Uma técnica disponível para a preparação de novos MnCuNiFeZnAl liga fundido com Superior serviço de capacidade e de alta temperatura de amortecimento
Summary
Aqui nós apresentamos um protocolo para obter um romance baseados em Mn-Cu liga com excelentes performances abrangentes por uma tecnologia de fundição de alta qualidade e métodos de tratamento de calor razoável.
Abstract
Ligas de manganês (Mn) – cobre (Cu) – baseada foram encontrados para ter a capacidade de amortecimento e podem ser usadas para reduzir as vibrações prejudiciais e eficazmente o ruído. M2052 (Mn-20Cu-5Ni-2Fe, %) é um ramo importante de ligas Mn-Cu-baseado, que possui excelente capacidade de amortecimento e a capacidade de processamento. Nas últimas décadas, muitos estudos têm sido realizados sobre a otimização de desempenho de M2052, melhorando a capacidade de amortecimento, propriedades mecânicas, resistência à corrosão e temperatura de serviço, etc. os principais métodos de desempenho otimização são de liga, tratamento térmico, pré-tratamento e diferentes formas de moldagem etc., entre os quais liga, bem como adotando um razoável tratamento térmico, é o método mais simples e eficaz para obter perfeita e abrangente desempenho. Para obter a liga M2052 com excelente desempenho para o molde de fundição, propomos adicionar Zn e Al para a matriz de liga de MnCuNiFe e usar uma variedade de métodos de tratamento térmico para uma comparação na microestrutura, capacidade de amortecimento e temperatura de serviço. Assim, um novo tipo de liga de Mn-22.68Cu-1.89Ni-1.99Fe-1.70Zn-6.16Al (at.%) elenco-idade com serviço de alta temperatura e capacidade de amortecimento superior é obtido por um método de tratamento de calor otimizada. Comparado com a técnica de forjamento, molde de gesso é mais simples e mais eficiente, e a capacidade de amortecimento desta liga como multicast é excelente. Portanto, há uma razão adequada para pensar que é uma boa escolha para aplicações de engenharia.
Introduction
Since the Mn-Cu alloys were found by Zener to have damping capacity1, they have received widespread attention and research2. The advantages of Mn-Cu alloy are that it has high damping capacity, especially at low strain amplitudes, and its damping capacity cannot be disturbed by a magnetic field, which is quite different from ferromagnetic damping alloys. A alta capacidade de amortecimento das ligas Mn-Cu-baseado pode ser atribuída principalmente para a mobilidade dos limites internos, incluindo principalmente o gêmeo limites e fronteiras de fase, que são geradas no face-centered-cubic-to-face-centered-tetragonal ( f.c.c.-f.c.t) transição de fase sob a transformação de martensita temperatura (Tt)3. Verificou-se que Tt depende diretamente o teor de Mn na liga baseados em Mn-Cu4,5; ou seja, quanto maior o Mn conteúdo, quanto maior o Tt e melhor a capacidade de amortecimento do material. A liga, que contém mais de 80 em % de manganês, foi encontrada para ter alta capacidade de amortecimento e força ideal quando saciada do sólido-solução temperatura6. No entanto, a maior concentração de Mn na liga causaria diretamente a liga a ser mais frágeis e têm um menor alongamento, resistência de impacto e uma pior resistência à corrosão, o que significa que a liga não cumprirá os requisitos de engenharia. Resultados da pesquisa anterior revelaram que um tratamento de envelhecimento sob condições apropriadas é uma maneira eficaz de conciliar este problema; por exemplo, Mn-Cu-baseado ligas contendo 50-80% de amortecimento Mn também pode obter uma alta Tt e capacidade de amortecimento favorável por um tratamento de envelhecimento na temperatura apropriada gama7. Isto é devido a decomposição da γ-fase do pai em nanoescala Mn-ricos e regiões de nanoescala rico Cu enquanto envelhecimento na faixa de temperatura da miscibilidade lacuna8,9,10, considerada para melhorar Tt desta liga junto com sua capacidade de amortecimento. Claramente, é um método eficaz que pode combinar a alta capacidade de amortecimento com excelente trabalhabilidade.
M2052 liga usada para forjar uma representante baseados em Mn-Cu amortecimento de alta-liga com teor médio de Mn, desenvolvido pela Kawahara et al , formando 11, tem sido extensivamente estudada nas últimas décadas. Os pesquisadores descobriram que a liga de M2052 tem um bom ponto de doce entre capacidade de amortecimento, força de rendimento e trabalhabilidade. Comparado com a técnica de forjamento, fundição tem sido amplamente utilizado até agora devido ao processo de moldagem simples, baixos custos de produção e alta produtividade, etc os fatores influentes (por exemplo, frequência de oscilação, amplitude de tensão, refrigeração velocidade, tempo/temperatura de tratamento térmico, etc.) sobre a capacidade de amortecimento, microestrutura e umedece o mecanismo de liga de M2052 têm sido estudados por alguns pesquisadores12,13,14,15 ,16,17,18. No entanto, o desempenho de fundição de liga de M2052 é inferior, por exemplo, uma ampla gama de temperatura de cristalização, a ocorrência de porosidade de fundição e encolhimento concentrado, , eventualmente tendo por resultado a mecânica insatisfatória Propriedades dos castings.
The purpose of this paper is to provide the industrial field with a feasible method of obtaining a cast Mn-Cu based alloy with excellent properties which can be used in machinery and in the precision instruments industry to reduce vibration and ensure the product qualidade. De acordo com o efeito de elementos sobre a transformação de fase e o desempenho de fundição de liga, Al elemento é considerado para reduzir o γ-fase a região e a estabilidade da fase γ , o que pode fazer com mais facilidade a fase γ transformar em um γ‘ fase com microgêmeos. Além disso, a solução de átomos de Al na fase γ irá aumentar a força da liga, que pode melhorar as propriedades mecânicas. Also, Al element is one of the important elements which can improve the casting properties of Mn-Cu alloy. Elemento de Zn é benéfico para melhorar o casting e propriedades da liga de amortecimento. Finalmente, 2 wt % Zn e 3 wt % Al foram adicionados para a liga de MnCuNiFe quaternária neste trabalho e um novo elenco liga Mn-26Cu-12Ni-2Fe-2Zn-3Al (% em peso) foi desenvolvida. Além disso, vários métodos diferentes de tratamento térmico são utilizados neste trabalho e seus efeitos distintos são discutidos como segue. O tratamento de homogeneização foi usado para reduzir a segregação dendrito. O tratamento da solução foi usado para a imobilização de impurezas. O tratamento do envelhecimento é usado para provocar a decomposição spinodal; Entretanto, os vários tempos de envelhecimento são utilizados para procurar os parâmetros de otimização para uma temperatura de serviço elevado e excelente capacidade de amortecimento. Em última análise, um método preferível tratamento térmico foi exibido para uma superior capacidade de amortecimento, bem como uma temperatura de serviço elevado.
Verifica-se que o atrito interno máximo (Q-1) e a mais alta temperatura de serviço pode ser alcançada simultaneamente por envelhecimento a liga a 435 ° C por 2 h. Por causa da simplicidade e eficiência deste método de preparação, pode ser produzida uma romance como elenco Mn Cu-liga à base de amortecimento com excelente desempenho, que é de importante significado prático para a sua aplicação de engenharia. Este método é particularmente apropriado para a preparação de fundição de liga de amortecimento alto Mn-Cu-baseada que pode ser usada para redução de vibração.
Protocol
Representative Results
Discussion
Para garantir que este tipo de liga de Mn-Cu-baseado como-fundido possui tanto a capacidade de amortecimento superior e excelentes propriedades mecânicas, é necessário garantir que as carcaças têm uma composição química estável, um elevado grau de pureza e uma estrutura de cristal excelente. Portanto, o controle estrito da qualidade é necessário para os processos de fundição, derramando e tratamento térmico.
Em primeiro lugar, é necessário escolher os ingredientes apropriados p…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Damos graças ao apoio financeiro da Fundação Nacional de ciências naturais da China (11076109), o programa de estudiosos de Hong Kong (XJ2014045, G-YZ67), o “plano de 1000 talentos” da província de Sichuan, o programa talento introdução da Universidade de Sichuan ( YJ201410) e a inovação e o programa de experiência criativa da Universidade de Sichuan (20171060, 20170133).
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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