बेहतर गलन क्षमता और उच्च सेवा तापमान के साथ नए कास्ट MnCuNiFeZnAl मिश्र धातु की तैयारी के लिए एक उपलब्ध तकनीक
Summary
यहां हम एक उपंयास Mn-घन-आधारित मिश्र धातु एक उच्च गुणवत्ता गलाने प्रौद्योगिकी और उचित गर्मी उपचार विधियों द्वारा उत्कृष्ट व्यापक प्रदर्शन के साथ प्राप्त करने के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं ।
Abstract
मैंगनीज (Mn)-कॉपर (घन)-आधारित मिश्र धातु क्षमता को भिगोने के लिए पाया गया है और हानिकारक कंपन और शोर प्रभावी ढंग से कम करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । M2052 (mn-20Cu-5Ni-2Fe, पर%) mn-घन-आधारित मिश्र धातुओं की एक महत्वपूर्ण शाखा है, जो दोनों उत्कृष्ट गलन क्षमता और प्रक्रिया के पास है । हाल के दशकों में, अध्ययन के बहुत से बाहर M2052 के प्रदर्शन अनुकूलन पर किया गया है, गलन क्षमता में सुधार, यांत्रिक गुणों, संक्षारण प्रतिरोध, और सेवा तापमान, आदि प्रदर्शन के प्रमुख तरीके अनुकूलन मिश्र धातु, गर्मी उपचार, उपचार, और ढलाई आदिके विभिंन तरीके हैं, जो बीच में मिश्र धातु, के रूप में अच्छी तरह के रूप में एक उचित गर्मी उपचार अपनाने, सही और व्यापक प्राप्त करने के लिए सरल और सबसे प्रभावी तरीका है प्रदर्शन. ढलाई मोल्डिंग के लिए उत्कृष्ट प्रदर्शन के साथ M2052 मिश्र धातु प्राप्त करने के लिए, हम MnCuNiFe मिश्र धातु मैट्रिक्स के लिए Zn और अल जोड़ने और microstructure में एक तुलना के लिए गर्मी उपचार विधियों की एक किस्म का उपयोग करने का प्रस्ताव है, क्षमता, और सेवा तापमान । इस प्रकार, एक नए प्रकार के कलाकारों की आयु वर्ग Mn-22.68 घन-1.89 ni-1.99 fe-1.70 zn-6.16 अल (पर.%) मिश्र धातु बेहतर भिगोने की क्षमता और उच्च सेवा तापमान के साथ एक अनुकूलित गर्मी उपचार विधि द्वारा प्राप्त की है । फोर्जिंग तकनीक के साथ तुलना में, कास्ट मोल्डिंग सरल और अधिक कुशल है, और इस के रूप में कास्ट मिश्र धातु की गलन क्षमता उत्कृष्ट है । इसलिए, वहां एक उपयुक्त कारण के लिए लगता है कि यह इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों के लिए एक अच्छा विकल्प है ।
Introduction
के बाद से Mn-घन मिश्र धातु Zener द्वारा पाए गए1क्षमता को भिगोना है, वे व्यापक ध्यान और2अनुसंधान प्राप्त हुआ है । Mn-घन मिश्र धातु के फायदे हैं कि यह उच्च गलन क्षमता है, विशेष रूप से कम तनाव आयाम पर, और इसकी गलन क्षमता एक चुंबकीय क्षेत्र है, जो ferromagnetic भिगोने मिश्र धातु से काफी अलग है द्वारा परेशान नहीं किया जा सकता है । Mn-घन-आधारित मिश्र धातुओं की उच्च गलन क्षमता मुख्य रूप से आंतरिक सीमाओं के movability को जिंमेदार ठहराया जा सकता है, जिसमें मुख्य रूप से जुड़वां सीमाएं और चरण सीमाएं शामिल हैं, जो आमने-सामने केंद्रित-घन-से-आमने-केन्द्रित-चतुष्कोणीय में उत्पन्न होती हैं ( f.c.c.-f.c.t.) martensite परिवर्तन तापमान के तहत चरण संक्रमण (टीटी)3. यह पाया गया है कि टीटी mn-घन-आधारित मिश्र धातु4,5में mn सामग्री पर सीधे निर्भर करता है; यही कारण है कि, उच्च Mn सामग्री, उच्च टीटी और बेहतर सामग्री की गलन क्षमता । मिश्र धातु, जो% मैंगनीज में ८० से अधिक होता है, को उच्च गलन क्षमता और इष्टतम शक्ति जब ठोस समाधान तापमान6से बुझती पाया गया था । हालांकि, मिश्र धातु में उच्च Mn एकाग्रता सीधे मिश्र धातु के कारण अधिक भंगुर हो सकता है और एक कम बढ़ाव, प्रभाव क्रूरता, और एक बदतर संक्षारण प्रतिरोध, जो मिश्र धातु इंजीनियरिंग आवश्यकताओं को पूरा नहीं करेगा का मतलब है । पिछले अनुसंधान निष्कर्षों से पता चला कि एक उंर बढ़ने के उपचार के तहत उपयुक्त परिस्थितियों में इस समस्या के समाधान के लिए एक प्रभावी तरीका है; उदाहरण के लिए, mn-घन-आधारित भिगोने वाले मिश्र धातु ५०-८०% Mn पर भी एक उच्च टीटी प्राप्त कर सकते है और उपयुक्त तापमान रेंज7में एक उंर बढ़ने उपचार द्वारा अनुकूल गलन क्षमता । यह γके अपघटन के कारण है-नेनो Mn-रिच क्षेत्रों और नेनो घन-अमीर क्षेत्रों में जनक चरण, जबकि miscibility गैप8,9,10के तापमान रेंज में उंर बढ़ने, जो अपनी गलन क्षमता के साथ साथ इस मिश्र धातु के टीटी में सुधार माना जाता है । स्पष्ट रूप से, यह एक अमोघ विधि है जो उत्कृष्ट कार्य क्षमता के साथ उच्च भिगोने का संयोजन कर सकती है ।
M2052 मिश्र धातु बनाने, एक प्रतिनिधि mn-घन-मध्यम Mn Kawahara एट अल द्वारा विकसित सामग्री के साथ उच्च भिगोना मिश्र धातु के लिए इस्तेमाल किया । 11, पिछले कुछ दशकों में बड़े पैमाने पर अध्ययन किया गया है । शोधकर्ताओं ने पाया कि M2052 मिश्र धातु को भिगोने की क्षमता, उपज शक्ति, और काम करने के बीच एक अच्छी मीठी जगह है । फोर्जिंग तकनीक के साथ तुलना में, कास्टिंग व्यापक रूप से सरल मोल्डिंग प्रक्रिया के कारण अब तक इस्तेमाल किया गया है, कम उत्पादन लागत, और उच्च उत्पादकता, आदि प्रभावशाली कारकों (जैसे, दोलन आवृत्ति, तनाव आयाम, शीतलक वेग, गर्मी उपचार तापमान/समय, आदिनम क्षमता पर, microstructure, और M2052 मिश्र धातु की गलन तंत्र कुछ शोधकर्ताओं द्वारा अध्ययन किया गया है12,13,14,15 ,16,17,18. फिर भी, M2052 मिश्र धातु के कास्टिंग प्रदर्शन अवर है, उदाहरण के लिए, क्रिस्टलीकरण तापमान की एक विस्तृत श्रृंखला, कास्टिंग porosity की घटना, और केंद्रित सिकुड़न, अंततः असंतोषजनक यांत्रिक में जिसके परिणामस्वरूप जाति के गुण ।
इस पत्र के प्रयोजन के लिए औद्योगिक क्षेत्र प्रदान करने के लिए एक संभव विधि के साथ एक डाली Mn-घन आधारित मिश्र धातु प्राप्त करने के लिए उत्कृष्ट गुण जो मशीनरी में इस्तेमाल किया जा सकता है और सटीक उपकरण उद्योग में कंपन को कम करने और उत्पाद को सुनिश्चित करने के लिए गुणवत्ता. चरण परिवर्तन और कास्टिंग प्रदर्शन पर मिश्र धातु तत्वों के प्रभाव के अनुसार, अल तत्व γ-चरण क्षेत्र और γ चरण की स्थिरता को कम करने के लिए माना जाता है, जो γ चरण को और अधिक आसानी से कर सकते हैं माइक्रो-जुड़वां के साथ एक γ‘ चरण में बदलना । इसके अलावा, γ चरण में अल परमाणुओं के समाधान से मिश्र धातु की शक्ति में वृद्धि होगी, जो यांत्रिक गुणों में सुधार कर सकते हैं । इसके अलावा, अल तत्व एक महत्वपूर्ण तत्व है जो Mn-घन मिश्र धातु के कास्टिंग गुणों में सुधार कर सकते है । Zn तत्व मिश्र धातु के कास्टिंग और भिगोने के गुणों में सुधार करने के लिए फायदेमंद है । अंत में, 2 wt% Zn और 3 wt% Al इस काम में MnCuNiFe चतुर्धातुक मिश्र धातु में जोड़े गए और एक नई डाली Mn-26Cu-12Ni-2Fe-2Zn-3Al (wt%) मिश्र धातु विकसित किया गया था । इसके अलावा, कई अलग गर्मी उपचार विधियों इस काम में इस्तेमाल कर रहे है और उनके अलग प्रभाव इस प्रकार के रूप में चर्चा कर रहे हैं । homogenization उपचार dendrite अलगाव को कम करने के लिए इस्तेमाल किया गया था । समाधान उपचार अशुद्धियां स्थिरीकरण के लिए इस्तेमाल किया गया था । एजिंग उपचार spinodal अपघटन ट्रिगर के लिए प्रयोग किया जाता है; इस बीच, विभिंन उंर बढ़ने समय बाहर दोनों उत्कृष्ट भिगोना क्षमता और एक उच्च सेवा तापमान के लिए अनुकूलन मापदंडों की मांग के लिए उपयोग किया जाता है । अंत में, एक बेहतर गर्मी उपचार विधि श्रेष्ठ भिगोने की क्षमता के लिए जांच की थी, साथ ही साथ एक उच्च सेवा तापमान ।
यह पता चला है कि अधिकतम आंतरिक घर्षण (क्यू-1) और उच्चतम सेवा तापमान ४३५ डिग्री सेल्सियस पर 2 एच के लिए मिश्र धातु उंर बढ़ने से समवर्ती प्राप्त किया जा सकता है । क्योंकि सादगी और इस तैयारी विधि, एक उपंयास के रूप में-कास्ट Mn-घन-उत्कृष्ट प्रदर्शन के साथ भिगोना मिश्र धातु आधारित है, जो अपने इंजीनियरिंग आवेदन के लिए महत्वपूर्ण व्यावहारिक महत्व का है उत्पादन किया जा सकता है की क्षमता । इस विधि की तैयारी के लिए विशेष रूप से उपयुक्त है Mn-घन-आधारित उच्च भिगोना मिश्र धातु जो कंपन की कमी के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है ।
Protocol
Representative Results
Discussion
यह सुनिश्चित करने के लिए कि इस प्रकार की कास्ट Mn-घन-आधारित मिश्र धातु दोनों बेहतर भिगोने की क्षमता और उत्कृष्ट यांत्रिक गुणों के पास, यह सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक है कि कास्टिंग एक स्थिर रासायनिक सं?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
हम चीन के राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन (११०७६१०९), हांगकांग विद्वानों के कार्यक्रम (XJ2014045, जी YZ67), सिचुआन प्रांत की “१००० प्रतिभा योजना”, सिचुआन विश्वविद्यालय के प्रतिभा परिचय कार्यक्रम की वित्तीय सहायता के लिए धन्यवाद देते हैं ( YJ201410), और सिचुआन विश्वविद्यालय के नवाचार और रचनात्मक प्रयोग कार्यक्रम (२०१७१०६०, २०१७०१३३) ।
Materials
| manganese | Daye Nonferrous Metals Group Holdings Co., Ltd. | DJMnB | produced by electrolysis |
| copper | Daye Nonferrous Metals Group Holdings Co., Ltd. | Cu-CATH-2 | produced by electrolysis |
| Nickel | Daye Nonferrous Metals Group Holdings Co., Ltd. | Ni99.99 | produced by electrolysis |
| Iron | Ningbo Jiasheng Metal Materials Co., Ltd. | YT01 | industrial pure Fe |
| Zinc | Daye Nonferrous Metals Group Holdings Co., Ltd. | 0# | produced by electrolysis |
| Aluminum | Daye Nonferrous Metals Group Holdings Co., Ltd. | Al99.90 | produced by electrolysis |
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