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Fe-Mn合金阻尼性能的研究
作者:管理员    发布于:2013-09-27 15:40:38    文字:【】【】【
    阻尼合金是一种具有减振降噪特性的功能材料。在现有的几类阻尼合金中,Fe-Mn系阻尼合金不但强度较高、成本低,而且其阻尼性能随着应变振幅的增大而增加,可作为较大振动和冲击部件使用,双金属耐磨弯管应用前景非常好,因此在近年来引起国内外研究学者的广泛重视。
    采用真空熔炼技术制备了Fe-18Mn、Fe-17Mn-2Cr、Fe-16Mn-6Cr三种合金进行相关研究。采用JN-1型倒扭摆内耗仪测试了三种合金阻尼性能;利用NETZSCH DSC204型DSC测试其的相变点;利用Olympus光学显微镜、日本产JSM-5900LV型扫描电镜和H-700H型透射电子显微镜观察分析其显微组织;利用X射线衍射对堆焊复合耐磨弯管合金进行物相分析;在3%NaCl溶液(人工海水)中对18-8不锈钢、Fe-18Mn、Fe-17Mn-2Cr和Fe-16Mn-6Cr进行腐蚀实验,并用失重法标定试样的耐腐蚀性。
    具体进行了如下研究: Fe-18Mn合金的对数衰减率几乎都是随扭转应变量的增加成近似线性增加,且在扭转应变为6×10~(-4)时未出现峰值;随固溶温度的升高,Fe-18Mn合金的阻尼性能随之变好,1000℃时达到峰值。因为经1000℃固溶后,双金属耐磨复合弯管合金中ε马氏体的数量最多且片层最薄,阻尼源最多,所以阻尼性能最好。Fe-Mn合金经1000℃固溶处理后,再做深冷处理,提供了γ→ε继续转变的驱动力,使得残余γ奥氏体转变为ε马氏体,增加ε马氏体的数量,进一步提高了合金的阻尼性能。
    随Cr的加入Fe-Mn合金Ms点基本相当,因为加入合金元素Cr的同时降低了Mn含量;Fe-17Mn-2Cr和Fe-16Mn-6Cr的阻尼性能低于Fe-18Mn合金,但降低的不多,因为随Cr的加入会使Fe-Mn合金晶格发生畸变,对阻尼源有一定钉扎作用,阻碍阻尼源的运动;一定的变形会提高Fe-Mn-Cr合金的阻尼性能,在4%预变形量时,阻尼性能最好,因为4%变形应力诱发的ε马氏体对阻尼性能的提高远大于产生的位错对阻尼性能的负面影响;Fe-Mn合金中加入合金元素Cr,不但保持了很高的阻尼性能,还增加了合金的耐蚀性能,随Cr含量的增加耐蚀性愈好;Fe-Mn合金随Cr的加入,因固溶强化进而提高了抗拉强度,但对塑性影响很小。
    Fe-18Mn合金经ECAP后,因发生了真应变为0.67的大变形而丧失了阻尼性能,随退火温度的升高阻尼性能随之变好,至到900℃阻尼性能达到最好,对数衰减率比未ECAP试样提高近82%,且明显好于未ECAP。因为Fe-18Mn合金ECAP加900℃退火后,带状组织消失,高密度位错得到回复,ε马氏体片层比未经ECAP状态的更多更细小,γ/ε界面最平整,所以合金的阻尼性能显著增加。由此可见,ECAP是提高Fe-Mn合金阻尼性能的一种有效方法。
    公司主营:
双金属耐磨复合弯管双金属耐磨弯管碳化铬耐磨弯管
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