利用動(dòng)態(tài)機(jī)械分析儀(DMA)研究了熱處理工藝對(duì)商業(yè)AZ91D 鎂合金阻尼性能的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明：熱處理對(duì)AZ91D 鎂合金的阻尼性能有較明顯的影響。時(shí)效處理態(tài)AZ91D 鎂合金的臨界脫釘應(yīng)變振幅小于固溶處理態(tài)。當(dāng)應(yīng)變振幅大于臨界應(yīng)變振幅，合金的阻尼值迅速升高。隨著測(cè)試溫度的升高，合金的阻尼值升高，在臨界溫度之前以位錯(cuò)阻尼機(jī)制為主，當(dāng)溫度超過(guò)臨界溫度則以晶界滑動(dòng)為主要阻尼機(jī)制。
關(guān)鍵詞：熱處理工藝；AZ91D 鎂合金；阻尼性能

鎂在自然界中儲(chǔ)量豐富，具有高的導(dǎo)熱導(dǎo)電性、
電磁屏蔽性、無(wú)磁性和無(wú)毒性等特點(diǎn)[1]，是具有高阻
尼性能和低密度的工程結(jié)構(gòu)材料。研究表明，純鎂、
Mg-0.6Zr、Mg-Ni等合金具有優(yōu)異的阻尼性能[2,3]，當(dāng)
外加應(yīng)力達(dá)到鑄態(tài)純鎂屈服強(qiáng)度的十分之一時(shí)，其比
阻尼SDC達(dá)到60%，遠(yuǎn)高于高阻尼金屬(SDC>10%)
的標(biāo)準(zhǔn)。但由于純鎂機(jī)械性能的不足，大大限制了它
的應(yīng)用范圍。AZ91D鎂合金具有優(yōu)于純鎂的高比強(qiáng)度
和高比剛度，是目前應(yīng)用最為廣泛的鑄造鎂合金。研
究AZ91D鎂合金阻尼性能并分析其阻尼機(jī)理具有更
大的實(shí)際應(yīng)用意義。
2 材料及試驗(yàn)方法
本文選用的試驗(yàn)材料為AZ91D 鎂合金，化學(xué)成
分為9.3%Al，0.7%Zn，0.23%Mn 及微量Si，Cu，Ni，
Fe。固溶處理工藝為：加熱到415℃保溫24h，水冷。
將固溶處理的試樣取出部分進(jìn)行人工時(shí)效處理，時(shí)效
溫度為150℃，時(shí)效時(shí)間分別為20h 和40h，水冷。
阻尼測(cè)試是在動(dòng)態(tài)機(jī)械分析儀(DMA)上進(jìn)行的。
試樣測(cè)試部分的尺寸為16.5mm×10mm×1mm。測(cè)試
模式為單懸臂梁。阻尼-應(yīng)變譜試驗(yàn)中，應(yīng)變振幅范
圍是8×10-6~8×10-4，振動(dòng)頻率為1Hz。阻尼-溫度譜
測(cè)試中,測(cè)試溫度范圍為30~400℃，升溫速率為5℃
/min，振動(dòng)頻率為1Hz，應(yīng)變振幅為4×10-5。按照材
料阻尼性能評(píng)估方法[4]，阻尼采用應(yīng)力-應(yīng)變滯后角
Q-1=tan_delta表示。
3 試驗(yàn)結(jié)果及分析
3.1 AZ91D 鎂合金阻尼-應(yīng)變振幅測(cè)試結(jié)果
圖1 為不同熱處理狀態(tài)AZ91D鎂合金阻尼性能隨外加應(yīng)變振幅變化的曲線。可以看出，AZ91D鎂合金的阻尼-應(yīng)變振幅譜分為與應(yīng)變振幅無(wú)關(guān)和強(qiáng)烈依賴于應(yīng)變振幅的兩個(gè)階段，兩個(gè)階段的轉(zhuǎn)折點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)變振幅為臨界應(yīng)變振幅。當(dāng)應(yīng)變振幅較低時(shí)，固溶處理和時(shí)效處理態(tài)AZ91D鎂合金的阻尼值基本相等，約為1×10-3；時(shí)效40h、時(shí)效20h和固溶處理態(tài)AZ91D鎂合金的臨界應(yīng)變振幅分別為5×10-5 、7×10-5 和8×10-5；大于臨界應(yīng)變振幅后，合金的阻尼值開(kāi)始迅速升高，但固溶處理態(tài)合金升高速度最快。