形状记忆合金Ni53Ga27Fe17Co3的内耗研究

采用LMA-1型低频力学谱仪在强迫振动模式下研究了Ni53Ga27Fe17Co3形状记忆合金内耗与温度及变温速率的关系.结果表明,合金在升、降温过程中分别出现逆马氏体相变与马氏体相变内耗峰.由于热弹性马氏体在恒定温度下的共格界面保持稳定,所以内耗峰的峰高与变温速率无关.随变温速率的增大,同一温度下的相转变分数减少,导致马氏体相变内耗峰向低温偏移,逆马氏体相变峰向高温偏移.     

MnCu合金马氏体相变和马氏体的内耗

本文对含Mn60-90wt-％的MnCu合金在123—423K温度范围内进行了低频和声频内耗测量,研究马氏体相变和马氏体中各种界面对内耗的贡献.结果指出,马氏体相变内耗可分解为两部分,即相变中的稳定内耗峰(阶梯变温测量时,T=0)和低温背景内耗.相变内耗主要是由马氏体和母相界面的运动产生的;低温背景内耗是由马氏体片间界面的运动产生的,且表现出强烈的振幅效应,其强弱决定于马氏体片间界面的数量.马氏体片间界面的运动产生的非线弹应变导致了附加的模量亏损和非线性共振行为.高Mn合金(Mn>80wt-％)中的弛豫型内耗峰研究指出,该峰的弛豫时间分布参数服从β=|β_0-β_Q/k_B T|.     

0412-1961

本文对含Mn60-90wt-％的MnCu合金在123—423K温度范围内进行了低频和声频内耗测量,研究马氏体相变和马氏体中各种界面对内耗的贡献.结果指出,马氏体相变内耗可分解为两部分,即相变中的稳定内耗峰(阶梯变温测量时,T=0)和低温背景内耗.相变内耗主要是由马氏体和母相界面的运动产生的;低温背景内耗是由马氏体片间界面的运动产生的,且表现出强烈的振幅效应,其强弱决定于马氏体片间界面的数量.马氏体片间界面的运动产生的非线弹应变导致了附加的模量亏损和非线性共振行为.高Mn合金(Mn>80wt-％)中的弛豫型内耗峰研究指出,该峰的弛豫时间分布参数服从β=     

Cu—Al—Be形状记忆合金的低频相变内耗研究

在变频、变温、变振幅的条件下,对ＣｕＡＩＢｅ合金的低频相变内耗进行了研究、结果表明：ＣｕＡＩＢｅ合金的连续变温相变内耗峰峰高Ｑｍ－１与变温速率ｖ和振动频率ｆ都有关,但与v、1/f或v/f都成非线性关系;峰温Tp与f无关,随v的增大而升高;温度低于Ｍｓ时,合金内耗Ｑ－１与应变振幅Aε呈线性关系。     

热处理制度对Ti49.2Ni50.8合金内耗性能的影响

利用X射线衍射、扫描电镜和倒置低频扭摆仪研究了不同热处理状态Ti-50.8%Ni(摩尔分数)合金的低频阻尼性能.结果表明:固溶处理试样只存在马氏体相变内耗峰,而时效处理试样中既有马氏体相变内耗峰,也发现有R相变内耗峰,相变内耗峰均对应弹性模量极小值,相变内耗峰与频率成反比;在时效处理试样中,马氏体相和R相的阻尼性能高于母相(B2);时效处理对马氏体相变有抑制作用;在400℃时效的TiNi合金中,于200K左右处发现内耗峰,随着频率的增加,低温内耗峰向高温方向运动,此内耗峰与时效析出的Ti3Ni4粒子钉扎位错有关,用钉扎位错脱钉的G-L模型解释了低温内耗峰,此内耗峰的脱钉既包括机械脱钉,也包括热激活脱钉.     

高阻尼TNCH-Z钛合金阻尼机制研究

在变频、变温和不同应变振幅下,对不同热处理后的新型阻尼TNCH-Z钛合金的低频阻尼特性进行研究,同时对该合金的声频内耗进行测量。结果表明:室温低频范围内,合金的阻尼性能受应变振幅影响较大:应变振幅增加,合金的阻尼性能随之提高;合金的相变阻尼随频率的加快而降低。由于马氏体相变的影响,合金对温度变化比较敏感。在-50～100℃相变范围内,合金的内耗峰值tanφ=0.08(加热)/0.09(冷却),马氏体相的内耗值高于母相的。受到热处理制度的影响,该合金的内耗峰宽化,提高了该合金的使用温度。该合金在声频范围内的内耗值达到10-2级。     

18CrNiWA钢中的贝氏体相变内耗

使用微机控制相变内耗仪测量了18CrNiWA钢连续冷却和等温淬火过程中的内耗.连续冷却测量表明,在400—430℃和320℃(M_s点附近)各出现一个内耗峰.试样经湿氢脱碳后内耗峰移向600℃。它们的峰温与频率无关,而峰高均随频率的降低而升高。等温淬火测量表明,无论试样脱碳与否,初期的内耗值总是最高,随着时间的延长逐渐降到背景值。实验结果显示,贝氏体与马氏体相变内耗峰有相同的频率效应;在贝氏体孕育期内存在预相变的实质是贝氏体自身的形核,而与碳的扩散与否无关,孕育期的最初阶段贝氏体即开始大量形核,通常测到过冷奥氏体的孕育期长短只不过是在特定实验条件下贝氏体长大到可以被察觉的时间。     

INTERNAL FRICTION OF BAINITE TRANSFORMATION IN 18CrNiWA STEEL

使用微机控制相变内耗仪测量了18CrNiWA钢连续冷却和等温淬火过程中的内耗.连续冷却测量表明,在400—430℃和320℃(M_s点附近)各出现一个内耗峰.试样经湿氢脱碳后内耗峰移向600℃。它们的峰温与频率无关,而峰高均随频率的降低而升高。等温淬火测量表明,无论试样脱碳与否,初期的内耗值总是最高,随着时间的延长逐渐降到背景值。实验结果显示,贝氏体与马氏体相变内耗峰有相同的频率效应;在贝氏体孕育期内存在预相变的实质是贝氏体自身的形核,而与碳的扩散与否无关,孕育期的最初阶段贝氏体即开始大量形核,通常测到过冷奥氏体的孕育期长短只不过是在特定实验条件下贝氏体长大到可以被察觉的时间。     

铝合金中位错与替代式溶质原子交互作用引起的低频振幅内耗峰

在稀铝铜和稀铝镁合金中于室温附近观测到低频振幅内耗峰和温度内耗峰,所用的最大表面应变振幅为5×10~(-7)—1×10~(-3).这种反常内耗表现出一种特殊的时效行为.与此同时,还观测到时效内耗峰,曾在下列三种条件下反复观测到这些内耗峰: (1)高度冷加工的试样退火到刚在完全再结晶以前;(2)充分退火的试样冷加工到刚超过屈服;(3)充分退火的试样经高温淬火.业已证明,观测到的这些内耗峰是由溶质原子(Al中的Cu或Mg)与冷加工或淬火产生的“新鲜”可动位错之间的交互作用引起的.这种新鲜位错含有大量弯结.提出了一种改进了的位错气团模型,认为当位错弯结在外加交变应力作用下作往复沿边运动的过程中,溶质原子被拖着在两个势垒之间来回移动.     

LOW-FREQUENCY "AMPLITUDE PEAKS" IN THE INTERNAL FRICTION ASSOCIATED WITH THE INTERACTION OF SUBSTITUTIONAL SOLUTE ATOMS WITH DISLOCA-TIONS IN ALUMINIUM ALLOYS

在稀铝铜和稀铝镁合金中于室温附近观测到低频振幅内耗峰和温度内耗峰,所用的最大表面应变振幅为5×10~(-7)—1×10~(-3).这种反常内耗表现出一种特殊的时效行为.与此同时,还观测到时效内耗峰,曾在下列三种条件下反复观测到这些内耗峰: (1)高度冷加工的试样退火到刚在完全再结晶以前;(2)充分退火的试样冷加工到刚超过屈服;(3)充分退火的试样经高温淬火.业已证明,观测到的这些内耗峰是由溶质原子(Al中的Cu或Mg)与冷加工或淬火产生的“新鲜”可动位错之间的交互作用引起的.这种新鲜位错含有大量弯结.提出了一种改进了的位错气团模型,认为当位错弯结在外加交变应力作用下作往复沿边运动的过程中,溶质原子被拖着在两个势垒之间来回移动.     

PREBAINITIC TRANSFORMATION IN A Cu-Zn-Al ALLOY

使用微机自动控制相变内耗仪,以0.7Hz频率测量Cu-25.83wt-％Zn-3.96wt-％Al合金在贝氏体相变温区等温过程中的内耗和频率随时间的变化,实验结果显示,在孕育期内随时间出现内耗峰值Q_(max)~(-1)且Q_(max)~(-1)随等温温度升高(孕育期缩短)而升高,达到Q_(max)~(-1)所需时间却随等温温度升高而缩短.在等温初期频率最低,随时间延长逐渐上升至稳定值.在施加8×10~5Pa拉应力的条件下,重复上述等温测量表明,Q_(max)~(-1)升高,达到Q_(max)~(-1)所需的时间缩短,且初期频率下降更为显著. 本文揭示:Cu-Zn-Al合金贝氏体相变存在类似于热弹性马氏体相变的点阵软化现象。在贝氏体相变孕育期内存在预相变的主要过程为形核。等温内耗的变化规律可根据相变理论和局部软化理论,通过孕育期内形核率J~*的变化作出解释。     

EFFECT OF γ-IRRADIATION ON CuZnAl SHAPE MEMORY ALLOY

Effect of γ-irradiation on the shape memory alloy CuZnAl has been studied by the techniquesof TEM,positron annihilation etc..The martensitic transformation temperature of the alloyincreases obviously ofter γ-irradiation at a dose of 2×10~7 Gy but not for a dose of 1×10~7 Gy.The shape memory effect in both irradiated alloys remains unaffected.     

THREE NEW Fe-BASED MICROCRYSTALLINE ALLOYS WITH SUPERIOR MAGNETIC PROPERTIES

Three new Fe-based microcrystalline alloys,i.e.,Fe_(73.1)Cu_(1.2)Nb_(3.2)Si_(12 5)B_(10),Fe_(73)Cu_1Nb_(1.5)Mo_2Si_(12.5)B_(10) and Fe_(73)Cu_1Zr_3C_(0.5)Mo_Si_(12.5)B_(10),were developed with su-perior magnetic properties.e.g.,high relative initial permeability of μ_i~15×10~4,lowcoercivity of H_c1.0A/m,high effective permeability and low core losses in a consid-crable wide frequency range and high pulse-magnetic permeability under narrow pulse.The optimum value of relative effective permeability,μ_5~1 is 16×10~4 under condition off=1 kHz and H_m=0.4 A/m.The optimum values of core loss reach 57.9 30.2 and 68W/kg under condition of f=50.100.100 KHz and B_m=0.5,0.2,0.3 T,respectively.These three alloys have superior stability of magnetic properties.Initial permeabilitymay be not changed during heating at 130℃ up to 216 h.The main crystalline phaseis ordered phase Fe_((75)+y)Si_((25)-y) which is ultrafine particles of average size 10—20 nm.     

位错密度对大块Fe－3％Si单晶延－脆转变温度的影响

实验证明位错密度有两个量级差异的Ｆｅ－３％Ｓｉ单晶体的延－脆转变温度几乎不变，但与Ｆｅ－３％Ｓｉ多晶体的转变温度比较相去甚远。     

THERMODYNAMIC PROPERTIES OF HOLE TRAPS A AND B IN GaAs

Equilibrium constant K_T and free energy of formation △G°of the reaction(Ga_(As)As_(Ga)+(V_(Ga))(2|-)+(e|-)=As_(Ga)V(G|-)a+Ga_(As)V(G|-)awere deduced as:K_T=(1.088×10~8-1.09×10~(11)·1/T)~2△G°=-2RTln(1.088×10~8-1.09×10~(11)·1/T)These seem to be applicable into practice under certain conditions.     

Fine structure of martensitic phases in the Cu-24% Ga alloy

The transformation kinetics and the morphology of structures formed in the Cu-24 at % Ga alloy at cooling rates of 1 to 4 × 10⁵ K/s have been studied. At low cooling rates, a massive transformation takes place in the Cu-24 at % Ga alloy; upon rapid quenching, this massive transformation can be replaced by the martensitic reaction.     

铁基合金马氏体相变的动力学问题

铁基合金中的马氏体转变的动力学研究应着眼于马氏体的形核和长大。除极少数特例外,马氏体的形核均为非均匀形核,母相中的位错等晶体学缺陷对马氏体形核起关键性作用。马氏体的长大涉及其转变过程中位错等缺陷的形成和运动。变温型马氏体转变的动力学公式为In(1-f)=-α(M_s-T_q),等温马氏体转变的动力学方程为f=N_i/p(e~z-1),马氏体转变的普适动力学方程为dN_r/~dt=vΣ0[δN_i(Q)+fδP(Q)-N_r(Q)](1-f)vexp[-Q]/RT。     

Study of Thermal Scanning Rates on Transformations of Ti-19Nb-9Zr (at.%) by Means of Differential Scanning Calorimetry Analysis

Differential scanning calorimetry (DSC) thermal analysis is a well-accepted technique used to measure the transformation temperatures of shape memory alloy and its thermoelastic transformation energies. In this study, both forward and reverse transformation temperatures of a nickel-free Ti-19Nb-9Zr (at.%) SMA were investigated using DSC technique with different cooling and heating scanning rates in a range of 10 to 100 °C/min. The results showed that the transformation temperature intervals vary substantially with respect to the thermal scanning rates. It is found that the martensitic start (M _s) temperature decreases with decreasing the cooling rates. The optimal scanning rate was found to be 40 °C/min for obtaining the maximum thermoelastic transformation energies stored between the forward and the reverse martensitic transformations. It is believed that the thermoelastic transformation energy increases with the increase in the volume fraction of martensite. Based on these measurements, these thermoelastic transformation energies between the forward and the reverse martensitic transformations were estimated to be ~21 and ~27 J/g, respectively. The appropriate selection of scanning rate for SMA analysis will be discussed.     

MICROFRACTOGRAPHY OF NEAR-THRESHOLD FATIGUE CRACK GROWTH

The fracture surface micromorphology in the near-threshold FCG region was studied inLD-10 aluminum alloy and Ti-6Al-4V allov.The SEM examinations reveal that the frac-ture surface of both alloys at low crack growth rates(1×10~(-7)-1×10~(-5)mm/cycle)takes ona cyclic facet appearance.The typical morphologies were either sawtoothedfacets or terracedfacets for LD-10 aluminum alloy and isolated island facets for Ti-6Al-4V alloy.The mech-anism of near-threshold fatigue crack growth is explicated on the basis of experimental ob-servations.