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为充分发挥SMA的高阻尼特性,制作高性能的新型阻尼器,本文开展了TiNiSMA蜂窝板的钎焊制备及其性能研究。系统地研究了钎焊工艺对TiNiSMA钎焊接头的力学性能、功能特性和显微组织的影响,确定了最佳钎焊工艺参数;在此基础上制作了TiNiSMA蜂窝结构材料,并研究了TiNiSMA蜂窝板的静态及循环加载下的性能特征。
本文试验用形状记忆合金材料的成分为Ni50.9Ti49.1,钎料为AgCu共晶合金箔。经优化的真空钎焊工艺参数为870℃、保温10min。钎焊接头由共晶合金钎缝和界面过渡层组成。过渡层的厚度不足1μm,是由钎缝中的Cu和母材中的Ti相互扩散并反应形成的,从母材到钎缝中心,相组成依次为NiTi、Ti2Cu+TiCu2、Ag-Cu共晶。钎焊接头的剪切强度达到174MPa。
利用自行设计的模具制备了TiNiSMA波形板。波形板的定型工艺为600℃、保温10min、水冷至室温。将TiNiSMA波形板在最佳钎焊工艺参数下组焊成不同层数的TiNiSMA蜂窝板。对TiNiSMA蜂窝板进行了不同热处理训练,分别得到单向奥氏体相和奥氏体、马氏体混合相。
研究了波形板层数、试验温度、变形量以及循环加载条件对TiNiSMA蜂窝板超弹性及静态阻尼性能的影响。研究发现,波形板的层数对TiNiSMA蜂窝板迟滞环形状无明显影响,但使TiNiSMA蜂窝板的应变抗力显著增加,应力-应变迟滞环上移,静态阻尼性能则是先增大后减小。随试验温度升高TiNiSMA蜂窝板迟滞环变得更饱满,阻尼性能也先增加后减小。随变形量增加超弹性能和阻尼特性反而下降;随加载速度和循环次数的增加,超弹性和阻尼特性逐渐减小,循环加载10次以后,超弹性和阻尼特性趋向稳定。