Una técnica disponible para la preparación de nuevas MnCuNiFeZnAl aleación fundido con Superior capacidad y alta temperatura de amortiguación
Summary
Aquí presentamos un protocolo para obtener una novela aleación a base de Cu Mn con excelentes actuaciones completa por una tecnología de fundición de alta calidad y métodos de tratamiento de calor razonable.
Abstract
Aleaciones de manganeso (Mn) – cobre (Cu) – basado se han encontrado para tener capacidad de amortiguación y pueden utilizarse para reducir las vibraciones perjudiciales y ruido con eficacia. M2052 (Mn-20Cu-5Ni-2Fe, en %) es un rama importante de aleaciones a base de Cu Mn, que posee excelente capacidad de amortiguación y procesabilidad. En las últimas décadas, muchos estudios han sido llevadas a cabo en la optimización del performance de M2052, mejorar la capacidad de amortiguación, propiedades mecánicas, resistencia a la corrosión y temperatura de servicio, etc. los principales métodos de actuación optimización son de aleación, tratamiento térmico, tratamiento previo y diferentes formas de moldeado etc., entre los que aleación, así como la adopción de un tratamiento de calor razonable, es el método más simple y más eficaz para obtener la perfecta y completa rendimiento. Para obtener la aleación M2052 con excelente rendimiento para el moldeado de fundición, se propone agregar Zn y a la matriz de la aleación de MnCuNiFe y utilizar una variedad de métodos de tratamiento térmico para una comparación de la microestructura, capacidad de amortiguación y la temperatura de servicio. Así, un nuevo tipo de aleación de fundición-edad Mn-22.68Cu-1.89Ni-1.99Fe-1.70Zn-6.16Al (at.%) con capacidad de amortiguación superior y servicio de alta temperatura se obtiene por un método de tratamiento de calor optimizado. En comparación con la técnica de forja, moldeo por fundición es más simple y más eficiente, y la capacidad de amortiguación de esta aleación como el elenco es excelente. Por lo tanto, es una razón adecuada para pensar que es una buena opción para aplicaciones de ingeniería.
Introduction
Puesto que las aleaciones de Cu Mn fueron encontradas por Zener para tener capacidad de amortiguación1, han recibido extensa atención e investigación2. Las ventajas de la aleación Mn-Cu son que tiene alta capacidad de amortiguación, especialmente en las amplitudes de la tensión baja, y su capacidad de amortiguación puede verse alterada por un campo magnético, que es muy diferente de aleaciones ferromagnéticas de amortiguación. La alta capacidad de amortiguación de aleaciones a base de Cu Mn puede atribuirse principalmente a la movilidad de las fronteras internas, principalmente entre dos fronteras y límites de la fase, que se generan en el face-centered-cubic-to-face-centered-tetragonal ( f.c.c.-f.c.t.) transición de fase en la transformación de la martensita temperatura (Tt)3. Se ha encontrado que Tt depende directamente el contenido de Mn en la aleación a base de Cu Mn4,5; es decir, cuanto mayor sea la Mn y contenido, mayor el Tt mejor la capacidad de amortiguación del material. La aleación, que contiene más de 80 en % manganeso, fue encontrada para tener alta capacidad de amortiguación y resistencia óptima cuando se apaga la temperatura de la solución sólida6. Sin embargo, la mayor concentración de Mn en la aleación directamente causaría la aleación a ser más frágiles y tienen una baja elongación, dureza del impacto y una peor resistencia a la corrosión, que significa que la aleación no cumplan los requisitos de ingeniería. Resultados de la investigación anterior revelaron que un tratamiento de envejecimiento bajo las condiciones adecuadas es una forma eficaz de conciliar este problema; por ejemplo, Mn-Cu-base amortiguación aleaciones que contienen de 50-80% Mn también puede obtener una alta Tt y capacidad de amortiguación favorable por un tratamiento de envejecimiento en el rango de temperatura adecuada7. Esto es debido a la descomposición de la γ-fase de padres en nanoescala ricos en Cu y regiones de nanoescala ricos en Mn al envejecimiento en el rango de temperatura de miscibilidad brecha8,9,10, que se considera a mejorar Tt de esta aleación junto con su capacidad de amortiguación. Claramente, es un método eficaz que puede combinar alta capacidad de amortiguación con excelente trabajabilidad.
M2052 aleaciones para forja formando, un representante de amortiguación de alta aleación a base de Cu Mn con contenido medio de Mn desarrollado por Kawahara et al. 11, ha sido extensamente estudiada en las últimas décadas. Los investigadores encontraron que M2052 aleación tiene un buen punto dulce entre maleabilidad, resistencia y capacidad de amortiguación. En comparación con la técnica de forja, fundición ha sido ampliamente utilizado hasta ahora debido al proceso de moldeado simple, bajo costo de producción y alta productividad, etc. los factores influyentes (por ejemplo, la frecuencia de oscilación, amplitud de la tensión, refrigeración velocidad, temperatura/tiempo de tratamiento térmico, etc.) en la capacidad de amortiguación, microestructura y mecanismo de aleación M2052 de amortiguación han sido estudiados por algunos investigadores12,13,14,15 ,16,17,18. Sin embargo, el rendimiento de fundición de aleación M2052 es inferior, por ejemplo, una amplia gama de temperatura de cristalización, la ocurrencia de fundición porosidad y contracción concentrada, , eventual dando por resultado la mecánica insatisfactoria propiedades de la fundición.
El propósito de este papel es proporcionar el campo industrial con un método factible para obtener un reparto que MN-Cu base aleación con excelentes propiedades que pueden utilizarse en maquinaria y en la industria de instrumentos de precisión para reducir vibraciones y asegurar que el producto calidad. Según el efecto de los elementos de la transformación de fase y el rendimiento de fundición de aleación, se considera Al elemento para reducir la γ-fase de región y la estabilidad de la fase γ , que puede hacer más fácil la fase γ transformar en un γ‘ fase de micro-gemelos. Por otra parte, la solución de los átomos de en la fase γ aumenta la fuerza de la aleación, que puede mejorar las propiedades mecánicas. También, Al elemento es uno de los elementos importantes que pueden mejorar las propiedades de fundición de aleación Mn-Cu. Elemento Zn es beneficiosa para mejorar el bastidor y propiedades de la aleación de amortiguación. Finalmente, se agregaron 2 wt % Zn y 3% en peso de a la aleación cuaternaria de MnCuNiFe en este trabajo y un nuevo elenco se desarrolló la aleación Mn-26Cu-12Ni-2Fe-2Zn-3Al (wt %). Además, varios métodos diferentes de tratamiento térmico se utilizan en este trabajo y sus distintos efectos se discuten como sigue. El tratamiento de homogeneización se utilizó para reducir la segregación de la dendrita. El tratamiento de la solución fue utilizado para la inmovilización de las impurezas. El tratamiento de envejecimiento se utiliza para la activación de descomposición espinodal; mientras tanto, los diferentes tiempos de envejecimiento se utilizan para buscar los parámetros de optimización para una temperatura de servicio de alta y excelente capacidad de amortiguación. En definitiva, un método preferible tratamiento térmico fue defendido para capacidad de amortiguación superior, así como una temperatura alta.
Resulta que la máxima fricción interna (Q-1) y la temperatura de servicio máxima se logra al mismo tiempo por envejecimiento de la aleación a 435 ° C para 2 h. Debido a la simplicidad y la eficiencia de este método de preparación, puede obtenerse una novela como fundición Mn-Cu-base amortiguación aleación con excelente rendimiento, que es de gran importancia práctica para su aplicación en ingeniería. Este método es particularmente adecuado para la preparación de Mn-Cu-base de alta amortiguación aleación que puede ser utilizado para la reducción de la vibración.
Protocol
Representative Results
Discussion
Para asegurar que este tipo de aleación a base de Cu Mn como molde posee capacidad de amortiguación superior y excelentes propiedades mecánicas, es necesario asegurarse de que los bastidores tienen una composición química estable, una alta pureza y una estructura de cristal excelente. Por lo tanto, el estricto control de calidad es necesario para los procesos de fundición, colada y tratamiento térmico.
En primer lugar, es necesario elegir los ingredientes adecuados para la aleación. De…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Damos gracias al apoyo financiero de la Fundación Nacional de Ciencias naturales de China (11076109), el programa de eruditos de Hong Kong (XJ2014045, G-YZ67), el “Plan de 1000 talentos” de la provincia de Sichuan, el (programa de introducción de talento de la Universidad de Sichuan YJ201410) y la innovación y el programa de prácticas creativas de la Universidad 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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