周正存 杜潔 朱曉斌 嚴(yán)勇健 王幸福

1) (蘇州市職業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院,蘇州 215104)

2) (中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院,合肥 230031)

用粉末冶金方法制備了不同Nb含量的Ti-Nb合金.用美國TA儀器公司的動力學(xué)分析儀Q800以單臂振動模式研究了不同Nb含量和不同熱處理以及不同測量參數(shù)下的Ti-Nb合金的內(nèi)耗行為,用X-射線衍射檢測了不同樣品的微觀結(jié)構(gòu).實驗表明,在水淬的和燒結(jié)態(tài)的Ti-Nb合金的內(nèi)耗-溫度曲線上均發(fā)現(xiàn)了弛豫型的內(nèi)耗峰,這個內(nèi)耗峰的高度與Nb含量有關(guān),在低Nb含量的Ti-Nb合金樣品中不出現(xiàn),水淬樣品內(nèi)耗峰的最大值出現(xiàn)在Ti-35.4 wt.%Nb (以下稱Ti-35.4Nb)的合金中,燒結(jié)態(tài)樣品的內(nèi)耗峰高度在實驗成分范圍內(nèi)單調(diào)地隨Nb含量而增加.水淬的Ti-35.4Nb合金的弛豫參數(shù)分別是激活能Hwq=(1.67 ± 0.1) eV和指數(shù)前因子τ0wq=1.1 × 10－17±1 s.另外,內(nèi)耗峰的高度也與熱處理有關(guān),水淬的Ti-35.4Nb合金比具有相同成分的燒結(jié)態(tài)的合金的內(nèi)耗峰高得多,淬火溫度對內(nèi)耗峰高度也有影響.研究發(fā)現(xiàn),這個內(nèi)耗峰與Ti-Nb合金中的β相有關(guān),峰高取決于β相的穩(wěn)定性及其含量,當(dāng)β相的穩(wěn)定性降低以及β相的量增加時,峰高增加.水淬Ti-35.4Nb合金中的β相是亞穩(wěn)狀態(tài)的β相(βM),時效時βM能轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的a相和穩(wěn)定β相(βS),燒結(jié)態(tài)合金中的β相是βS.不同熱處理狀態(tài)下Ti-35.4Nb合金樣品的微觀結(jié)構(gòu)的不同導(dǎo)致了內(nèi)耗峰高度的差別.從微觀結(jié)構(gòu)分析,在淬火的合金中,峰高最大值出現(xiàn)在35 wt.% Nb含量附近的現(xiàn)象是由β相的穩(wěn)定性和βM相的量隨Nb含量變化引起的.在燒結(jié)態(tài)的Ti-Nb合金中,峰高單調(diào)地隨Nb含量的增加而增加的情況是由βS的量決定的.在循環(huán)應(yīng)力作用下,βM或βS相晶格點陣中氧原子的跳動和氧原子與替代原子的相互作用是產(chǎn)生內(nèi)耗峰的根源.

1 引言

Ti-Nb系合金作為一種有良好應(yīng)用前景的生物材料一直受到研究者的關(guān)注[1-4].當(dāng)Ti-Nb合金從具有無序的體心立方(bcc)結(jié)構(gòu)的高溫β相區(qū)水淬時,能形成低溫穩(wěn)定的具有hcp結(jié)構(gòu)的a相,而穩(wěn)定的β相(βS)的形成被抑制,高溫β相保留到室溫,形成所謂亞穩(wěn)的β相(βM).相反,如果對此合金退火,將形成穩(wěn)定的a相和βS相[1].

金屬材料中間隙原子(C,N,O和H)的存在對它們的物理性能、化學(xué)性能和力學(xué)性能影響很大,對材料的彈性和滯彈性的影響也是如此[5].固體晶體中的點缺陷在施加循環(huán)應(yīng)力的作用下,由于點缺陷的重新定位能夠產(chǎn)生時間依賴性的應(yīng)變,這種實驗現(xiàn)象在1941年由Snoek對a-Fe中的間隙C原子調(diào)查發(fā)現(xiàn)[5,6].最近,Saitoh等[7],Cantelli[8]以及Weller[9]調(diào)查了a-Fe中替代原子對C引起的 Snoek峰的影響.在 β型的 Ti-Nb合金中,Snoek型的弛豫峰由O或者N引起[5,10-16].可是,當(dāng)Ti-Nb合金的成分和熱處理發(fā)生變化引起燒結(jié)合金的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生改變時,與O或N有關(guān)的弛豫會發(fā)生怎樣的變化仍然不清楚.本研究通過對Ti-Nb合金內(nèi)耗的研究分析了化學(xué)成分和熱處理對β型Ti-Nb合金微觀結(jié)構(gòu)的影響,并研究了由氧引起的弛豫峰機理.

2 實 驗

本實驗中的Ti-Nb合金樣品用粉末冶金法制造.商用的元素粉末Ti和Nb(純度均為99.8%,粒度均為325目)作為原始材料,粉末操作在Ar保護(hù)下完成.具有不同名義Nb含量(12.0 wt.%,20.0 wt.%,30.0 wt.%,35.4 wt.%,41.0 wt.%和45.0 wt.%)的 Ti和 Nb粉末在行星球磨機(Retsch PM400)上以110 r/min混合2 h,球粉比為 2 ： 1.尺寸為 100 mm × 10 mm × 5 mm 的矩形樣品在1450 bar的壓力下壓制成型,這些樣品在真空燒結(jié)爐 (CAMCoG-VAC 12)(真空度10—5—10—6Torr,1 Torr=1.33 × 102Pa)中燒結(jié)5 h,燒結(jié)溫度 1200 ℃.燒結(jié)樣品的表面用1200號SiC砂紙磨光.

測量內(nèi)耗的樣品的尺寸是4.5 mm × 1.2 mm ×30 mm,從矩形樣品上切割下來,這些樣品在1000 ℃均勻化處理,然后水淬.水淬和燒結(jié)的樣品的內(nèi)耗(tanδ,δ是應(yīng)力與應(yīng)變的滯后角)和存儲模量使用美國TA儀器公司的動力學(xué)分析儀((dynamic mechanical analyzer,DMA) Q800測量,單懸臂梁模式,應(yīng)變 ε=(2.4—4.3) × 10—4.為了解應(yīng)變幅度對內(nèi)耗峰的影響,對于水淬的Ti-35.4 wt.%Nb(Ti-35.4Nb)樣品,用兩種應(yīng)變幅度 ε=3 ×10—4和 ε=5.6 × 10—4進(jìn)行了同時測量,升溫速率6 ℃/min.測量時,同時記錄4個頻率(0.2,0.4,1.0,4.0 Hz)的內(nèi)耗和存儲模量數(shù)據(jù).水淬的Ti-35.4Nb樣品在室溫與350 ℃之間的熱循環(huán)實驗在原位加熱冷卻下完成,記錄了內(nèi)耗和存儲模量的加熱數(shù)據(jù)6次.X-射線衍射(XRD)實驗在室溫下完成,用以確定不同熱處理狀態(tài)下Ti-35.4Nb合金的微觀結(jié)構(gòu).

3 結(jié)果與討論

3.1 Ti-Nb合金的內(nèi)耗

圖1顯示了不同振動頻率下加熱過程中水淬的 Ti-35.4Nb合金的內(nèi)耗 (tanδ)和存儲模量(storage modulus)隨溫度的變化.可以看出,一個內(nèi)耗峰出現(xiàn)在250 ℃左右,存儲模量在內(nèi)耗峰的位置有一個快速的下降,這一現(xiàn)象符合Kronig-Kramers關(guān)系[5,6].當(dāng)振動頻率增加時,峰移向溫度較高的位置,說明這個內(nèi)耗峰是由熱激活的弛豫過程引起的.從圖2還可以看出,這個峰的高度與應(yīng)變振幅沒有關(guān)系,當(dāng)振幅增加時,峰的高度和峰溫不變,這種現(xiàn)象的出現(xiàn)說明是線性滯彈性弛豫.

圖1 水淬的Ti-35.4 Nb合金tanδ和存儲模量隨溫度和頻率的變化關(guān)系 (ε=3 × 10—4)Fig.1.tanδ and storage modulus as a function of temperature for the water-quenched Ti-35.4 Nb alloy at different vibration frequencies (ε=3 × 10—4).

圖2 水淬的Ti-35.4Nb合金在不同應(yīng)變振幅條件下tanδ隨溫度的變化(f=1 Hz)Fig.2.tanδ as a function of temperature for the waterquenched Ti-35.4Nb alloy for different amplitude (f=1 Hz).

對于一個具有單一弛豫時間的熱激活的弛弛豫過程,弛豫時間τ遵從Arrhenius關(guān)系[6]：

這里τo是指數(shù)前因子,H是弛豫過程的激活能,T是絕對溫度,k是Boltzmann常數(shù).在峰溫位置,滿足

式中角頻率 ω=2πf,τp為峰溫位置的弛豫時間,f為振動頻率.

結(jié)合方程(1)和(2),得到

依據(jù)圖1中不同頻率下的峰溫和(3)式,對于淬火的Ti-35.4Nb合金,計算的弛豫參數(shù)是激活能 Hwq=1.67 ± 0.1 eV,指數(shù)前因子 τowq=1.1 ×10—17±1s.

結(jié)合(1)式和計算的激活能和指數(shù)前因子,對于淬火的Ti-35.4Nb合金能得到弛豫時間為

從圖2可以看出,對于水淬的Ti-35.4 Nb合金,在振動頻率f=1 Hz時,峰溫大約Tp=525 K,按(4)式計算出的弛豫時間是0.13 s,如果按照(2)式計算,弛豫時間是0.16 s,誤差處于正常范圍.按照參考文獻(xiàn)[9],在各種體心立方金屬中,由O,N和C引起的Snoek峰的激活能H與峰溫Tp在f=1 Hz時存在如下關(guān)系：

根據(jù)(5)式計算出淬火的Ti-35.4Nb合金的激活能是1.45 eV,與上面的計算值比較接近.從峰溫和激活能判斷,現(xiàn)在的內(nèi)耗峰與文獻(xiàn)[10—18]中所報道的由O引起的弛豫內(nèi)耗峰基本一致,說明現(xiàn)在的內(nèi)耗峰與合金中的O有關(guān).在體心立方金屬固溶體中,氧跳動是產(chǎn)生弛豫內(nèi)耗峰的主要物理機理,對于β型的體心Ti-Nb合金,即使在高真空熱處理的情況下也很難除去氧[10-17].因此,盡管在所有制備樣品的過程中,氧未被加入燒結(jié)的Ti-Nb合金中,但Ti-Nb合金樣品在非真空熱處理的情況下含有一定的氧是正?，F(xiàn)象,依據(jù)參考文獻(xiàn)[10]估計,現(xiàn)在這個水淬的Ti-35.4Nb合金的氧濃度大約是0.05 wt.%.一方面,如果O原子位于β型體心Ti-Nb中八面體的間隙位置,間隙O原子缺陷的對稱性(四方對稱)小于晶體對稱性(立方對稱),在循環(huán)應(yīng)力的作用下,氧原子將產(chǎn)生重新取向,從而產(chǎn)生Snoek類型的弛豫峰[15].Ti-Nb合金中O的存在,在晶體周圍產(chǎn)生應(yīng)力(或應(yīng)變)場,同時降低了晶體的對稱性,在應(yīng)力場的作用下,點缺陷將重新分布,這種重新分布是通過原子擴散來進(jìn)行的,是一個弛豫過程,將產(chǎn)生弛豫型內(nèi)耗,在內(nèi)耗-溫度曲線上出現(xiàn)內(nèi)耗峰[6].另一方面,在含O的Ti-Nb合金中,間隙原子和替代原子,如Nb-O,Ti-O等之間存在相互作用[12,13],這些相互作用同樣形成彈性偶極子,在應(yīng)力誘導(dǎo)下也將產(chǎn)生弛豫過程,在內(nèi)耗-溫度曲線上產(chǎn)生Snoek類型的內(nèi)耗峰,由于產(chǎn)生的內(nèi)耗峰都與氧有關(guān),因此峰溫相近,從而形成一個寬化的復(fù)合峰[12,13].早期有研究對這樣的寬化峰解釋為由原子對、三原子產(chǎn)生的附加獨立峰,設(shè)法用聚類模型解釋這種獨立的相互吸引作用.后來對超純和摻雜樣品進(jìn)行超高精度測量時,對這些由原子對和三原子等產(chǎn)生的寬化重疊峰的分離不再描述,得出的結(jié)論是峰的寬化以替代原子和間隙原子的排斥和長程相互作用為主產(chǎn)生的[8,9].另外,這個內(nèi)耗峰的激活能與Ti-Nb合金中Ti和Nb的本征擴散激活能相當(dāng),Ti為164.22 kJ/mol(1.7 eV),Nb是 177.66 kJ/mol (1.84 eV)[19],說明現(xiàn)在這個內(nèi)耗峰的弛豫激活能不僅與O有關(guān),而且也會與Ti和Nb有關(guān).從圖3可以看出,淬火的合金的峰高依賴于Nb含量,而且隨Nb含量非單調(diào)地變化.峰高最大值出現(xiàn)在含Nb大約35 wt.%的淬火合金中,初步判斷內(nèi)耗峰高度的變化是由Nb含量變化導(dǎo)致的βM相的穩(wěn)定性和數(shù)量改變引起的.

圖4顯示了燒結(jié)的Ti-35.4Nb合金在不同振動頻率下的內(nèi)耗-溫度曲線.從圖4可以看出,盡管內(nèi)耗峰高度與水淬的Ti-35.4Nb合金相比要低很多,但內(nèi)耗峰仍然存在,說明熱處理對內(nèi)耗峰的高度有影響.從峰溫對頻率的依賴性看,在燒結(jié)合金中出現(xiàn)的內(nèi)耗峰也有弛豫特征,激活能是Hs=(2.13 ± 0.2) eV,指數(shù)前因子是τos=2.7 × 10—23±2s.然而,燒結(jié)合金的內(nèi)耗峰高度隨Nb含量的變化趨勢與水淬的合金不同,從圖5可以看出,峰高單調(diào)地隨Nb含量的增加而增加.

圖3 水淬的Ti-Nb合金樣品內(nèi)耗峰高度隨Nb含量的變化關(guān)系 (ε=(2.4—4.3) × 10—4,f=1 Hz)Fig.3.The dependence of the peak height on Nb content for the water-quenched Ti-Nb alloys (ε=(2.4-4.3) × 10—4,f=1 Hz).

圖4 燒結(jié)態(tài)Ti-35.4 Nb合金Tanδ和存儲模量隨溫度和頻率的變化關(guān)系 (ε=3.7 × 10—4)Fig.4.Tanδ and storage modulus as a function of temperature for the as-sintered Ti-35.4 Nb alloy at different vibration frequencies (ε=3.7 × 10—4).

圖5 燒結(jié)態(tài)的Ti-Nb合金樣品內(nèi)耗峰高度隨Nb含量的變化關(guān)系 (ε=(2.5—4.0) × 10—4,f=1 Hz)Fig.5.The dependence of the peak height on Nb content for the as-sintered Ti-Nb alloys (ε=(2.5-4.0) × 10—4,f=1 Hz).

3.2 內(nèi)耗峰與微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系

β型Ti-Nb合金在高溫下是無序的單相β相,如果處于高溫狀態(tài)的β相區(qū)的樣品水淬,那么,這個高溫β相將保留到室溫,形成所謂的亞穩(wěn)狀態(tài)的β相,稱為βM.βM不穩(wěn)定,在低Nb含量的合金中,βM會部分或完全地轉(zhuǎn)變成六方馬氏體(a′)或者正交馬氏體(a′)[20],當(dāng)Nb含量超過25 wt.%時,最終的組織結(jié)構(gòu)中將含有βM,即βM不能完全轉(zhuǎn)變成 a′.當(dāng) Nb 含量超過 38 wt.%,βM完全地保留到室溫.因此,對于水淬的25 wt.%—38 wt.%Nb的Ti-Nb合金樣品的微觀結(jié)構(gòu)是由a′和βM組成[21],根據(jù)Ti-Nb合金相圖,爐冷的25 wt.%—38 wt.% Nb的Ti-Nb合金樣品總是形成a和β(βS)[1].按照參考文獻(xiàn)[21],水淬的Ti-35.4Nb合金的微觀組織應(yīng)該是a′ 和βM,圖6的XRD結(jié)果證實了這一點,也與參考文獻(xiàn)[22]結(jié)果一致.很明顯,淬火的Ti-35.4Nb合金含有a′和βM,而燒結(jié)的樣品是a和β (βS)相.從圖3可以看出,淬火的Ti-20 (wt.%) Nb合金沒有明顯的內(nèi)耗峰,說明這個內(nèi)耗峰在沒有β相的淬火樣品中不出現(xiàn),因為按照Ti-Nb合金相圖[1],淬火的Ti-20 (wt.%) Nb合金樣品的微觀組織是a′和a′.因此,在淬火的合金樣品中,這個內(nèi)耗峰的出現(xiàn)與βM密切相關(guān).

圖6 三種熱處理狀態(tài)的Ti-35.4Nb合金樣品的XRD結(jié)果Fig.6.XRD results of three Ti-35.4Nb specimens with different heat treatments.

實驗已經(jīng)證實燒結(jié)的樣品的微觀結(jié)構(gòu)是a和βS相.按照Ti-Nb合金相圖[1],穩(wěn)定的a相的量隨著Nb含量的增加而減少,而βS相的量隨Nb含量的增加而增加.從圖5可以推斷,峰高隨Nb含量的增加是由βS相的量增加而引起的,說明燒結(jié)合金的內(nèi)耗峰也與β相有關(guān).

在bcc結(jié)構(gòu)的βM相中有許多八面體間隙位置,這些位置是(1/2,0,0)和(1/2,1/2,0)八面體,產(chǎn)生的應(yīng)變矢量有一個四面體對稱性,主軸與bcc基體的三個主要方向〈100〉一致[6],應(yīng)變誘導(dǎo)的bcc點陣中八面體位置的間隙原子的遷移會產(chǎn)生滯彈性弛豫.然而,在Ti-Nb合金中,O被替代原子捕捉,因此,Snoek類型的弛豫可能產(chǎn)生于O原子在bcc結(jié)構(gòu)的β相中的跳動,也和金屬原子與間隙原子的相互作用有關(guān)[11],這些相互作用包括β相中Nb-O,Nb-N,Ti-O,Ti-O-O和Nb-O-O[12,13].

3.3 Nb含量和熱處理對弛豫的作用機理

在 Ti-Nb合金中,穩(wěn)定的 a相是富 Ti相,βS是富Nb相.對于燒結(jié)的Ti-Nb合金,由于Nb是β相的穩(wěn)定劑,因此βS的量隨著Nb含量的增加而增加,這意味著在燒結(jié)Ti-Nb合金中的Nb-O原子對會隨著Nb含量的增加而增加,相應(yīng)地Nb-O原子對的相互作用會增強,導(dǎo)致了峰高隨Nb含量的的增加而增加.

淬火可以獲得βM,而退火可以形成βS[1],現(xiàn)在燒結(jié)的合金在結(jié)構(gòu)上近似于退火的合金.比較圖1和圖4可以看出,同為Ti-35.4Nb合金,淬火樣品的內(nèi)耗峰高度要比燒結(jié)樣品高得多,說明峰高也依賴于β相的穩(wěn)定性.由于Nb是β相的穩(wěn)定劑,因此,Nb的作用有兩個方面,一方面,βM相的量隨著Nb含量的增加而增加,另一方面,β相的穩(wěn)定性隨著Nb含量的增加而增加,即使對于淬火的樣品也是如此[23],這會抑制βM相的量進(jìn)一步隨Nb含量的增加而增加,可能會促進(jìn)βS相的形成.這樣,在淬火的合金中,峰高和βS相的量都隨Nb含量的增加而增加,有相同的依賴關(guān)系.當(dāng)Nb含量超過一定的值后,峰高將不受熱處理條件的影響,與本文的結(jié)果一致.圖7顯示了Ti-35.4Nb合金樣品淬火溫度對弛豫強度的影響,可以看出,淬火溫度的增加,峰高也增加.當(dāng)淬火溫度增加時,溶解到固溶體里的O含量增加,導(dǎo)致了峰高的增加.可以推斷,對于水淬的合金,除了有一部分間隙與替代原子相互作用外,O跳動對內(nèi)耗峰的貢獻(xiàn)是最主要的.

圖8是淬火Ti-35.4Nb合金樣品內(nèi)耗峰與熱循環(huán)次數(shù)的關(guān)系.可以看出,當(dāng)熱循環(huán)次數(shù)增加時,峰高漸漸地降低,存儲模量增大.淬火的Ti-35.4Nb合金樣品的微觀組織有βM相,βM相在中等溫度時效時,首先形成過渡ω相,最后變成穩(wěn)定的a和βS相[24,25],這個現(xiàn)象與本文的XRD結(jié)果一致.從圖6可以看出,淬火的Ti-35.4 Nb合金樣品經(jīng)300 ℃ 1 h時效后含有ω相.因此,當(dāng)熱循環(huán)次數(shù)增加時,βM相的量減少.此外,存儲模量的增加是由ω相的量隨熱循環(huán)次數(shù)的增加而造成的[25],這是因為ω相的模量和硬度大于β相[26].總而言之,時效不僅能改變結(jié)構(gòu),還能夠減少固溶體中溶解的O含量,能使峰高下降.

圖7 淬火溫度對水淬Ti-35.4Nb樣品弛豫強度的影響(ε=(2.8—3.7) × 10—4,f=1 Hz)Fig.7.The influence of water-quenching temperature on the relaxation strength of the water-quenched Ti-35.4Nb specimen (ε=(2.8-3.7) × 10—4,f=1 Hz).

圖8 室溫至350 ℃熱循環(huán)次數(shù)對水淬的Ti-35.4 Nb合金的 tanδ和存儲模量的影響 (ε=3 × 10—4,f=1 Hz)Fig.8.Influences of thermal cycles between room temperature and 350 ℃ on tanδ and storage modulus for the waterquenched Ti-35.4 Nb alloy (ε=3 × 10—4,f=1 Hz).

擴散遷移性的相變特征是當(dāng)溫度足夠高允許遷移發(fā)生的時候,遷移單元與應(yīng)力之間有強烈的相互作用.這種應(yīng)力誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)變依賴于時間,更依賴于溫度[27],這就說明形成的ω相的體積分?jǐn)?shù)取決于時效時間并且隨時效時間的增加而增加[28,29].因此,在對水淬的Ti-35.4Nb合金樣品在室溫至350 ℃進(jìn)行熱循環(huán)測量內(nèi)耗時,ω相的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)該隨熱循環(huán)次數(shù)的增加而增加,ω相的體積分?jǐn)?shù)的增加導(dǎo)致了存儲模量的上升.

應(yīng)該指出,水淬的Ti-35.4Nb樣品的存儲模量不同于相同成分的燒結(jié)合金,這是由兩種樣品的微觀結(jié)構(gòu)不同造成的.燒結(jié)的Ti-35.4% Nb合金含有穩(wěn)定的a相和βS相,而水淬的Ti-35.4Nb樣品擁有 βM和a′,而 βM和a′有較低的存儲模量[25].本文的模量結(jié)果也與文獻(xiàn)[30,31]報道的結(jié)果一致,不同Nb含量淬火的合金具有較低的模量[30],退火合金的模量隨著保溫時間的增加略微增加,是由缺陷減少、晶粒粗化和再結(jié)晶結(jié)構(gòu)變化造成的[31].但是,按照文獻(xiàn)[32]的結(jié)論,模量還與合金中的含氧量有關(guān).因此,關(guān)于這兩種狀態(tài)的樣品模量存在差別的詳細(xì)機理可能比較復(fù)雜,還有待于進(jìn)一步研究.

4 結(jié) 論

在燒結(jié)的Ti-Nb合金中發(fā)現(xiàn)了一個由間隙原子O弛豫型的內(nèi)耗峰,峰高取決于Nb含量和熱處理.在Nb含量較低的Ti-Nb合金樣品中,沒有發(fā)現(xiàn)內(nèi)耗峰,水淬的Ti-Nb合金樣品,內(nèi)耗峰的最大值出現(xiàn)在Nb含量35 wt.%左右的合金樣品中,燒結(jié)態(tài)樣品的內(nèi)耗峰高度在實驗成分范圍內(nèi)隨Nb含量單調(diào)增加.內(nèi)耗峰高度也與熱處理有關(guān),水淬的Ti-35.4Nb合金樣品的內(nèi)耗峰高度比同成分燒結(jié)態(tài)的樣品的內(nèi)耗峰高得多,峰高也依賴于淬火溫度.對于淬火的Ti-35.4Nb合金,計算的弛豫參數(shù)是激活能Hwq=(1.67 ± 0.1) eV,指數(shù)前因子 τowq=1.1 × 10—17±1s.從微觀結(jié)構(gòu)分析,在淬火的Ti-Nb合金中,內(nèi)耗峰與βM相數(shù)量和穩(wěn)定性有關(guān),而燒結(jié)態(tài)的Ti-Nb合金的內(nèi)耗峰與βS相有關(guān).在循環(huán)應(yīng)力作用下,βM或βS相晶格點陣中氧原子的跳動和氧原子與替代原子的相互作用是產(chǎn)生內(nèi)耗峰的根源.