NON-LINEAR INTERNAL FRICTION PHENOMENA ASSOCIATED WITH FLOWING AND CRACKING OF ADHESIVE IN MARX METHOD

定量研究了Marx法测量低内耗试样内耗及模量亏损时各种粘结剂引起的所谓操作效应。对于水杨酸苯酯,水玻璃混合剂之类弱粘结剂所造成的背景内耗既不能忽略也不是常数,它与粘结层温度、热应力、时间、干燥程度和应变振幅等因素有关。经过高温热循环,粘结剂中出现徽裂缝时呈现双共振峰。在稍高频率的反常共振峰所测得的内耗,随应变振幅或大振幅激发时间的增加而减小,并且在小振幅时效中增大。当反常共振峰频率与正常共振峰靠近时,在内耗-振幅或内耗-时间图上呈现峰值效应。观察到各种共振振幅-频率滞后回线,在一定非线性回线和时效场合下观察到可重复的试样振幅的概周期跳动。 采用高温高强度粘结剂后,上述现象均消失,但是热应力使石英传递棒开裂或试样范性变形。 分析了Marx法的适用范围及改进途径。     

FORMULAE FOR MEASURING INTERNAL FRICTION AND MODULUS BY MARX METHOD

考虑了组合振子法测量内耗(Q~(-1))和弹性模量时粘结层和支持导线的效应。求解了描述组合振子耦合振动的联立偏微分方程组,得出了试样内耗和弹性模量的精确表达式。粘结层附加内耗与粘结层中应变振幅平方及其内耗乘积成正比。支持导线附加内耗正比于细丝内耗和试样内耗乘积。粘结层一般减小振子共振频率。 解释了小内耗试样测量中观察到的由粘结层流变和开裂所造成的非线性不稳定背景内耗现象,例如多重共振峰、呼吸现象等。 提出了用Marx法准确测量的有效措施。     

用Marx法精确测量内耗和弹性模量时的计算公式

考虑了组合振子法测量内耗(Q~(-1))和弹性模量时粘结层和支持导线的效应。求解了描述组合振子耦合振动的联立偏微分方程组,得出了试样内耗和弹性模量的精确表达式。粘结层附加内耗与粘结层中应变振幅平方及其内耗乘积成正比。支持导线附加内耗正比于细丝内耗和试样内耗乘积。粘结层一般减小振子共振频率。解释了小内耗试样测量中观察到的由粘结层流变和开裂所造成的非线性不稳定背景内耗现象,例如多重共振峰、呼吸现象等。提出了用Marx法准确测量的有效措施。     

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.     

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.     

时效对Mn-Cu-Al三元合金的内耗、杨氏模量和力学性能的影响

测量了Mn-Cu-Al三元合金(含56-60wt-％Mn,0-3.59wt-％Al)在-150—150℃的声频内耗,发现当试样在调幅线的温度范围内进行时效时,内耗随着时效时间的增加而增加,并在特定的时间内达到极大值.时效温度越高,达到极大值的时间越短.在时效一定的时间后出现马氏体相变峰和孪晶界面弛豫峰.相变峰随着时效时间的增加而向高温移动;弛豫峰则出现在15℃左右(频率约1kHz),测得其激活能是0.56eV. 在调幅线内时效使合金的硬度、强度及脆性墙加,Al元素有增加合金的强度而降低其内耗的作用.实验结果表明,在450℃时效2—3h,可得到合金的内耗和强度的最佳综合指标. 根据内耗、模量、金相检验和X射线分析的结果,认为调幅分解后产生的富Mn区是合金发生相变和高内耗的来源,也是合金的强度增加和韧性降低的原因.     

Fe-17mass% Mn阻尼合金的反常振幅内耗效应

通过真空感应熔炼、锻造及热处理等工艺,制备了Fe-17 mass%Mn减振合金,采用热膨胀法测量材料的相变点,并进行组织观察和分析。在不同温度和应变条件下,测试了材料的阻尼性能,并分析其振幅内耗效应。结果表明,实验合金在低温低应变振幅下表现出反常振幅效应,在高温高应变振幅下出现振幅内耗峰。由于溶质原子在不同温度下的动性不同,位错在不同振幅下的运动速度不同,以及溶质原子和位错线之间的"跟、拖、甩"作用等,可将G-L模型中的钉扎点看成可动的,来解释此情况。     

等温时效对Cu_(38)Zr_(46)Al_8Ag_8大块非晶合金结构弛豫影响的内耗研究

采用多功能内耗仪,测定了在5种频率下经不同等温时效处理的Cu38Zr46Al8Ag8大块非晶合金内耗-温度(Q-1-T)曲线。结果表明,经等温时效处理的试样的内耗峰值和峰温均比未经处理的试样低;等温时效温度相同情况下,随着等温时效时间的延长,试样的内耗峰值逐渐减少,对应的内耗峰温降低;在等温时效时间相同的情况下,随着等温时效温度的增加,内耗峰温降低。并利用结构弛豫理论分析了等温时效处理对结构弛豫的影响。     

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|.     

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.     

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=     

水平连铸灰铁HT250型材的阻尼行为

选用直径为55mm的水平连铸灰铁HT250棒材,利用动态热机械分析仪测试型材的阻尼性能随振幅、频率和温度的变化关系,探讨灰铸铁型材的阻尼机制。研究表明,灰铸铁型材的阻尼性能随振幅和频率的提高而增加。在40℃附近出现斯诺克温度内耗峰。斯诺克峰的出现,使型材的阻尼性能随温度的变化在高低温时表现出完全不同的趋势。存在一临界应变振幅范围,大应变振幅下的阻尼性能远高于小应变振幅下的阻尼性能。灰铸铁型材的阻尼温度效应主要来源于点缺陷阻尼。位错阻尼在阻尼频率效应和阻尼振幅效应中起了主导作用,决定了型材的阻尼-频率行为和阻尼振幅行为。     

ZL401合金的阻尼行为研究

对铸态ZL401合金进行了低温人工时效处理，利用低频内耗测试技术研究了合金的阻尼性能及实模量与应变振幅、频率和温度的关系，并与铸态合金进行了对比。发现合金阻尼与应变振幅及应变频率相关，随温度的提高而增大，且在低温和高温时合金阻尼与频率的关系出现了相反的变化。ZL401合金振动过程中实模量的亏损随频率的降低和温度的升高而增大。认为ZL401合金的阻尼行为是界面阻尼和位错阻尼二者效应叠加的结果，室温阻尼主要归功于位错阻尼，而高温阻尼主要归功于界面阻尼。     

铸态Mn-Cu合金的马氏体相变内耗的研究

对含Mn量为90%的铸态Mn-Cu合金的马氏体相变内耗进行了研究.用低频测量时,稳定峰(变温速率T=0)的峰温与频率无关,峰高随f的增加而减小,因而不是静滞后型内耗.连续变温的相变峰高与T,f有关,但峰高Q_m~(-1)与T,1/f或T/f都不满足线性关系;在一定振幅范围内(A_ε:1×10~(-5)—1×10~(-4)),峰高与应变振幅基本无关.因而,认为低频变温马氏体相变内耗的大小与相变中共格界面有关,即马氏体相变内耗不仅有体积效应的贡献,而且有界面效应的贡献.     

氧在钼中的应变时效

报道了从测量氧扩散峰高度的变化,来追踪氧在钼中的应变时效过程及其对屈服应力的影响。含氧的钼丝无论是淬火时效或应变时效过程中内耗峰都逐渐降低以至消失。如对样品施以轻微的形变,则内耗峰又复出现。在交替进行形变和时效过程中,内耗峰可以更迭地消失和再现。系统地研究了应变时效动力学及形变对内耗峰的影响,结果指出:(1)氧在钼中的应变时效动力学遵循由Harper修改过的Cottrell-Bilby的t~(2/3)关采式;(2)内耗峰高度随形变度的变化在2.5%伸长时具有一极大值;(3)在应变时效过程中,内耗峰的降低与屈服应力的提高相对应。根据以上所得试验结果及分析,可以认为,内耗峰的降低与氧原子向位错周围分聚有关。基于这个假定,约略计算了位错密度及气团浓度。     

偏应力技术在非线性内耗中的应用SCIEI

本文研究了纵向偏应力和切向偏应力对反常内耗效应的影响.纵向偏应力总是削弱反常内耗效应,而切向偏应力因施加方向的不同引起不同的内耗效应.偏应力效应在经过适当热处理和冷加工的合金试样中才体现出来.研究表明反常内耗峰(_3,P_2和P_1峰)与倾斜的位错弯结链密切相关。偏应力对内耗的应用将有助于位错结构的研究。     

STRAIN AGEING CAUSED BY OXYGEN IN MOLYBDENUM

报道了从测量氧扩散峰高度的变化,来追踪氧在钼中的应变时效过程及其对屈服应力的影响。 含氧的钼丝无论是淬火时效或应变时效过程中内耗峰都逐渐降低以至消失。如对样品施以轻微的形变,则内耗峰又复出现。在交替进行形变和时效过程中,内耗峰可以更迭地消失和再现。 系统地研究了应变时效动力学及形变对内耗峰的影响,结果指出:(1)氧在钼中的应变时效动力学遵循由Harper修改过的Cottrell-Bilby的t~(2/3)关采式;(2)内耗峰高度随形变度的变化在2.5％伸长时具有一极大值;(3)在应变时效过程中,内耗峰的降低与屈服应力的提高相对应。 根据以上所得试验结果及分析,可以认为,内耗峰的降低与氧原子向位错周围分聚有关。基于这个假定,约略计算了位错密度及气团浓度。     

18-8-3-1 Cr-Ni-Mo-Ti耐热钢中与δ铁素体有关的一个内耗峰

用低频扭摆测量了18-8-3-1 Cr-Ni-Mo-Ti耐热钢的内耗,在520℃附近观察到一个内耗峰。内耗峰的高度随着试样中的δ铁素体含量的增加而增高。当试样中的δ铁素体分解完毕时,内耗峰就消失.这说明所观察到的内耗峰是由于试样中的δ铁素体的存在所引起。用改变频率的方法测出内耗峰所包含的激活能是95,000(±5,000)卡/克分子。实验结果的分析指出,引超这内耗峰的过程是δ铁素体的体积效应,它可能是由于δ铁素体中的扩散过程所引起。     

AN INTERNAL FRICTION PEAK RELATED TO δ-FERRITE IN A Cr-Ni-Mo-Ti HEAT-RESISTING STEEL

用低频扭摆测量了18-8-3-1 Cr-Ni-Mo-Ti耐热钢的内耗,在520℃附近观察到一个内耗峰。内耗峰的高度随着试样中的δ铁素体含量的增加而增高。当试样中的δ铁素体分解完毕时,内耗峰就消失.这说明所观察到的内耗峰是由于试样中的δ铁素体的存在所引起。用改变频率的方法测出内耗峰所包含的激活能是95,000(±5,000)卡/克分子。实验结果的分析指出,引超这内耗峰的过程是δ铁素体的体积效应,它可能是由于δ铁素体中的扩散过程所引起。     

Fe－Nb－C合金的高温内耗SCIEI

测量了高纯Ｆｅ－Ｎｂ－Ｃ合金的４００－８５０℃内耗，发现一个峰温度随测量应变振幅变化的高温（６６６－７４０℃）磁机械滞后阻尼内耗峰。研究了峰的特征、出现、消失条件及升降温、频率、振幅、变形与退火等因素对峰的影响．提出了用内耗实验确定材料中阻碍铁磁畴壁Ｂａｒｋｈａｕｓｅｎ跳动应力的方法和合金中产生磁机械滞后阻尼－温度峰（Ｑ_ｍ^（－１）－Ｔ）的物理机制。