【摘 要】
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γ-Mn基合金由于具备优良的阻尼性能、伪弹性等多功能性,引起工业界的广泛兴趣。本文利用内耗方法结合DSC、SEM、XRD、力学分析等试验手段研究了热循环及循环退火对Mn-Cu-Al合金的阻尼性能、Spinodal分解、马氏体（正、逆）转变及微观组织的影响及其机制;同时也探究了Cu含量对Mn-Ni-Cu合金的微观组织结构、阻尼性能、力学性能等方面的影响。主要结论如下:（1）Mn82.2Cu15.8A
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γ-Mn基合金由于具备优良的阻尼性能、伪弹性等多功能性,引起工业界的广泛兴趣。本文利用内耗方法结合DSC、SEM、XRD、力学分析等试验手段研究了热循环及循环退火对Mn-Cu-Al合金的阻尼性能、Spinodal分解、马氏体（正、逆）转变及微观组织的影响及其机制;同时也探究了Cu含量对Mn-Ni-Cu合金的微观组织结构、阻尼性能、力学性能等方面的影响。主要结论如下:（1）Mn82.2Cu15.8Al2合金在室温附近有较好的阻尼性能,在650～845 K的温度范围内会发生Spinodal分解。热循环会使合金发生Spinodal分解形成富Mn区和富Cu区,同时析出a-Mn。Mn82.2Cu15.8Al2合金原始试样低温弛豫内耗峰的表观激活能（Ea）为0.66 e V（升温）、0.74 e V（降温）;弛豫时间指前因子（t0）为1.4×10-15s（升温）、3.2×10-18s（降温）。经过5次热循环的试样,低温侧弛豫内耗峰Ea为0.72e V（降温）;t0为1.1×10-18s（降温）。（2）循环退火次数的增加使Mn82.2Cu15.8Al2合金的Ms,Mf,As,Af都向高温移动,热滞后越来越小。通过控制循环退火温度及次数可使试样具有完全热弹性。循环退火次数对Mn82.2Cu11.8Al6合金的影响与Mn82.2Cu15.8Al2总体类似。循环退火温度的高低及循环退火次数均不同程度地影响着Mn82.2Cu17.8-xAlx（x=2、6）合金的Spinodal分解程度,而合金的Spinodal分解程度又影响马氏体逆转变（RMT）过程的Ea变化趋势。当循环退火温度分别为693 K、653 K时,前者对合金Spinodal分解程度及RMT转变的影响明显大于后者。（3）Mn82.2Cu11.8Al6合金原始试样的内耗峰的形成机制如下:P1峰归因于马氏体孪晶引起的弛豫内耗峰,其Ea=0.70 e V、t0=1.25×10-16s;P2峰归因于g￠-Mn?y-Mn转变;P3峰是弛豫内耗峰,该峰的形成与Al Cu4相的Cu、Al原子的扩散紧密相关,其Ea=0.95 e V,t0=1.87×10-11s;P4内耗峰归因于大量a-Mn析出;在593 K处的等温内耗PA峰与Al Cu3相减少有关。（4）Mn80Ni20-xCux体系中Cu的加入使合金的微观组织更加均一化。Cu对Mn82.2Ni17.8-xCux体系合金的微观组织的影响没有对Mn80Ni20-xCux体系合金明显,但不同Cu含量其显微组织形态也各有差异。内耗-温度谱与晶胞参数-温度谱分析表明,Cu含量的增加均可使内耗峰值向低温侧移动,很大改善其阻尼性能。其原因是Cu含量的增加降低了合金的TN,使TN与Ms靠近,马氏逆体转变与反铁磁转变相互耦合从而获得良好的阻尼性能。控制合理的Cu含量可以使试样在室温附近具有良好的阻尼性能,拓展该合金的应用领域。（5）Cu含量的增加总体上降低了Mn80Ni20-xCux（x=0、5、10）、Mn82.2Ni17.8-xCux（x=0、2、4）合金的硬度,同时也影响了合金的伪弹性性能。在Mn80Ni20-xCux体系中Cu含量的增加使合金的形变能力降低,而伪弹性性能更好。对于Mn82.2Ni17.8-xCux体系,以Cu来置换部分的Ni,相比较二元合金(Mn82.2Ni17.8),Mn-Ni-Cu合金的伪弹性会得到一定的提高,但在Mn-Ni-Cu三元合金中,Cu置换Ni的比例越大,合金的伪弹性并未发生明显的改善。总体上Mn82.2Ni17.8-xCux体系的伪弹性明显优于Mn80Ni20-xCux体系。
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