降,并降到最低值(此时合金磁化饱和)。升温低于330℃,合金由于磁机械滞后效应引起的内耗基本保持不变,当温度超过330℃,Fe-Cr-Al合金系的内耗值明显下降,并急剧降到最低值。     

时效对Ni_(53)Ga_(27)Fe_(15)Co_5铁磁形状记忆合金阻尼性能的影响

采用低频扭摆仪研究了时效对Ni_(53)Ga_(27)Fe_(15)Co_5铁磁形状记忆合金阻尼性能的影响。结果表明:时效前后,当应变振幅小于4.0×10~(-5)时,该合金的阻尼性能都依赖于频率,当应变振幅大于4.0×10~(-5)时都取决于应变振幅;经700℃时效4 h后该合金的马氏体相变温度降低,逆相变温度升高,相变潜热减小,其阻尼性能约为铸态时的两倍,最大阻尼值达0.139。     

NiTi基体上沉积铁电陶瓷PZT复合材料的振动响应特性

用溶胶-凝胶法在NiTi形状记忆合金冷轧薄片基体上沉积铁电陶瓷PZT薄膜,再通过650℃烧结处理而得到NiTi/PZT复合材料,采用动态热机械分析方法测试了该复合材料及相同温度时效处理的NiTi形状记忆合金的内耗随温度及振动频率的变化曲线,比较了两种材料内耗曲线特征的差异;通过分析内耗曲线随温度、振动频率变化规律研究了材料的振动响应特性.结果表明:对于NiTi/PZT复合材料,响应振动载荷的能力相对于单纯NiTi形状记忆合金有明显改善,响应范围从10 Hz以内提高到33 Hz以内;tanδ-t曲线特征凸起峰高度值(材料的响应程度)从3%增加到5%,提高60%以上.     

等通道转角挤压对镁锆阻尼合金组织和性能的影响

对铸态Mg-0.6%Zr合金进行了等通道转角挤压(ECAP)变形,采用光学显微镜观察了变形后合金的显微组织,并对不同温度、不同道次变形后的合金进行了显微硬度、抗拉强度及阻尼性能测定。结果表明:合金经过ECAP变形后,发生了动态再结晶,晶粒显著细化,但随挤压温度的升高发生晶粒长大;显微硬度随挤压道次的增加而增大,抗拉强度在300℃挤压6道次时达到最大值187.80 MPa;合金经400℃挤压1道次后的阻尼性能优于铸态合金的,其他条件下均低于铸态合金的。     

C/SiC复合材料组织对磨削力与加工表面质量的影响

采用树脂结合剂金刚石砂轮对C/SiC复合材料与SiC陶瓷进行了平面磨削加工试验,通过对比两种材料的磨削力及磨削加工表面质量,分析了C/SiC复合材料组织与其磨削加工特性的 关系。研究结果表明,C/SiC复合材料中碳纤维及SiC基体皆以脆性断裂方式实现材料去除;与SiC陶瓷的加工表面(其表面粗糙度值Ra为0.2~0.3μm)相比,C/SiC复合材料磨削时由于碳纤维层状断裂、拔出及其与SiC非同步去除现象导致其加工表面粗糙度值较高, Ra为0.8~1.0μm;C/SiC复合材料磨削力较小,是相同工艺参数下SiC陶瓷材料磨削力的35%~76%。     

不同温度淬火后Co_(39)Ni_(34)Al_(27)形状记忆合金的组织与性能

采用金相分析、差示扫描量热分析、循环拉伸及阻尼试验等研究了不同温度(1200~1350℃)淬火后Co_(39)Ni_(34)Al_(27)形状记忆合金的显微组织、马氏体相变、超弹性及阻尼性能。结果表明:随着淬火温度的升高,该合金晶粒发生粗化,γ相含量减少,β相逐渐转变为马氏体相;马氏体相变温度与淬火温度几乎成线性正比关系;1 250℃淬火后的合金具有明显的超弹性性能;1 250,1 320℃淬火后的合金在马氏体相变过程中出现阻尼峰值,分别为0.042和0.035,1 320℃淬火后合金的阻尼性能略低于1 250℃淬火后的。     

表面镀镍SiC_p/Al复合材料与可伐合金的真空钎焊

采用扫描电镜、材料试验机等研究了表面化学镀镍后增强相体积分数为55%的SiCp/6063Al复合材料与可伐合金真空钎焊接头的显微组织、剪切断口形貌以及钎焊保温时间对接头组织和性能的影响。结果表明:表面镀镍后的SiCp/6063Al复合材料能够实现与可伐合金的真空钎焊,在550℃下保温20min能得到剪切强度为100 MPa的接头,其断裂性质为脆性断裂;钎料中的钛元素能够与复合材料中的SiC颗粒发生化学反应,达到钎料与基体的冶金结合;焊缝组织致密,钎料对可伐合金和镀镍复合材料的润湿性都良好。