En tilgængelig teknik til udarbejdelse af nye støbt MnCuNiFeZnAl legering med overlegen dæmpning kapacitet og høj temperatur

Summary

Her præsenterer vi en protokol for at opnå en roman Mn-Cu-baseret legering med fremragende omfattende præstationer af en høj kvalitet metalsmeltning teknologi og rimelig varmebehandling metoder.

Abstract

Mangan (Mn) – kobber (Cu) – baserede legeringer er blevet fundet for at have dæmpning kapacitet og kan bruges til at reducere skadelige vibrationer og støj effektivt. M2052 (Mn-20Cu-5Ni-2Fe, %) er en vigtig gren af Mn-Cu-baserede legeringer, som besidder både fremragende dæmpning kapacitet og processability. I de seneste årtier, masser af undersøgelser har været udført på optimering af M2052, forbedring af dæmpning kapacitet, mekaniske egenskaber, korrosionsbestandighed, og service temperatur, osv de store metoder til performance Optimering er legering, varmebehandling, forbehandling, og forskellige måder at støbning osv, blandt hvilke legering, samt vedtage en rimelig varmebehandling, er den enkleste og mest effektive metode til at opnå perfekt og omfattende ydeevne. For at opnå M2052 legeringen med fremragende ydeevne til støbning molding, foreslår vi at tilføje Zn og Al til matrixen MnCuNiFe legering og bruge en bred vifte af varmebehandling metoder til en sammenligning i mikrostrukturen, dæmpning, kapacitet og service temperatur. Således, en ny type af cast-alderen Mn-22.68Cu-1.89Ni-1.99Fe-1.70Zn-6.16Al (at.%) legeret med overlegen dæmpning kapacitet og høj service temperatur er opnået ved en optimeret varmebehandling metode. Sammenlignet med smedning teknik, støbt støbning er enklere og mere effektiv, og dette som støbt legering dæmpning kapacitet er fremragende. Der er derfor en velegnet grund til at synes, det er et godt valg for engineering applikationer.

Introduction

Da Mn-Cu legeringer blev fundet af Zener have dæmpning kapacitet¹, har de modtaget udbredt opmærksomhed og forskning². Fordelene ved Mn-Cu legering er at det har høj dæmpning kapacitet, især ved lav belastning amplituder og dens dæmpning kapacitet ikke kan blive forstyrret af et magnetfelt, som er helt forskellig fra ferromagnetiske dæmpning legeringer. Mn-Cu-baserede legeringer høj dæmpning kapacitet kan hovedsagelig tilskrives bevægelighed af de indre grænser, hovedsagelig herunder twin grænser og fase grænser, der er genereret i den face-centered-cubic-to-face-centered-tetragonal) f.c.c.-f.c.t.) fase overgang under martensite transformation temperatur (T_t)³. Det er blevet konstateret, at T_t afhænger direkte af Mn indhold i Mn-Cu-baseret legering^4,5; Det er, jo højere Mn indhold, jo højere T_t og jo bedre dæmpning kapacitet af materialet. Den legering, der indeholder mere end 80 på % mangan, fandtes for at have høj dæmpning kapacitet og optimal styrke når bratkølet fra solid-løsning temperatur⁶. Den højere Mn koncentration i legeringen medfører imidlertid direkte legering til at være mere skrøbelige og har en lavere strækforlængelse, indvirkning hårdheden og en værre korrosionsbestandighed, hvilket betyder, at legeringen ikke vil opfylder de tekniske krav. Tidligere forskningsresultater afslørede, at en aging behandling under passende forhold er en effektiv måde at forene dette problem; for eksempel, Mn-Cu-baserede dæmpning legeringer indeholdende 50-80% Mn kan også opnå en høj T_t og gunstige dæmpning kapacitet en aging behandling i passende temperatur interval⁷. Dette er på grund af nedbrydning af γ-forælder fase i nanoskala Mn-rige og nanoskala Cu-rige regioner mens aldring i Temperaturinterval for blandbarhed hul^8,9,10, som anses for at forbedre T_t af denne legering sammen med dens dæmpning kapacitet. Det er tydeligvis en effektfuldt metode, der kan kombinere høj dæmpning kapacitet med fremragende bearbejdelighed.

M2052 legering anvendes til smedning danner, en repræsentant Mn-Cu-baserede high-dæmpning legering med medium Mn indhold udviklet af Kawahara et al. ¹¹, er blevet grundigt undersøgt i de seneste årtier. Forskerne fandt, at M2052 legering har en god sweet spot mellem dæmpning kapacitet, flydespænding og gennemførlighed. Sammenlignet med smedning teknik, støbning har været almindeligt brugt hidtil simpel støbeprocessen, lave produktionsomkostninger, og høj produktivitet, osv de indflydelsesrige faktorer (fx, svingning frekvens, stamme amplitude, køling hastighed, varmebehandling temperatur/tid, osv.) på den dæmpning kapacitet, mikrostruktur og dæmpning mekanisme af M2052 legering er blevet undersøgt af nogle forskere^{12,13,14,15 ,16,17,18}. Alligevel, M2052 legering støbning ydeevne er ringere, for eksempel, en bred vifte af krystallisering temperatur, forekomsten af støbning porøsitet og koncentreret svind, i sidste ende resulterer i den utilfredsstillende mekanisk egenskaber af støbegods.

Formålet med dette dokument er at give det industrielle område med en mulig metode til at opnå en støbt Mn-Cu baseret legering med fremragende egenskaber, som kan bruges i maskiner og præcision instrumenter industri til at reducere vibrationer og sikre produktet kvalitet. Ifølge effekt af legering elementer på fase transformation og støbning ydeevne, Al element anses for at reducere γ-fase region og stabilitet af γ -fase, som kan gøre γ fasen lettere omdanne til en γ‘ fase med mikro-tvillinger. Derudover vil løsning af Al atomer i γ fase øge styrken af den legering, der kan forbedre de mekaniske egenskaber. Ligeledes, Al element er et af de vigtige elementer, som kan forbedre Mn-Cu legering støbning egenskaber. Zn element er gavnligt at forbedre støbning og dæmpning egenskaber af legering. Endelig, 2 wt % Zn og 3 wt % Al blev føjet til MnCuNiFe kvaternære legering i dette arbejde og en ny støbt Mn-26Cu-12Ni-2Fe-2Zn-3Al (wt %) legeret blev udviklet. Derudover flere forskellige varmebehandling metoder der anvendes i dette arbejde og deres forskellige effekter beskrives som følger. Homogenisering behandlingen blev brugt til at reducere dendrit adskillelse. Løsning behandling blev brugt til urenheder immobilisering. Aging behandling bruges til at udløse spinodal nedbrydning; i mellemtiden, de forskellige aging gange bruges til opsøger de optimering parametre for både fremragende dæmpning kapacitet og en høj service temperatur. I sidste ende blev en bedre varmebehandling metode screenet for overlegen dæmpning kapacitet, samt en høj service temperatur.

Det viser sig, at den maksimale indre friktion (Q^-1) og den højeste service temperatur kan nås samtidigt ved aging legering på 435 ° C i 2 timer. På grund af enkelhed og effektivitet af denne forberedelse metode, kan en roman som støbt Mn-Cu-baserede dæmpning legering med fremragende ydelse produceres, som har vigtige praktisk betydning for dens engineering anvendelse. Denne metode er især velegnet til forberedelse af casting Mn-Cu-baserede høj dæmpning legering, der kan anvendes til vibrationsreduktion af.

Protocol

1. forberedelse af råvarer Vejes alle de nødvendige råvarer med en elektronisk skala med masse procentdel (65% elektrolytisk Mn, 26% elektrolytisk Cu, 2% industrielle ren Fe, 2% elektrolytisk Ni, 3% elektrolytisk Al, og 2% elektrolytisk Zn), som vist i figur 1.Bemærk: Alle disse råvarer var kommercielt tilgængelige. <strong…

Representative Results

Figur 7 viser afhængighed af den dæmpning kapacitet på stamme amplitude til som støbt MnCuNiFeZnAl legering prøver #1 – #7 og som støbt M2052. Resultaterne viser, at modellen #1 dæmpning kapacitet er højere, end at kaste M2052 legering (som vist i figur 7a) og den traditionelle smedede M2052 high-dæmpning legering nævnt i tidligere artikler20,21. Desuden dæmpni…

Discussion

For at sikre, at denne form for som støbt Mn-Cu-baseret legering besidder både overlegen dæmpning kapacitet og gode mekaniske egenskaber, er det nødvendigt at sikre en stabil kemisk sammensætning, høj renhed, og en fremragende krystalstruktur støbegods. Streng kvalitetskontrol er derfor nødvendigt for processerne, smeltning, hælde og varmebehandling.

For det første er det nødvendigt at vælge de rigtige ingredienser til legering. Det bør overvejes at tilføjet legering elementer ka…

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