一種高阻尼Mn-Fe基減振合金及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高阻尼Mn-Fe基減振合金及其制備方法。Mn-Fe基減振合金由如下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成：Mn10-20%,Al1-5%,Ni1-5%,Zn1-5%,Cr:3-5%,Si:1-3%，余量為Fe。制備方法包括如下步驟：(1)合金熔煉:按照比例將各組分混合,并采用氬氣保護(hù)的感應(yīng)熔煉爐熔煉，在熔化狀態(tài)下保溫10分鐘進(jìn)行均勻化后進(jìn)行合金澆鑄；(2)合金鑄造后,在1100-1200℃進(jìn)行均勻化處理24個(gè)小時(shí),之后在900-1150℃之間進(jìn)行鍛造,中間退火溫度為1000℃；(3)鍛件經(jīng)過(guò)1000℃固溶處理后水淬。所得材料強(qiáng)韌性高,阻尼性能(SDC)達(dá)到35%以上。制備方法具有成本低廉,可移植性強(qiáng)的特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】—種高阻尼Mn-Fe基減振合金及其制備方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種合金材料，具體地說(shuō)，涉及一種高阻尼Mn-Fe基減振合金及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0003]隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化程度的提高，汽車(chē)和機(jī)械等產(chǎn)品越來(lái)越趨于高速化和大功率化。隨之而來(lái)的振動(dòng)和噪音已經(jīng)成為一個(gè)不可忽視的國(guó)際難題。阻尼合金材料是一種功能性合金材料，通過(guò)內(nèi)部的阻尼機(jī)制可以有效地將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成熱能而耗散掉。具有良好的強(qiáng)韌性，且在較大溫度和頻率范圍內(nèi)呈現(xiàn)優(yōu)異的阻尼性能的高阻尼合金材料有著很大的市場(chǎng)需求量和廣闊的應(yīng)用范圍。Fe基減振合金是阻尼合金系列中重要的一類，由于 具有高的阻尼系數(shù)，良好的力學(xué)性能等特點(diǎn)，有望在眾多工程領(lǐng)域獲得大規(guī)模應(yīng)用。合金材料的阻尼性能一般而言隨著力學(xué)性能的升高而降低。隨著Fe基高阻尼合金應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步拓展，解決阻尼力學(xué)性能和減振性能之間的矛盾，開(kāi)發(fā)具有高強(qiáng)韌性和高阻尼特定的Fe基合金材料，是一個(gè)非常重要而亟待解決的工程問(wèn)題。
[0004]現(xiàn)有的Fe基合金中，經(jīng)過(guò)添加Mn后熔煉和熱處理，合金的比阻尼性能(SDC)可以達(dá)到30%，屈服強(qiáng)度350Mpa，抗拉強(qiáng)度700MPa，延伸率38%。隨著現(xiàn)代工業(yè)和交通運(yùn)輸?shù)难杆侔l(fā)展，振動(dòng)和噪音問(wèn)題變得更加突出。無(wú)論是國(guó)防工業(yè)還是民用工業(yè)對(duì)減振性能和相關(guān)材料提出了更高的要求。獲得更高阻尼性能(SDC>35%)的Fe基合金材料，并同時(shí)維持足夠的強(qiáng)度(抗拉強(qiáng)度>700MPa)是目前亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高阻尼Mn-Fe基減振合金及其制備方法。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種Mn-Fe基減振合金，由如下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成:
Mn 10-20%, Al 1-5%, Ni 1-5%, Zn 1-5%, Cr: 3-5%, S1: 1_3%，余量為 Fe。
[0007]上述Mn-Fe基減振合金的制備方法，包括如下步驟:
(1)合金熔煉:按照比例將各組分混合，并采用氬氣保護(hù)的感應(yīng)熔煉爐熔煉，在熔化狀態(tài)下保溫10分鐘進(jìn)行均勻化后進(jìn)行合金澆鑄；
(2)合金鑄造后，在1100-1200°C進(jìn)行均勻化處理24個(gè)小時(shí)，之后在900_1150°C之間進(jìn)行鍛造，中間退火溫度為1000°C ;
(3)鍛件經(jīng)過(guò)1000°C固溶處理后水淬。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:本發(fā)明采用材料學(xué)技術(shù)來(lái)進(jìn)行合金化，提高材料的力學(xué)和減振性能。采用新穎而高效的熱處理方法也可以進(jìn)一步優(yōu)化材料的阻尼性能。本發(fā)明設(shè)計(jì)的Fe基減振合金以及熱處理工藝，所得材料的比阻尼性能可以達(dá)到35%以上，屈服強(qiáng)度MOOMpa，抗拉強(qiáng)度>750MPa，延伸率>30%。通過(guò)合金元素的優(yōu)化以及相應(yīng)的熱處理工藝，能夠優(yōu)化合金組織，提高材料的強(qiáng)度，耐磨性，耐腐蝕性和內(nèi)耗值。此外，合金材料還具備良好的加工性能，耐高溫性能。經(jīng)過(guò)合理的設(shè)計(jì)后可以有效地降低振動(dòng)和噪聲。
【具體實(shí)施方式】
[0009]實(shí)施例1:
一種Mn-Fe基減振合金，其組分的重量百分比為:Mn 12%, Al 2%, Ni 1%, Zn 3%,Cr 5%, Si 2%,其余為Fe，各組分之和100%。待熔煉材料放入真空感應(yīng)爐內(nèi)，抽真空后采用氬氣保護(hù)進(jìn)行熔煉。將合金液保溫10分鐘后即可澆鑄。合金鑄造后，在1100度進(jìn)行均勻化處理24個(gè)小時(shí)，之后在900°C進(jìn)行鍛造，中間退火溫度為1000°C。鍛件經(jīng)過(guò)1000度固溶處理后水淬。所得材料的比阻尼性能(SDC)可以達(dá)到35%，屈服強(qiáng)度420Mpa，抗拉強(qiáng)度760MPa,延伸率36%。
[0010]實(shí)施例2:
一種Mn-Fe基減振合金，其組分的重量百分比為:Mn 16%, Al 1%, Ni 2%, Zn 2%,Cr 4%, Si 1%,其余為Fe，各組分之和100%。待熔煉材料放入真空感應(yīng)爐內(nèi)，抽真空后采用氬氣保護(hù)進(jìn)行熔煉。將合金液保溫10分鐘后即可澆鑄。合金鑄造后，在1150度進(jìn)行均勻化處理24個(gè)小時(shí)，之后在950°C進(jìn)行鍛造，中間退火溫度為1000°C。鍛件經(jīng)過(guò)1000°C固溶處理后水淬。所得材料的比阻尼性能(SDC)可以達(dá)到38%，屈服強(qiáng)度430Mpa，抗拉強(qiáng)度740MPa,延伸率38% 。
【權(quán)利要求】
1.一種Mn-Fe基減振合金，其特征在于由如下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成:
Mn 10-20%, Al 1-5%, Ni 1-5%, Zn 1-5%, Cr: 3-5%, S1: 1_3%，余量為 Fe。
2.權(quán)利要求1所述Mn-Fe基減振合金的制備方法，其特征在于包括如下步驟: (1)合金熔煉:按照比例將各組分混合，并采用氬氣保護(hù)的感應(yīng)熔煉爐熔煉，在熔化狀態(tài)下保溫10分鐘進(jìn)行均勻化后進(jìn)行合金澆鑄； (2)合金鑄造后，在1100-1200°C進(jìn)行均勻化處理24個(gè)小時(shí)，之后在900_1150°C之間進(jìn)行鍛造，中間退火溫度為1000°C ; (3)鍛件經(jīng)過(guò)100 0°C固溶處理后水淬。
【文檔編號(hào)】C21D6/00GK103966529SQ201410192933
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月9日
【發(fā)明者】劉亞軍, 曹賀全, 曹帥, 郭強(qiáng) 申請(qǐng)人:曹帥