悬挂横振动法和磁伸纵振动法在测试恒弹性合金物理性能中的应用

一、前言恒弹性合金具有一系列优良的特性,其中最突出的是具有特别低的频率温度系数和高的机械品质因数。最常见的牌号是:Ni42CrTiAl(即3j53)、Ni43CrTiAl(即3j58)及Ni44CrTiAl等。它目前己广泛应用于通讯技术中的机械滤波器、谐振器、金属延迟线、手表游丝及精密仪器、仪表等器件。近年来,由于通迅技术的不断发展,恒弹性合金的发展异常迅猛。弹性合金物理性能测试与研究也给予了应有的重视,取得了一定的进展。最初只能测其合金的杨氏模量,现己发展能测合金的频率温度系数、模量温度系数、机械品质因数和传播速度等物理参数了。大量研究表明:恒弹性合金在纵振下与在扭振下的性能是不相同的;同时,     

铌和锆元素对恒弹性合金性能的影响

本文观察了铌和锆添加元素,对铁-镍基恒弹性合金的频率温度系数、Q值,振动迟滞损耗,居里温度,矫顽力、电阻,以及某些机械性能的影响。看到,锆和铌元素的添加,对降低铁-镍基恒弹性合金的频率温度系数对回火温度的敏感性起到良好的作用。得到了较低弹性温度系数的合金。与此同时,铌元素的添加,明显地提高了恒弹性合金的Q值、机械强度和硬度,并使扭振迟滞损耗能显著下降。     

真空薄带杨氏模量测量装置

在悬臂梁弯曲振动模式下,使用磁激发振动杆、静电感应接收、直接放大讯号的方法,测量了薄至59μm非晶态磁性合金薄带的杨氏模量,以及18μm非晶态恒弹性合金薄带室温至正100℃频率温度系数。真空度可达2.6×10~(-3)Pa。温度范围为室温至正200℃。条件试验表明,共振频率随激发电压、直流偏压的增加而减小,随试样有效长度的减小而降低,从而使杨氏模量降低。     

恒弹性合金研究

本文叙述了恒弹合金研制的成分、工艺和性能的测量结果。合金成分是在Fe-Ni-Cr-Ti合金的基础上,通过调整Cr、Ti含量、并添加Mo、Cu元素,且采用低温回火工艺而制成。实验结果表明,经420-560℃2h回火后,得到扭振频率温度系数为γ_s≤1×10~(-)/℃,切变模量G>63000N/mm~2的最佳性能     

耐海水腐蚀无磁恒弹性合金的研制

本文介绍了Nb-Ti-Al系合金的制备、性能和组织结构,以及应用效果。用现有的其他弹性材料,特殊工程用的某些压力传感器达不到所要求的精度。然而,新型的弹性材料——铌基合金,例如Nb-40Ti-5.5Al,具有优良的综合性能(包括:无磁性、耐海水腐蚀、弹性模量温度系数小、弹性极限高、弹性滞后小以及弹性模量低)。制备了Nb-40Ti-5.5Al合金棒材和细丝材。而且,该合金不论在冷加工态还是固溶态皆可时效硬化处理。各部件(弹性元件、支架、补偿杆、以及振弦丝)皆用铌合金制作的压力传感器达高精度(0.2％),且多次出海实用证明其稳定性好。     

Al—Zn合金阻尼性能研究

本文采用自由梁和悬臂梁声频弯曲共振自由衰减法测量Al-Zn合金的衰减系数δ,配备微机系统采集和处理数据,计算损耗因子θ~(-1)。测量结果表明Al-Zn共折合金的损耗因子在150℃以下随温度升高而增大;随频率降低而增大;在小振幅(10~(-6)～10~(-4)m)范围内随振幅变化不明显。并从合金组织结构因素分析讨论了Al-Zn共折合金热处理后的最佳阻尼性能和机械性能。     

新型活塞环材料——PL合金的研制

钢带法生产活塞环对材料的硬度、强度、弹性、热膨胀系数的要求很高,一般材料达不到理想效果。本文探讨PL合金的性能及其生产工艺。发现PL合金冷加工硬化系数低,易于加工,而时效硬化效果显著,且具有高弹性模量及很低的热膨胀系数,是一种理想的活塞环材料。     

W—Ni—Fe合金多孔材料的研究

研究了由细钨粉加1～2％Ni—Fe(wt),通过压制、预烧结、研碎、分级和强化烧结制预合金粉,再由合金粗粉加2％(wt)硬脂酸或0. 4％(wt)聚乙烯醇,通过成形、预烧结和烧结成W-Ni-Fe合金多孔材料的工艺。探讨了团粒强化烧结温度、粉末粒度、成形压力、烧结温度和时间等工艺因素对多孔W-Ni-Fe合金性能的影响。研制出具有最大孔径130. 7μm,相对透气系数1. 78×10~(-2)L/min·cm~2·mm·H_2O,开孔孔隙度26. 46％,抗弯强度141. 3MPa的多孔W-Ni-Fe合金多孔材料,经抗热震使用实验,证明能用于净化1523K和11. 8MPa的高温高压燃气。     

用反应烧结和反应熔化法制取TiAl—TiB2复合材料

Ti Al基合金的优点是密度低、比强度高、刚度大、抗裂纹稳定性好 ,耐热可达90 0℃～ 10 0 0℃ ,Ti- Al的强力共价键可保证它有高的扩散激活能 ,从而能在 90 0℃以下阻止蠕变过程的发展。Ti Al的室温弹性模量为 16 0 GPa～ 175 GPa,高于一般钛合金(10 0 GPa) ,但低于镍基高温合金 (2 0 0GPa)。随温度的升高其弹性模量下降 ,至90 0℃～ 10 0 0℃时为 15 0 GPa,接近于镍基高温合金值。如以 Ti Al取代钛基、镍基和铁基材料并以 Ti Al为基做成复合材料 (KM)可减轻零件质量 2 0 %～ 5 0 % ,与传统的耐热合金相比 ,Ti Al复合材料在空气中…     

烧结工艺对医用Ti-Nb-Ta-Zr合金微观结构及性能的影响

低模量β钛合金因具有优良的生物相容性成为目前生物医用植入材料的研究热点。其中,Ti-Nb-TaZr因含无毒元素,且具有强度高、塑性好等优点,在生物材料领域得到广泛的发展。本文采用传统粉末冶金法制备Ti-35Nb-7Zr-5Ta合金,结合显微硬度分布,根据均匀性指数和硬度变化系数分析相分布均匀程度,开展烧结工艺对钛合金微观结构与力学性能的影响研究。结果表明:随烧结温度的提高和烧结时间的延长,基体小孔隙尺寸逐渐减小并消失,相组成及分布发生了相应的变化,Ti-35Nb-7Zr-5Ta合金压缩弹性模量为(4.77±0.48)～(7.4±0.81)GPa,先增大后减小,接近松质骨弹性模量。在模拟体液环境下,烧结态Ti-35Nb-7Zr-5Ta合金阻抗谱呈现半容抗弧特征,相位角在较宽的频域10-1～102Hz之间存在峰值,表现出较高的耐蚀性能,为医用钛合金的生物力学性能研究提供理论基础。     

GaxIn1—xSb红外材料的MOCVD法生长特性研究

用水平常压 MOCVD 系统生长了 Ga_xIn_(1-x)Sb(0.5相似文献   

Ti—46.5Al—3.0Nb—2.1Cr—0.2W显微组织对疲劳和拉伸性能的影响

高强度和低比重高温结构航空材料的需求,促进了高合铝量钛基合金的发展、Ti3 Al基合金显示出高的比强值和弹性模量,然而这组合金并不优于最高使用温度的常用钛合金(Ti—1100,IMI834),因此,目前人们的兴趣集中在γ-TiAl基合金上.过去对两相γ-TiAl基合金的研究,着重于提高塑性、变形断裂、蠕变特性和韧性方面,而对疲劳特性的研究却很少.J.Kumpfert等人研究了一种新的两相γ合金Ti-46.5Al-3.ONb-2.1Cr-0.2W的室温和高温拉伸及疲劳性能.试验中采用壳式熔炼和铸造技术,制备了直径为70mm的20kg铸锭,铸锭在1200℃/3h和138MPa压力的氨气气氛下(为消除孔隙)进行热等静压(HIP)加工.从铸锭切取120mm长的坯料,分两阶段在1150℃等温锻造,中间进行一次退火,得到φ24mm×10mm的饼材.用光学显微镜(OM)观察饼材边部和中心的不均匀显微组织,用热差分析法(DTA)及金相法测定了α转变温     

新型Ti-6554钛合金热变形行为及热加工图

利用Gleeble-1500热模拟实验机研究了新型Ti-6Cr-5Mo-5V-4Al合金在740～950℃,应变速率0. 01～10. 00 s~(-1)条件下的热变形行为。通过真应力-真应变曲线分析了合金在高温变形时的应力随温度及应变速率的变化规律,之后对数据进行回归分析得到了合金的本构方程,最后绘制合金的热加工图并结合微观组织观察研究该合金的热变形机制。结果如下:合金的流变应力对温度和应变速率都十分敏感。在相同的应变速率下,随温度升高,流变应力降低;而在相同温度下,应变速率升高,流变应力也升高。计算得到合金的动态激活能Q为246. 551 kJ·mol~(-1)。高温变形的本构方程为ε=4. 51×10~(10)[sinh(0. 0058σ)]~(4. 85272)exp(-246551/RT)。根据热加工图可知,两相区变形时,合金在温度740～770℃、应变速率0. 01～0. 03 s~(-1)的区域内具有最高的功率耗散系数,达到44%,变形机制为动态回复;β单相区变形时,在温度780～890℃、应变速率0. 01～0. 03 s~(-1)的区域内具有较高的功率耗散系数,为40%,变形机制包括动态回复和动态再结晶。合金的塑性失稳区主要在温度740～900℃、应变速率0. 05～1. 00 s~(-1)的区域内,失稳区内会发生局部塑性流动。     

Cu、Mg合金元素对Zn—Al22合金组织和性能的影响

Zn—Al22超塑性合金属于细晶超塑性类合金,即合金材料在成型前,应具有等轴两相微细晶粒(一般在0.5～5μm);其成型温度的下限为0.5Tm(Tm为材料熔点);并且应变速率要在10~(-1)～10~(-4)/sec之间。 Zn—Al22合金用于生产是在六十年代     

Ti-Ni形状记忆合金的疲劳性能

Ti- Ni形状记忆合金 (SMA)具有形状记忆效应和超弹性 ,其特性源于热弹性马氏体的形成和回复过程 ,相变过程的诱发需要温度或载荷变化。SMA要经历多次热应力或外加载荷循环作用 ,疲劳性能非常重要 ,其主要影响因素如下 :(1)合金马氏体相变开始温度 (Ms)。Ms不同导致合金相变过程和内部组织形态不同 ,疲劳寿命也不同。调整 Ni- Ti合金中 Ni含量 ,制备了 Ms 分别为 - 12 0℃ ,- 30℃ ,7.5℃和 70℃的合金。在室温下进行恒应变控制的疲劳试验。S- N曲线表明 :在应变相同的条件下 ,Ms 为 7.5℃的试样疲劳寿命最长 ,- 30℃和 70℃的居中 ,-…     

细晶Ti-6Al-4V合金的超塑性变形行为与组织演变

对不同温度下退火处理后的细晶TC4合金板材进行超塑性拉伸变形,研究该合金在750~850℃,应变速率为3×10-4~1×10-3 s-1条件下的超塑性拉伸变形行为,分析晶粒尺寸、变形温度和β相含量对合金性能的影响。结果表明:退火后的(α+β)型细晶Ti-6Al-4V合金表现出良好的超塑性,并且晶粒越细,最佳超塑性变形温度越低。晶粒直径为2.5μm、β相含量(体积分数)为9.6%的TC4合金在温度为800℃、应变速率为1×10-3 s-1的变形条件下,伸长率最大,达到862%。不同晶粒度合金的应变速率敏感系数m均随变形温度升高先上升后下降,最高达0.61。β晶粒处于α晶粒三叉晶界处,升温或拉伸变形时聚集并沿α晶界长大,形成细长的β晶粒并逐渐变粗大,因此在900℃以上高温下合金的超塑性变形能力降低。     

Cu-Ag合金热压缩流变应力行为

在应变速率为0.01~10.00 s-1、变形温度为700~850℃的条件下,通过热压缩实验研究Cu-Ag合金的高温流变行为,发现该合金高温流变应力对温度和应变速率比较敏感,且在不同条件下呈现的软化特征也有区别。通过双曲正弦本构方程和线性回归分析,得到了不同变形条件下,关于结构因子、材料参数、以及热变形激活能的6次多项式方程,从而建立了随材料参数变化的Cu-Ag合金流变应力本构模型。根据动态材料模型(DMM)建立功率耗散图和失稳图,并通过叠加得到Cu-Ag合金的热加工图,然后,利用热加工图确定了该合金的加工安全区和流变失稳区。分析可知Cu-Ag合金的最佳变形工艺参数主要处于3个区间:低温低应变速率区(变形温度为700~770℃,应变速率为0.0100~0.0316 s-1),该区域的峰值功率耗散系数η为0.46;高温中应变速率区(变形温度为780~835℃,应变速率为0.1~1.0 s-1),该区域的峰值功率耗散系数η为0.33;和高温高应变速率区(变形温度为835~850℃,应变速率为3.162~10.000 s-1),该区域的功率耗散系数η峰值为0.33。     

铬和钼对Fe-Ni艾林瓦合金f-T曲线及其时效温度敏感性的影响

本文研究不同Cr Mo含量及其配比,对NiSpan C型恒弹性合金的横振和纵振频率的温度特性(即-T曲线)及其对时效温度敏感性的影响(时效温度在500～700℃范围)。分别采用悬挂弯曲振动和磁致伸缩纵振法测量,温度范围为-20～70℃。测量结果发现,当Cr Mo总量及其配比适当时,可使-T曲线,在测量温度范围呈现近似线性关系。同时对时效温度的敏感性也有明显地改善。     

稀土掺杂NiCrSi高阻靶材制备及镀膜性能研究

采用真空热压烧结法制备稀土掺杂NiCrSi高阻合金靶材。利用X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电镜、EDS能谱仪等表征手段测试分析靶材物相组成、显微组织及微区元素分布。同时将所制备靶材溅射沉积金属膜电阻器,研究稀土元素掺入种类对电阻器阻值稳定性的影响。结果表明,稀土掺杂NiCrSi高阻靶材由基体相CrSi_2和少量的CrSi、Ni_3Si相混合而成。靶材外观平整无裂纹,组织致密无孔隙,相对密度均在96%以上;晶粒尺寸约为20μm,大小分布均匀。掺入La、Ce、Pr、Nd后,靶材组织中Zr析出相减少,Zr元素偏聚分布得到显著改善。溅射沉积的金属膜电阻器电阻温度系数小于±25×10~(-6)/℃;与未添加稀土元素的NiCrSi电阻器相比,加入Pr后,电阻器电阻温度系数在高低温区差值降至22×10~(-6)/℃左右,变化幅度小,阻值稳定性高;加入Nd后,电阻温度系数差值变化幅度大,阻值稳定性较差。     

超高纯Fe-Cr合金的制备及其机械性能

利用高真空感应炉熔炼制备高纯 (C +N <10 0× 10 -6)Fe - 14%Cr和Fe - 18%Cr合金。经区域提纯 (HFZ)后获得更高纯 (C +N +O <40× 10 -6)合金 .实验发现区域提纯去除C比去除N ,O ,S更难一些。在加热过程中 ,含碳量越少 ,晶粒开始长大温度越低。合金在 77～ 973K温度区间的拉伸实验结果表明 :纯度增加可以使室温下的塑性增加 ;在 473～ 82 3K温度范围内 ,所有高纯和超高纯样品均出现锯齿状流变 ,在 6 73K下尤为明显 .锯齿状流变的原因可认为是固溶N所产生的动态应变时效造成的 .Fe - 18%Cr合金中锯齿流变产生的名义活化能比低碳钢中的值大得多 ,表明Fe -Cr合金中N原子的扩散由于与Cr原子的相互作用而减慢