CuAlNi合金马氏体相变的声发射研究

论文摘要

马氏体相变是热处理基础理论之一。工业生产的很多领域都存在对马氏体相变的应用。近年来马氏体相变中的形状记忆效应及超弹性逐渐成为研究的热点。铜基形状记忆合金是目前发现的形状记忆合金中重要的一类,其具有力学性能稳定、成本低等特点。而CuAlNi合金是最具实用价值的之一。但是其相变机理还不是很明确。本文就是从声发射角度来对CuAlNi合金的相变过程进行研究。合金在发生马氏体相变时,晶格会产生体积的膨胀,从而放出弹性波。声发射技术是一种动态无损检测手段,其具有很好的灵敏度,它很适合用来测量马氏体相变,可以及时测量出马氏体的产生和长大。本文首先对CuAlNi形状记忆合金的自身性质进行研究,其具有弹性常数及晶格两方面的不稳定性。当外界温度降低到马氏体开始温度时,便会激发这种不稳定性从而引发相变。相变放出波进一步影响周围母相发生相变。CuAlNi合金具有很强的各向异性,这主要表现在波的传播速度的各向异性。通过对CuAlNi合金性质的研究,建立了CuAlNi合金的相变模型,描述了相变的过程。根据所建立的CuAlNi合金的相变模型,用MATLAB软件对其相变时发生的波动进行计算,得到在发生马氏体相变时材料表面上点的振动情况。将用MATLAB软件计算的结果与文献中的实验结果进行对比分析,从而验证了对CuAlNi合金所建立的相变模型。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义
• 1.2 马氏体与马氏体相变概述
• 1.2.1 马氏体相变的类型
• 1.2.2 马氏体相变的特征
• 1.2.3 马氏体相变的应用
• 1.3 形状记忆效应及超弹性
• 1.3.1 形状记忆效应及超弹性
• 1.3.2 CuAlNi合金性质
• 1.4 国内外在该方向的研究现状及分析
• 1.5 本文主要研究内容
• 1.6 论文的篇章设置
• 第2章 声发射技术
• 2.1 声发射概述
• 2.2 声发射技术在马氏体相变中的应用
• 2.3 声发射技术在一些形状记忆合金中的应用
• 2.3.1 声发射技术在CuZnAl合金中的应用
• 2.3.2 声发射技术在CuAlNi合金中的应用
• 2.3.3 声发射技术在其他合金中的应用
• 2.4 本章小结
• 第3章 CuAlNi合金马氏体模型的建立
• 3.1 CuAlNi合金的各向异性
• 3.2 CuAlNi合金晶格结构的不稳定性
• 3.3 CuAlNi合金相变模型的建立
• 3.4 本章小结
• 第4章 相变过程中的声发射模拟
• 4.1 CuAlNi合金马氏体相变的界面运动分析
• 4.2 马氏体相变过程中声发射的数值模拟
• 4.3 计算结果
• 4.4 结果分析
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢