论文部分内容阅读
本文采用真空感应熔炼技术制备了Mn-48.1Cu-1.55Al(wt%)阻尼合金。利用镶铸法制备了Mn-Cu和Fe-Cr-Mo两种阻尼合金的叠层结构。通过X射线衍射技术(XRD),光学显微镜,扫描电镜,到扭摆等研究了固溶冷却速度,时效时间对铸态Mn-Cu合金阻尼性能的影响;并探究了环境温度对Mn-Cu合金阻尼性能的影响。以界面剪切强度、抗拉强度考察了叠层结构界面结合性能;并分析磁场、非磁场和不同环境温度条件下,叠层结构的阻尼性能。Mn-Cu合金经850℃ 0.5h固溶处理后以不同速度冷却,并经不同温度时效处理,发现慢冷对合金的阻尼性能有利;固溶后再时效可大幅度提高水冷态Mn-Cu合金的阻尼性能,大约为时效前的19.53倍,这是由于过饱和程度越高越有利于调幅分解的进行;测试不同温度时效后试样的维氏硬度,并结合阻尼性能,确定了亚稳互溶区内Mn-Cu合金发生调幅分解的最佳温度为430℃。水冷状态Mn-Cu合金经430℃不同时间时效后,结果表明:随时效时间增加合金的阻尼性能先增加后减小,4h时效阻尼性能最佳(Q-1=0.1523)。主要原因在于,时效过程中借助调幅分解形成的富Mn区(Mn含量>80at%)提高了Mn-Cu合金的马氏体相变点(Ms=82.5℃),使合金形成了马氏体孪晶;过时效状态α-Mn的析出导致了合金阻尼性能下降。Mn-Cu合金获得最佳阻尼性能的热处理工艺为:850℃ 0.5h淬火再进行430℃4h时效处理;探究了环境温度对Mn-Cu合金阻尼性能的影响,随环境温度的升高,合金阻尼性能逐渐降低。原因在于较高的环境温度引起了马氏体的逆转变,使合金中孪晶数量减少。叠层结构取得了良好的界面结合效果,铸锭底部的叠层结构界面形成了良好的冶金结合,界面剪切强度达到157.5MPa,拉伸强度达到156.98Mpa;靠近铸型型壁及铸锭顶部的叠层结构界面为冶金结合机械结合共存;叠层结构包含了铁磁型和孪晶型两种阻尼机制;磁场环境和高的环境温度分别抑制了铁磁型阻尼和孪晶型阻尼;叠层结构可以在更宽的幅域和温域保持良好阻尼性能,并且在磁场环境中仍具有良好的减振性能。但铁磁型阻尼在叠层结构中发挥的作用有限,原因在于叠层结构的堆垛次序以及组元尺度和比例。