Una tecnica disponibile per la preparazione del nuovo Cast MnCuNiFeZnAl lega con Superior servizio capacità e ad alta temperatura di smorzamento

Summary

Qui presentiamo un protocollo per ottenere un romanzo basati su Mn-Cu lega con eccellenti prestazioni complete di una tecnologia di fusione di alta qualità e metodi di trattamento termico ragionevole.

Abstract

Leghe a base di manganese (Mn) – rame (Cu) – sono stati trovati per avere capacità di smorzamento e possono essere utilizzati per ridurre le dannose vibrazioni ed il rumore in modo efficace. M2052 (Mn-20Cu-5Ni-2Fe, %) è un ramo importante di leghe a base di Mn-Cu, che possiede eccellenti capacità di smorzamento e la lavorabilità. Negli ultimi decenni, molti studi sono stati effettuati sull’ottimizzazione delle prestazioni di M2052, migliorando la capacità di smorzamento, proprietà meccaniche, resistenza alla corrosione e temperatura di servizio, ecc. I principali metodi di prestazioni ottimizzazione sono leganti, trattamento termico, pretrattamento e diversi modi di stampaggio ecc., tra cui lega, come pure l’adozione di un trattamento termico ragionevole, è il metodo più semplice ed efficace per ottenere la perfetta e completa prestazioni. Per ottenere la lega M2052 con prestazioni eccellenti per lo stampaggio del pezzo fuso, ci proponiamo di aggiungere Zn e alla matrice di lega MnCuNiFe e utilizzare una varietà di metodi di trattamento termico per un confronto nella microstruttura, la capacità di smorzamento e la temperatura di servizio. Così, un nuovo tipo di lega Mn-22.68Cu-1.89Ni-1.99Fe-1.70Zn-6.16Al (at.%) cast-invecchiato con superiore capacità di smorzamento e servizio ad alta temperatura è ottenuto da un metodo di trattamento termico ottimizzato. Confrontato con la tecnica di forgiatura, stampaggio cast è più semplice e più efficiente, e la capacità di smorzamento di questa lega come-cast è eccellente. Di conseguenza, c’è un motivo adatto a pensare che è una buona scelta per le applicazioni di ingegneria.

Introduction

Poiché le leghe di Mn-Cu sono state trovate di Zener avere smorzamento capacità¹, hanno ricevuto attenzione e ricerca diffusa². I vantaggi di lega Mn-Cu sono che ha elevata capacità di smorzamento, soprattutto ad ampiezze di bassa tensione, e la capacità di smorzamento non può essere disturbato da un campo magnetico, che è molto diverso dalle leghe ferromagnetiche di smorzamento. L’elevata capacità di smorzamento delle leghe a base di Mn-Cu può pricipalmente essere attribuita per la mobilità dei confini interni, tra cui principalmente singoli limiti e confini di fase, che vengono generati nel face-centered-cubic-to-face-centered-tetragonal ( f.c.c-f.c.t) transizione di fase sotto la martensite trasformazione temperatura (T_t)³. È stato trovato che T_t dipende direttamente il contenuto di Mn in lega a Mn-Cu-base^4,5; vale a dire, più alto il Mn contenuti, più alto il T_t e meglio la capacità di smorzamento del materiale. La lega, che contiene più di 80% manganese, è stata trovata per avere elevata capacità di smorzamento e la forza ottima quando si dal solido-soluzione temperatura⁶. Tuttavia, la maggiore concentrazione di Mn nella lega direttamente causerebbe la lega di essere più fragili e hanno un minor allungamento, resistenza all’urto e una resistenza alla corrosione peggio, che significa che la lega non soddisfano i requisiti di ingegneria. Risultati precedenti della ricerca ha rivelato che un trattamento di invecchiamento in condizioni adeguate è un modo efficace per risolvere questo problema; per esempio, Mn-Cu-basato leghe contenenti 50-80% di smorzamento Mn può anche ottenere un alto T_t e capacità di smorzamento favorevole da un trattamento di invecchiamento in temperatura adeguata gamma⁷. Questo è dovuta alla decomposizione delle γ-fase di genitore in nanoscala Mn-ricco regioni e regioni su scala nanometrica Cu-ricchi mentre invecchiamento nell’intervallo di temperatura di miscibilità gap^8,9,10, che è considerato per migliorare T_t di questa lega insieme alla sua capacità di smorzamento. Chiaramente, è un metodo efficace che può combinare elevata capacità di smorzamento con ottima lavorabilità.

M2052 lega utilizzata per la formatura di pezzo fucinato, un rappresentante Mn-Cu-base in lega di elevata capacità di smorzamento con medio contenuto di Mn sviluppato da Kawahara et al. ¹¹, è stato ampiamente studiato negli ultimi decenni. I ricercatori hanno trovato che la lega di M2052 ha un buon sweet spot tra capacità di smorzamento, carico di snervamento e lavorabilità. Confrontato con la tecnica di pezzo fucinato, pezzo fuso è stato ampiamente usato finora a causa del processo di stampaggio semplice, bassi costi di produzione e alta produttività, ecc i fattori influenti (ad esempio, frequenza di oscillazione, ceppo ampiezza, raffreddamento velocità, tempo/temperatura di trattamento termico, ecc.) sulla capacità di smorzamento, microstruttura e meccanismo di M2052 lega di smorzamento sono stati studiati da alcuni ricercatori^{12,13,14,15 ,16,17,18}. Tuttavia, le prestazioni di colata di lega M2052 sono inferiore, per esempio, in una vasta gamma di temperatura di cristallizzazione, la presenza di porosità di fusione e restringimento concentrato, , finalmente con conseguente la meccanica insoddisfacente Proprietà dei getti.

Lo scopo di questa carta è quello di fornire il campo industriale con un metodo fattibile per ottenere un cast che lega con eccellenti proprietà che può essere utilizzato in macchine e nel settore di strumenti di precisione per ridurre le vibrazioni e garantire un prodotto di base di Mn-Cu qualità. Secondo l’effetto dei leganti per la trasformazione di fase e la performance di lancio, è considerato elemento Al ridurre il γ-fase regione e la stabilità della fase γ , che può rendere più facile la fase γ trasformare in un γ‘ fase con micro-gemelli. Inoltre, la soluzione di atomi di nella fase γ aumenterà la resistenza della lega, che può migliorare le proprietà meccaniche. Inoltre, elemento Al è uno degli elementi importanti che possono migliorare le proprietà di fusione della lega Mn-Cu. Zn elemento è utile per migliorare il casting e smorzamento proprietà della lega. Infine, sono stati aggiunti 2 wt % Zn e 3 wt % alla lega MnCuNiFe quaternaria in questo lavoro e un nuovo cast in lega Mn-26Cu-12Ni-2Fe-2Zn-3Al (% in peso) è stata sviluppata. Inoltre, diversi metodi di trattamento differenti di calore sono utilizzati in questo lavoro e loro effetti distinti sono discussi come segue. Il trattamento di omogeneizzazione è stato utilizzato per ridurre la segregazione di dendrite. La soluzione di trattamento è stato utilizzato per l’immobilizzazione di impurità. Il trattamento di invecchiamento viene utilizzato per l’innesco di decomposizione spinodale; nel frattempo, i vari tempi di invecchiamento sono usati per cercare i parametri di ottimizzazione per eccellenti capacità di smorzamento sia una temperatura alta di servizio. In definitiva, un metodo preferibile trattamento termico è stato proiettato per la superiore capacità di smorzamento, come pure una temperatura alta di servizio.

Si scopre che il massimo attrito interno (Q^-1) e il più alta temperatura di servizio possa essere realizzata contemporaneamente da invecchiamento la lega a 435 ° C per 2 h. A causa della semplicità e l’efficienza di questo metodo di preparazione, può essere prodotto una romanzo come fusione basati su Mn-Cu smorzamento in lega con prestazioni eccellenti, che è di importanza pratica importante per la sua applicazione di ingegneria. Questo metodo è particolarmente adatto per la preparazione della lega smorzamento alta Mn-Cu-based che può essere utilizzato per la riduzione delle vibrazioni.

Protocol

1. preparazione delle materie prime Pesare tutte le materie necessarie con una bilancia elettronica da percentuale in massa (65% Manganese elettrolitico, 26% elettrolitico Cu, 2% Fe puro industriale, 2% Ni elettrolitico, 3% Al elettrolitico e il 2% Zn elettrolitico), come illustrato nella Figura 1.Nota: Tutte queste materie erano commercialmente disponibili. <img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_up…

Representative Results

La figura 7 Mostra la dipendenza della capacità totale smorzamento dell’ampiezza di ceppo per la lega di MnCuNiFeZnAl come-cast esemplari #1 – #7 e come cast M2052. I risultati mostrano che la capacità di smorzamento dell’esemplare #1 è superiore a quella di fusione M2052 lega (come mostrato nella Figura 7a) e il tradizionale forgiato in lega di elevata capacità di smorzamento M2052 accennata in precedenti articoli<sup class=…

Discussion

Per garantire che questo tipo di lega a base di Mn-Cu come cast possiede sia superiore capacità di smorzamento ed eccellenti proprietà meccaniche, è necessario garantire che i getti hanno una composizione chimica stabile, un’elevata purezza e una struttura di cristallo eccellente. Pertanto, rigoroso controllo di qualità è necessario per i processi di fusione, colata e trattamento termico.

In primo luogo, è necessario scegliere gli ingredienti giusti per la lega. Si deve considerare che g…

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