热型连铸CuAlBe超弹性合金丝的力学性能

研究热型连铸柱状晶CuAlBe超弹性合金的性能并与单晶相比较。用热型连铸法制备了柱状晶CuAlBe超弹性合金丝,用循环拉伸试验检测其力学性能,用纯弯曲疲劳试验检测其弯曲疲劳寿命。结果表明,柱状晶CuAlBe合金丝的可恢复应变可达到15％,与单晶接近。超过这一应变量将导致马氏体稳定化,产生残余变形,导致卸载时拉伸曲线上出现锯齿状峰。柱状晶的弯曲疲劳寿命与单晶的为同一数量级,比机械加工表面的单晶高,而比电解抛光表面的单晶低。由此可见,柱状晶CuAlBe的性能与单晶的相近。     

超弹性柱晶组织CuAlNi合金丝的弯曲疲劳

用热型连铸法以不同速度连铸了Ф1.5mm的柱晶CuAlNi丝,检验其弯曲疲劳寿命.结果显示：固溶处理后消除了内应力,弯曲疲劳寿命随连铸速度的提高而提高,但超过480mm/min后由于出现等轴晶和加热后的晶粒长大,疲劳寿命下降.弯曲疲劳断裂首先从柱晶晶界开始开裂,然后各晶粒各自断裂.晶界开裂有利于阻隔疲劳裂纹扩展,降低对表面缺陷的敏感性,降低弯曲时在晶界上产生的应变量,从而提高疲劳寿命.     

热型连铸超弹性CuAlNi合金丝的拉伸疲劳性能

用热型连铸法以不同速度连铸了φ1.5的柱晶CuAlNi合金丝,研究其拉伸疲劳性能.结果显示：铸态下,连铸速度由240mm/min提高到360mm/min时合金丝由于晶粒细化提高了疲劳寿命;铸态下少量γ2对拉伸疲劳没有显著影响;疲劳拉伸中柱晶晶界开裂,阻隔了疲劳裂纹扩展,降低了疲劳裂纹对表面缺陷的敏感性,有利于提高疲劳寿命.     

热型连铸超弹性CuAlNi合金丝的拉伸疲劳性能

用热型连铸法以不同速度连铸了φ1．5的柱晶CuAlNi合金丝,研究其拉伸疲劳性能。结果显示:铸态下,连铸速度由240mm／min提高到360mm／min时合金丝由于晶粒细化提高了疲劳寿命;铸态下少量γ2对拉伸疲劳没有显著影响;疲劳拉伸中柱晶晶界开裂,阻隔了疲劳裂纹扩展,降低了疲劳裂纹对表面缺陷的敏感性,有利于提高疲劳寿命。     

柱状晶CuAlBe超弹性合金丝的等温变形

对热型连铸制备的柱状晶CuAlBe超弹性合金丝做等温变形试验,研究柱状晶在变形过程中组织和性能的变化.等温温度从400℃到600℃,变形量从25％到62.5％.结果表明,变形温度为450～550℃,在所研究的变形量内都能得到以β相为主及少量α相的柱状晶组织,力学性能与变形前大致相同,但残余变形大大增加.低于450℃变形产生马氏体,变形量增大时还导致晶界裂纹.高于550℃变形则产生十字星形γ2.后两者都使力学性能急剧下降.     

柱状晶Cu-Al-Ni形状记忆合金的性能

用具有定向凝固特点的热型连铸工艺制备了Cu-Al-Ni形状记忆(SMA)合金丝.金相检验显示合金丝具有轴向排列的柱状晶组织.XRD分析表明,其基体β1相的生长方向为(100),分散度为10°～12°.合金丝经约20次的弯曲训练后形状恢复率非常稳定,最高可达100%;最大可恢复应变为10%,显示了优良的记忆功能.拉伸试验显示其抗拉强度最高达910 MPa,伸长率18.76%,与单晶组织相近而远优于多晶组织;拉伸断口出现缩颈,表明晶体发生了滑移.连铸工艺的稳定性对合金丝的力学性能有很大影响.     

热型连铸CuAlMn合金丝的冷加工性能

用热型连铸法制备了柱状晶CuAIMn合金丝，经800℃固溶处理，不同温度退火后做冷轧试验，研究其在单一β相下的冷加工性能。冷轧结果表明，250℃退火的冷加工性能最优，而400℃退火由于发生贝氏体转变，冷加工性能急剧下降。细化晶粒可较大地提高冷加工性能。拉伸结果表明合金退火后有较好的超弹性，伸长率与冷加工性能的变化一致。     

柱状晶Cu-Al-Be合金丝等温拉拔试验研究

对柱状晶Cu-Al-Be合金丝进行了不同温度的等温拉拔试验。研究了拉拔温度对合金丝金相组织、循环拉伸性能、弯曲疲劳性能的影响。结果表明:变形温度在450℃时,合金丝产生应变诱发马氏体;在470℃时,合金丝没有马氏体和γ2相析出;温度在490~510℃时,合金丝析出γ2相,且析出物的量随变形温度的上升而增加。合金丝的残余应变量随变形温度增加先减小后增大,变形温度为470℃时,所产生的残余应变最小。当变形温度为530、550℃时,试样出现缩颈而断裂,变形温度越高,合金丝的抗拉强度越低。合金丝的弯曲疲劳性能在变形温度470℃时达最大值。     

连铸速度对CuAlNi记忆合金晶粒长大及弯曲疲劳的影响

以4种速度连铸了柱状晶组织的CuAlNi记忆合金丝并热处理，检验其晶粒长大及弯曲疲劳性能。连铸速度大于240mm／min，72相的析出被抑制；速度达480mm／min时由于凝固前沿液相受到激冷而形成等轴晶。360mm／min为柱状晶加热长大的临界连铸速度。超过此速度，加热时晶粒将急剧长大。临界连铸速度以下提高连铸速度可细化晶粒，经热处理消除内应力后，弯曲疲劳断裂次数可大幅提高。     

热型连铸法制备CuAlBe形状记忆合金管接头

研究了用热型连铸法制备Be含量为0.4%的柱状晶组织CuAlBe形状记忆合金管及其晶状组织,将合金管切割成段,经固溶处理后扩径即成管接头。当连铸速度为80mm/min、冷却距离为10mm、压头为20mm、铸型温度为1 030℃时,记忆合金管连铸过程最平稳,管的表面质量及尺寸控制最好。管接头的最大扩径率可达10.20%,此时管接头的形状回复率仍可达到92.86%。名义扩径率为7.55%时,扩径后As、Af温度升高,Ms、Mf温度降低,合金的相变温度滞后范围从扩径前的40℃增加到了70℃。     

等温变形下柱状晶CuAlBe合金的动态再结晶行为

采用控温模具在万能材料试验机上对柱状晶CuAlBe合金进行了等温压缩变形试验,以研究其在不同变形温度、变形速率、变形量下发生动态再结晶的行为.结果表明,在变形速率为5 mm/min时,再结晶温度随变形量的增加而降低.变形速率提高到10 mm/min和20 mm/min时,再结晶温度不再随变形量的增加而变化,保持在550℃.而当变形速率提高到40 mm/min、变形量为35%时再结晶温度提高到600℃;随变形量的增加,再结晶温度逐渐降低到550℃.变形温度低于450℃时,晶界发生开裂.     

等温时效过程Cu—Al—Be形状记忆合金内耗行为研究

对ＣｕＡｌＢｅ合金在等温时效过程中的内耗特性进行了研究。结果表明,等温时效时该合 金内耗主要是由应力诱发马氏体相变和Ｍ／Ｍ、Ｐ／Ｍ界面在交变应力下的粘滞性迁移所引起的。 时效过程中,合金内耗迅速下降,至一定值后趋于稳定,且大小受测量频率影响。在马氏 体态时效时,内耗衰减曲线出现峰值,这与试样中的淬火空位及其在时效时的界面扩散有 关。     

铸造CuAlBe系高阻尼合金的优化设计

通过对比试验和正交试验优化了CuAlBe（B)阻尼合金成分,结果显示：控制Al和Be含量使合金为共析或伪共析成分,可保证铸态组织全部为热弹性马氏体,合金元素地马氏体的固溶强化效果有助于进一步提高合金的力学性能。通过金相组织观察、X射线衍射和电阻-温度曲线的分析可见,由于Be有效地稳定了β相,使CuAlBe（B)合金在铸造条件下就可获得热弹性马氏体。大应力扭摆式阻尼测试结果证实了该合金具有较好的阻尼性能。微量的B可以显著细化CuAlBe（B）阻尼合金的晶粒,改善合金的强度和塑性。本试验所优化的铸造CuAlBe（B）阻尼合金性能优良,σb=767MPa,δ=7.62%,S.D.C=18.70%,满足工程阻尼材料的使用要求。     

热处理对CuAlBe形状记忆合金组织和相变行为的影响

采用DSC法和电阻法测定了CuAlBe形状记忆合金的相变点,并通过组织观察和性能(硬度)测定等方法,综合分析研究了热处理工艺对其组织和相变行为的影响。结果表明,热处理对合金的晶粒大小和相变点影响较大,加热温度高和保温时间长都会使晶粒长大、相变点升高。热循环使相变行为的稳定性提高。低温时效会使相变点降低;而高温时效会使马氏体部分分解,造成马氏体逆转变困难。     

等温变形参数对柱状晶CuAlBe合金再结晶的影响

在万能材料试验机上采用控温模具对柱状晶CuAlBe合金进行等温压缩变形试验,研究不同变形温度、变形量和变形速率下发生动态再结晶的行为和析出物含量;对变形后的合金重新加热,研究其发生静态再结晶的温度和析出物含量。结果表明:在550℃等温变形,变形量大于20%都发生动态再结晶,450℃以下变形都不发生动态再结晶,但此温度下易形成马氏体和裂纹;在此温度区间,随着变形温度的降低或变形速率的增加,发生动态再结晶所需的变形量逐渐增大。发生静态再结晶的临界温度为610℃,再结晶前的析出物随变形温度的升高而增加,析出物的含量随动态再结晶的进行而降低。