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稀土Y元素对CuAlMn形状记忆合金晶粒细化及其力学性能的影响
1
作者
千佳祥
杨院霞
+6 位作者
张江
郝刚领
王幸福
王新福
王伟国
李先雨
许巧平
《材料工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期214-224,共11页
CuAlMn形状记忆合金具有优良的耐热稳定性和高阻尼特性,在多种领域有着明确的目标需求,然而,晶粒粗大易导致沿晶断裂,严重弱化了合金的力学性能。为改善合金力学性能,引入了稀土Y元素,采用电弧熔炼吸铸炉制备了Cu-11.36Al-5Mn-xY(x=0~3...
CuAlMn形状记忆合金具有优良的耐热稳定性和高阻尼特性,在多种领域有着明确的目标需求,然而,晶粒粗大易导致沿晶断裂,严重弱化了合金的力学性能。为改善合金力学性能,引入了稀土Y元素,采用电弧熔炼吸铸炉制备了Cu-11.36Al-5Mn-xY(x=0~3,质量分数/%,下同)系列铸态合金,又经固溶时效对合金微观组织进行了调控和均质化。采用DSC、XRD、金相和SEM对合金的相变、物相、微观组织结构进行了表征。通过显微硬度计和万能材料试验机测试了合金的硬度和力学性能。结果表明,Y元素添加可有效细化CuAlMn合金晶粒,晶粒尺寸从数百微米下降至10μm左右,同时伴随着大量网格状含Y析出相沿晶析出,冷却过程中晶粒形核区的增多和生长受到抑制是晶粒细化的主要因素。合金硬度随Y元素添加量的增大而升高,这与合金中大量含Y硬脆相的析出有关,Y含量越高,析出相体积分数越高,此外,固溶时效态样品硬度高于铸态样品,源于固溶时效态样品析出相在整个基体内的分布和更高的析出相体积分数。合金的压缩强度和拉伸断裂强度在Y元素含量为0.1%~0.4%时得到明显提升,其强化机制可通过细晶强化、沉淀强化和固溶强化来理解。合金压缩断裂应变在Y元素含量为0.4%时达到最大,断后伸长率在Y元素含量为0.1%时达到最大,其变化趋势与晶粒细化和沉淀析出相的耦合效应有关。
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关键词
CuAlMn形状记忆合金
稀土y元素添加
晶粒细化
力学性能
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职称材料
题名
稀土Y元素对CuAlMn形状记忆合金晶粒细化及其力学性能的影响
1
作者
千佳祥
杨院霞
张江
郝刚领
王幸福
王新福
王伟国
李先雨
许巧平
机构
延安大学物理与电子信息学院
中国科学院固体物理研究所材料物理重点实验室
出处
《材料工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期214-224,共11页
基金
国家自然科学基金资助项目(52061038,51661032,51301150)
陕西省“特支计划”区域发展人才专项资助项目(2020-44)
陕西省青年科技新星资助项目(2013KJXX-11)。
文摘
CuAlMn形状记忆合金具有优良的耐热稳定性和高阻尼特性,在多种领域有着明确的目标需求,然而,晶粒粗大易导致沿晶断裂,严重弱化了合金的力学性能。为改善合金力学性能,引入了稀土Y元素,采用电弧熔炼吸铸炉制备了Cu-11.36Al-5Mn-xY(x=0~3,质量分数/%,下同)系列铸态合金,又经固溶时效对合金微观组织进行了调控和均质化。采用DSC、XRD、金相和SEM对合金的相变、物相、微观组织结构进行了表征。通过显微硬度计和万能材料试验机测试了合金的硬度和力学性能。结果表明,Y元素添加可有效细化CuAlMn合金晶粒,晶粒尺寸从数百微米下降至10μm左右,同时伴随着大量网格状含Y析出相沿晶析出,冷却过程中晶粒形核区的增多和生长受到抑制是晶粒细化的主要因素。合金硬度随Y元素添加量的增大而升高,这与合金中大量含Y硬脆相的析出有关,Y含量越高,析出相体积分数越高,此外,固溶时效态样品硬度高于铸态样品,源于固溶时效态样品析出相在整个基体内的分布和更高的析出相体积分数。合金的压缩强度和拉伸断裂强度在Y元素含量为0.1%~0.4%时得到明显提升,其强化机制可通过细晶强化、沉淀强化和固溶强化来理解。合金压缩断裂应变在Y元素含量为0.4%时达到最大,断后伸长率在Y元素含量为0.1%时达到最大,其变化趋势与晶粒细化和沉淀析出相的耦合效应有关。
关键词
CuAlMn形状记忆合金
稀土y元素添加
晶粒细化
力学性能
Keywords
CuAlMn shape memor
y
allo
y
rare earth
y
element addition
grain refinement
mechanical propert
y
分类号
TG146.2 [金属学及工艺—金属材料]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
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1
稀土Y元素对CuAlMn形状记忆合金晶粒细化及其力学性能的影响
千佳祥
杨院霞
张江
郝刚领
王幸福
王新福
王伟国
李先雨
许巧平
《材料工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
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