稀有金属快报
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Cu元素对TiNiNb合金阻尼性能的影响
李倩，赵永庆，罗媛媛，吴欢，侯智敏
(西北有色金属研究院，陕西西安710016)
摘要：采用差示扫描量热仪(DSC)研究了不同原子百分比含量Cu元索（5%，15%，25%）取代Ni对TiNiNb合金马氏体相变温度的影响，并利用单悬臂法(动态机械分析仪)测试了这3种合金的阻尼性能。结果表明，Cu元索对 TiNiNb合金相变过程没有明显的影响，在试验温度范围内，合金经历了一阶段的热弹性马氏体相变：Cu含量的增多促进了该合金相变温度的增加，使得相变主要发生在80℃~98℃之间（加热过程）；在马氏体相区，Cu含量高，材料的阻尼性能越好。
关键词：TiNiNb合金；相变温度；阻尼性能
中图法分类号：TG146.4 1.前言
文献标识码：A
随着现代科学技术的发展，在航海、航天、航空和核工业等领域，减震降噪技术的研究已经得到了普遍的重视。而控制震动和噪声除从设计上考虑外，还可采用一种能防止震动和控制噪声的新型功能材料一阻尼合金。阻尼合金是一种能将机械运动能转化为热能而耗散掉的功能材料。阻尼材料的主要作用在于控制震动噪声，消除动态疲劳，从而改善光学系统的精确度，提高电子设备的可靠性，增强结构系统的效能和保障人机系统的安全性等。根据阻尼机制的不同，目前的阻尼合金主要有4 类：铁磁型（Fe-Cr，Fe-Al等）、李晶型（Mn-Cu， Ni-Ti，Cu-Zn-Al等）、复相型（灰铸铁，Zn-Al等）、位错型（Mg，Mg-Zr等)1.2)。目前得到广泛应用的高阻尼合金主要是Mn-Cu系合金和Ni-Ti合金为代表的形状记忆合金[3)。然而，由于常规TiNi形状记忆合金的相变温度滞后较小，为此，美国Raychem 公司于1986年开发了TiNiNb宽滞后记忆合金[4.5]。在TiNi二元合金中添加适量Nb元素，经低温变形
收稿日期：2008-03-30
文章编号：1008-5939(2008)08-021-04
后会显示较宽的相变温度滞后。在实际工程应用上更具广泛性。从20世纪80年代至今，我国先后有哈尔滨工业大学、北京航空材料研究院、西北有色金属研究院等多家单位对该合金进行了较深入的研究6]，取得了大量的实验数据，是一种较为成熟的形状记忆合金。在合金中加人Cu元素来代替Ni，合金仍然具有良好的形状记忆效应，且大大降低实验研究和合金使用成本。另外，用Cu替代Ni可显著降低成分(特别是Ni)对合金相变敏感性的影响[7)，但它对相变温度及合金阻尼性能的影响还少有研究。并且此类合金相对于传统高阻尼合金而言，强度较高，能更好的满足工程需求。因此，本实验在此合金基础上添加了不同含量的Cu元素，-拟探讨 Cu元素对TiNiNb系阻尼合金相变及阻尼性能的影响。以期对合金的成分设计起到一些指导意义。
实验材料及方法
2
实验选取3种成分合金。铸锭采用真空感应一次熔炼。铸锭经900℃，1h均勾化处理。3种合金Cu元素含量分别为5%，15%，25%，相应编号
基金项目：国家重点基础研究发展计划(973计划)资助(2007CB613805）
作者简介：李倩，女，1981年生，助理工程师，西北有色金属研究院，陕西西安710016，电话：029-86231078