Name: Dostępna technika wytwarzania nowego odlewanego stopu MnCuNiFeZnAl o doskonałej zdolności tłumienia i wysokiej temperaturze pracy (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-09-23T12:30:00.000+00:00
Duration: 14 min 51 s
Description: Poznaj metodę wytwarzania nowego stopu MnCuNiFeZnAl o doskonałej zdolności tłumienia i wysokiej temperaturze pracy. Technika odlewania w próżniowej piecu indukcyjnym zapewnia wyższą wydajność w zastosowaniach inżynierskich.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Dziękujemy finansowemu wsparciu Narodowej Fundacji Nauk Przyrodniczych Chin (11076109), Programu Stypendialnego Hongkongu (XJ2014045, G-YZ67), "Planu 1000 Talentów" Prowincji Syczuan, Programu Wprowadzania Talentów Uniwersytetu Syczuańskiego (YJ201410) oraz Programu Innowacji i Eksperymentów Twórczych Uniwersytetu Syczuańskiego (20171060, 20170133).

1. Przygotowanie surowców
<ol>
	<li>Odważić wszystkie wymagane surowce za pomocą wagi elektronicznej zgodnie z procentową zawartością masy (65% elektrolitycznego Mn, 26% elektrolitycznego Cu, 2% Fe czystości przemysłowej, 2% elektrolitycznego Ni, 3% elektrolitycznego Al oraz 2% elektrolitycznego Zn), jak pokazano na Rysunku 1. 
	&#8203;UWAGA: Wszystkie te surowce były dostępne w handlu.</li>
</ol>
<img alt="Rysunek 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57180/57180fig1.jpg" /> 
Rysunek 1: Prezentacja surowców. Wykorzystane materiały obejmują 65 wt% elektrolitycznego Mn, 26 wt% elektrolitycznego Cu, 2 wt% przemysłowo czystego Fe, 2 wt% elektrolitycznego Ni, 2 wt% elektrolitycznego Zn oraz 3 wt% elektrolitycznego Al. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57180/57180fig1large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
2. Proces topienia i odlewania
UWAGA: Szczegółowe etapy odlewania w formach piaskowych przedstawiono na Rysunku 2.
<img alt="Rysunek 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57180/57180fig2.jpg" /> 
Rysunek 2: Etapy odlewania i formowania w piasku. Główny proces obejmuje tworzenie modelu, przygotowanie formy oraz operację odlewania. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57180/57180fig2large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<ol>
	<li>W celu przygotowania modeli, należy wykonać je zgodnie z rysunkiem technicznym produktu, upewniając się, że rozmiar modelu został odpowiednio zwiększony, aby uwzględnić skurcz materiału oraz naddatki obróbcze. 
	UWAGA: Materiałem użytym do wykonania modelu w niniejszej pracy jest drewno ( Rysunek 3), ponieważ model drewniany jest lekki, łatwy w obróbce, tani w wykonaniu i charakteryzuje się krótkim cyklem produkcji.</li>
</ol>
<img alt="Rycina 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57180/57180fig3.jpg" /> 
Rycina 3: Modele użyte w formie odlewniczej. Te drewniane modele zostały wykorzystane do uzyskania kształtu odlewów. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57180/57180fig3large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>
<ol start="2">
	<li>Aby przygotować piasek formierski, wymieszaj piasek kwarcowy z 4% - 8% krzemianem sodu. 
	UWAGA: Średnica ziaren piasku wynosi około 0,4 mm, a cząstki są jednorodne.</li>
	<li>Wykonaj główny proces formowania ręcznie.
	<ol>
		<li>Najpierw umieść dwa modele w skrzyni formierskiej.</li>
		<li>Następnie, po ubiciu piasku formierskiego wokół modeli, obróć skrzynię i wyjmij modele z piasku.</li>
		<li>Na koniec pomaluj powierzchnię formy piaskowej farbą formierską, aby poprawić jakość powierzchni odlewu i zmniejszyć liczbę defektów odlewniczych. 
		&#8203;UWAGA: Wykonaną formę piaskową przedstawiono na Rysunku 4.</li>
		<li>Aby uzyskać suchą formę piaskową, umieść ją w piecu w temperaturze 180 °C i wypalaj przez ponad 8 h przed odlewaniem, aby zwiększyć jej wytrzymałość i przepuszczalność, ułatwić wypełnianie formy stopem oraz zapewnić jakość produktów odlewniczych.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
<img alt="Rysunek 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57180/57180fig4.jpg" /> 
Rysunek 4: Formowana forma piaskowa. Posiada ona dwie wnęki, a jej powierzchnia została pokryta powłoką. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57180/57180fig4large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
3. Indukcja topnienia
UWAGA: Należy użyć średnio-częstotliwościowego pieca do topienia z indukcją próżniową.
<ol>
	<li>Otwórz pokrywę pieca, umieść w tyglu kolejno 20,8 kg Mn, 8,32 kg Cu, 0,64 kg Ni, 0,64 kg Fe, 0,64 kg Zn oraz 0,96 kg Al, a na koniec przykryj materiały kriolitem.</li>
	<li>Wyjmij formę odlewniczą z pieca grzewczego i umieść ją w piecu; ustaw jej pozycję, aby zapewnić prawidłowe wlewanie. Zamknij pokrywę, odessij powietrze z pieca, a następnie uruchom system rozprowadzania ciepła, aby rozpocząć topnienie stopu.</li>
	<li>Gdy metale zaczną się topić, napełnij piec argonem do podciśnienia 93 KPa, aby zapobiec rozbryzgom ciekłego metalu.</li>
	<li>Po stopieniu stopu rafinuj go przez kilka minut, aby zmniejszyć zawartość szkodliwych zanieczyszczeń i gazów. 
	UWAGA: Procedura topienia obejmuje zazwyczaj przetapianie i rafinację.</li>
</ol>
4. Odlewanie stopu
<ol>
	<li>Po procesie rafinacji płynny metal należy gładko wlać do formy odlewniczej.</li>
	<li>Po całkowitym zestaleniu płynnego metalu należy przerwać próżnię i wyjąć formę odlewniczą.</li>
	<li>Odlewy należy wyjąć z formy odlewniczej, gdy temperatura formy spadnie do niskiego poziomu.</li>
</ol>
5. Obróbka wstępna odlewów
UWAGA: Makrofotografia odlanej części przedstawiona jest na Ryc. 5.
<ol>
	<li>Wytnij próbki z odlewu, używając liniowej maszyny tnącej. 
	&#8203;UWAGA: Próbki do pomiarów dyfraktometrycznych (XRD) i obserwacji metalograficznych mają wymiary 10 x 10 x 1 mm3. Próbki do dynamicznej analizy termomechanicznej (DMA) mają wymiary 0.8 x 10 x 35 mm3.</li>
</ol>
<img alt="Rysunek 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57180/57180fig5.jpg" /> 
Rysunek 5: Części uformowane w formie piaskowej oraz części wyjęte z formy. Jednorazowo odlewiono dwa elementy. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57180/57180fig5large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby zobaczyć powiększoną wersję tego rysunku.</a>
6. Obróbka termiczna
<ol>
	<li>Podziel wypolerowane próbki na siedem grup; próbkę nr 1 pozostaw bez obróbki, utrzymując ją w stanie odlewniczym w celu porównania. Pozostałe próbki umieść w piecu oporowym w formie skrzyni w celu przeprowadzenia różnych obróbek cieplnych.</li>
	<li>Próbki nr 2 i nr 5 poddaj homogenizacji w temperaturze 850 °C przez 24 h, a następnie schłodź je gwałtownie w zimnej wodzie przed starzeniem w temperaturze 435 °C: próbkę nr 2 przez 4 h, a próbkę nr 5 przez 2 h.</li>
	<li>Próbki nr 3 i nr 6 poddaj przesyconiu w temperaturze 900 °C przez 1 h, a następnie schłodź je gwałtownie w zimnej wodzie przed starzeniem w temperaturze 435 °C: próbkę nr 3 przez 4 h, a próbkę nr 6 przez 2 h.</li>
	<li>Próbki nr 4 i nr 7 poddaj starzeniu w temperaturze 435 °C odpowiednio przez 4 h i 2 h.</li>
</ol>
7. Badanie zdolności tłumienia
<ol>
	<li>Użyć analizatora dynamiczno-mechanicznego (DMA) do pomiaru zdolności tłumienia próbek17. 
	UWAGA: Tryb testu to sweep odkształcenia w temperaturze pokojowej.</li>
	<li>Podczas testu wyznaczyć kąt fazowy δ między naprężeniem a odkształceniem (jak pokazano na Rysunku 6).</li>
	<li>Zcharakteryzować zdolność tłumienia za pomocą Q-1, którą można wyznaczyć za pomocą następującego wzoru. 
	Q-1&#160;= Tan&#160;δ</li>
</ol>
<img alt="Rysunek 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57180/57180fig6.jpg" /> 
Rysunek 6: Konstrukcja uchwytu i zasada pomiaru w DMA. ( a) Ten panel przedstawia uchwyt dwudźwigarowy (double cantilever) urządzenia DMA. ( b) Ten panel przedstawia zależność przyłożonego naprężenia sinusoidalnego od odkształcenia oraz wynikające z tego przesunięcie fazowe. Wartości przesunięcia między naprężeniem a odkształceniem, a także moduł, mogą zostać obliczone za pomocą odpowiednich wzorów. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57180/57180fig6large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
8. Charakterystyka próbek
<ol>
	<li>Polerowanie elektrolityczne i obserwacje metalograficzne
	<ol>
		<li>W celu obserwacji mikrostruktury dendrytycznej wszystkie próbki należy trawić przez około 1 min w mieszaninie kwasu nadchlorowego i alkoholu bezwodnego w stosunku 1:27.</li>
		<li>Następnie próbki należy oczyścić acetonem, osuszyć za pomocą dmuchawy i poddać obserwacji struktury dendrytycznej przy użyciu mikroskopu metalograficznego.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Charakterystyka struktury fazowej
	<ol>
		<li>Strukturę fazową oraz parametry sieci krystalicznej próbek należy określić metodą dyfrakcji rentgenowskiej (XRD) z wykorzystaniem promieniowania CuKα12,22. 
		UWAGA: Należy zastosować prędkość skanowania 2°/min. Przed pomiarem XRD próbki należy starannie przygotować poprzez usunięcie wszelkich naprężeń powierzchniowych.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>Zener, C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aZener%2C+C+%22Elasticity+and+anelasticity+of+metals%22">Elasticity and anelasticity of metals</a>. , University of Chicago Press. (1948).</li>
<li>Jensen, J. W., Walsh, D. F. Manganese-Copper damping alloys. <a target="_blank" href="https://books.google.com/books/about/Manganese_copper_Damping_Alloys.html?id=jsmkswEACAAJ">Bulletin 624</a>. , U.S. Department of the Interior, Bureau of Mines. Washington, DC. (1965).</li>
<li>Wang, X. Y., Peng, W. Y., Zhang, J. H. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921509306006770">Martensitic twins and antiferromagnetic domains in gamma-MnFe(Cu) alloy.</a> Materials Science and Engineering A. 438, 194-197 (2006).</li>
<li>Wang, X. Y., Zhang, J. H. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359645407003692">Structure of twin boundaries in Mn-based shape memory alloy: a HRTEM study and the strain energy driving force.</a> Acta Materialia. 55 (15), 5169-5176 (2007).</li>
<li>Yin, F. X., Ohsawa, Y., Sato, A., Kawahara, K. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/272276916_Decomposition_Behavior_of_the_gammaMn_Solid_Solution_in_a_Mnndash20Cundash8Nindash2Fe_at_Alloy_Studied_by_a_Magnetic_Measurement">Decomposition behavior of the gamma(Mn) solid solution in a Mn-20Cu-8Ni-2Fe (at%) alloy studied by a magnetic measurement.</a> Materials Transactions,JIM. 40 (5), 451-454 (1999).</li>
<li>Dean, R. S., Potter, E. V., Long, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Properties+of+transitional+structures+in+Copper-Manganese+alloys%5BTitle%5D)+AND+%22Metallurgical+and+Materials+Transactions%2C+ASM%22%5BJournal%5D)">Properties of transitional structures in Copper-Manganese alloys.</a> Metallurgical and Materials Transactions, ASM. 34, 465-500 (1945).</li>
<li>Yin, F. X., Ohsawa, Y., Sato, A., Kawahara, K. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/236530185_Temperature_Dependent_Damping_Behavior_in_a_Mn-18Cu-6Ni-2Fe_Alloy_Continuously_Cooled_in_Different_Rates_from_the_Solid_Solution_Temperature">Temperature dependent damping behavior in a Mn-18Cu-6Ni-2Fe alloy continuously cooled in different rates from the solid solution temperature.</a> Scripta Materialia. 38 (9), 1314-1346 (1998).</li>
<li>Findik, F. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0261306912003494">Improvements in spinodal alloys from past to present.</a> Materials and Design. 42 (42), 131-146 (2012).</li>
<li>Yan, J. Z., Li, N., Fu, X., Zhang, Y. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921509314011253">The strengthening effect of spinodal decomposition and twinning structure in MnCu-based alloy.</a> Materials Science and Engineering A. 618, 205-209 (2014).</li>
<li>Soriano-Vargas, O., Avila-Davila, E. O., Lopez-Hirata, V. M., Cayetano-Castro, N., Gonzalez-Velazquez, J. L. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921509310000353">Effect of spinodal decomposition on the mechanical behavior of Fe-Cr alloys.</a> Materials Science and Engineering A. 527 (12), 2910-2914 (2010).</li>
<li>Yin, F. X. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/283960919_Damping_behavior_characterization_of_the_M2052_alloy_aimed_for_practical_application">Damping behavior characterization of the M2052 alloy aimed for practical application.</a> Acta Metallurgica Sinica. 39 (11), 1139-1144 (2003).</li>
<li>Yin, F. X., Ohsawa, Y., Sato, A., Kohji, K. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/270062041_Decomposition_of_High_Temperature_gammaMn_Phase_during_Continuous_Cooling_and_Resultant_Damping_Behavior_in_Mn748Cu192Ni40Fe20_and_Mn724Cu200Ni56Fe20_Alloys">Decomposition of high temperature gamma(Mn) phase during continuous cooling and resultant damping behavior in Mn74.8Cu19.2Ni4.0Fe2.0 and Mn72.4Cu20.0Ni5.6Fe2.0 alloys.</a> Materials Transactions, JIM. 39 (8), 841-848 (1998).</li>
<li>Sakaguchi, T., Yin, F. X. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359646205005683">Holding temperature dependent variation of damping capacity in a MnCuNiFe damping alloy.</a> Scripta Materialia. 54 (2), 241-246 (2006).</li>
<li>Tanji, T., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925838803002317">Measurement of damping performance of M2052 alloy at cryogenic temperatures.</a> Journal of Alloys and Compounds. 355 (1-2), 207-210 (2003).</li>
<li>Yin, F. X., Iwasaki, S., Sakaguchi, T., Nagai, K. <a target="_blank" href="https://www.scientific.net/KEM.319.67">Susceptibility of damping behavior to the solidification condition in the as-cast M2052 high-damping alloy.</a> Key Engineering Materials. 319, 67-72 (2006).</li>
<li>Yin, F. X., Ohsawa, Y., Sato, A., Kawahara, K. <a target="_blank" href="https://www.jstage.jst.go.jp/article/matertrans/42/3/42_3_385/_article">Characterization of the strain-amplitude and frequency dependent damping capacity in the M2052 alloy.</a> Materials Transactions, JIM. 42 (3), 385-388 (2001).</li>
<li>Zhong, Z. Y., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921509316302015">Mn segregation dependence of damping capacity of as-cast M2052 alloy.</a> Materials Science and Engineering A. 660, 97-101 (2016).</li>
<li>Liu, W. B., et al. <a target="_blank" href="https://advanceseng.com/novel-cast-aged-mncunifeznal-alloy-good-damping-capacity-high-temperature-toward-engineering-application/">Novel cast-aged MnCuNiFeZnAl alloy with good damping capacity and high service temperature toward engineering application.</a> Materials Design. 106, 45-50 (2016).</li>
<li>Cowlam, N., Shamah, A. M. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0305-4608/11/1/008">A diffraction study of y-Mn-Cu alloys.</a> Journal of Physics F: Metal Physics. 11 (1), 27-43 (1981).</li>
<li>Yan, J. Z., et al. <a target="_blank" href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adem.201400507">Effect of pre-deformation and subsequent aging on the damping capacity of Mn-20 at.%Cu-5 at.%Ni-2 at.%Fe alloy.</a> Advanced Engineering Materials. 17 (9), 1332-1337 (2015).</li>
<li>Zhang, Y., Li, N., Yan, J. Z., Xie, J. W. <a target="_blank" href="https://www.scientific.net/AMR.873.36">Effect of the precipitated second phase during aging on the damping capacity degradation behavior of M2052 alloy.</a> Advances in Materials Research. 873, 36-41 (2014).</li>
<li>Yin, F. X., Ohsawa, Y., Sato, A., Kawahara, K. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/journal/scripta-materialia/vol/40/issue/9">X-ray diffraction characterization of the decomposition behavior of gamma(Mn) phase in a Mn-30 at.% Cu alloy.</a> Scripta Materialia. 40 (9), 993-998 (1999).</li>
<li>Yin, F. X., Ohsawa, Y., Sato, A., Kawahara, K. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S135964549900419X">Phase decomposition of the gamma phase in a Mn-30 at.% Cu alloy during aging.</a> Acta Materialia. 48 (6), 1273-1282 (2000).</li>
<li>Ritchie, I. G., Sprungmann, K. W., Sahoo, M. <a target="_blank" href="https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00225477">Internal-friction in Sonoston - a high damping Mn/Cu-based alloy for marine propeller applications.</a> Journal De Physique. 46 (C-10), 409-412 (1985).</li>
<li>Kawahara, K., Sakuma, N., Nishizaki, Y. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/316328729_Effect_of_Third_Elements_on_Damping_Capacity_of_Mn-20Cu_Alloy">Effect of Fourth Elements on Damping Capacity of Mn-20Cu-5Ni Alloy.</a> Journal of the Japan Institute of Metals. 57 (9), 1097-1100 (1993).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Aby zapewnić, że ten rodzaj odlewanego stopu na bazie Mn-Cu ma zarówno doskonałą zdolność tłumienia, jak i doskonałe właściwości mechaniczne, konieczne jest zapewnienie, że odlewy mają stabilny skład chemiczny, wysoką czystość i doskonałą strukturę krystaliczną. Dlatego konieczna jest ścisła kontrola jakości w procesach wytapiania, nalewania i obróbki cieplnej.
Po pierwsze, konieczne jest dobranie odpowiednich składników do stopu. Należy wziąć pod uwagę, że dodane pierwiastki stopowe mogą sprz...

Ponieważ Zener odkrył, że stopy Mn-Cu mają zdolność tłumienia1, spotkały się z szerokim zainteresowaniem i badaniami2. Zaletą stopu Mn-Cu jest to, że ma wysoką zdolność tłumienia, szczególnie przy niskich amplitudach odkształceń, a jego zdolność tłumienia nie może być zakłócona przez pole magnetyczne, które jest zupełnie inne niż w przypadku ferromagnetycznych stopów tłumiących. Wysoką zdolność tłumienia stopów na bazie Mn-Cu można przypisać głównie ruchomości granic wewnętrznych, w tym głównie granic bliźniaczych i granic fazowych, które są generowane w przejściu fazowym skoncentrowanym na powierzchni sześciennej do tetragonalnej (f.c.c.-f.c.t.) w temperaturze przemiany martenzytu (Tt)3. Stwierdzono, że Tt zależy bezpośrednio od zawartości Mn w stopie na bazie Mn-Cu class4,5; oznacza to, że im wyższa zawartość Mn, tymwyższa T t i lepsza zdolność tłumienia materiału. Stwierdzono, że stop, który zawiera ponad 80% manganu, ma wysoką zdolność tłumienia i optymalną wytrzymałość po hartowaniu z temperatury roztworu stałego6. Jednak wyższe stężenie Mn w stopie bezpośrednio spowodowałoby, że stop byłby bardziej kruchy i miałby mniejsze wydłużenie, udarność i gorszą odporność na korozję, co oznacza, że stop nie spełni wymagań inżynieryjnych. Wcześniejsze wyniki badań wykazały, że leczenie starzenia się w odpowiednich warunkach jest skutecznym sposobem na pogodzenie tego problemu; na przykład stopy tłumiące na bazie Mn-Cu zawierające 50 - 80 at% Mn mogą również uzyskać wysoką T t i korzystną zdolność tłumienia poprzez obróbkę starzeniową w odpowiednim zakresie temperatur7. Wynika to z rozkładu fazy γ-rodzicielskiej na regiony bogate w Mn w nanoskali i regiony bogate w Cu w nanoskali podczas starzenia się w zakresie temperatur luki mieszalności8,9,10, co uważa się zapoprawiające t tego stopu wraz z jego zdolnością tłumienia. Nie ulega wątpliwości, że jest to skuteczna metoda, która może łączyć wysoką zdolność tłumienia z doskonałą urabialnością.
M2052 stop używany do formowania kuźniczego, reprezentatywny stop o wysokim tłumieniu na bazie Mn-Cu o średniej zawartości Mn, opracowany przez Kawahara et al.11, był intensywnie badany w ciągu ostatnich kilku dekad. Naukowcy odkryli, że stop M2052 ma dobry słodki punkt między zdolnością tłumienia, granicą plastyczności i urabialnością. W porównaniu z techniką kucia, odlewanie było do tej pory szeroko stosowane ze względu na prosty proces formowania, niskie koszty produkcji i wysoką wydajność itp. Czynniki wpływające (np. częstotliwość oscylacji, amplituda odkształcenia, prędkość chłodzenia, temperatura/czas obróbki cieplnej itp.) na zdolność tłumienia, mikrostrukturę i mechanizm tłumienia stopu M2052 były badane przez niektórych badaczy12, 13,14,15,16,17,18. Niemniej jednak wydajność odlewania stopu M2052 jest gorsza, na przykład szeroki zakres temperatur krystalizacji, występowanie porowatości odlewów i skoncentrowany skurcz, co ostatecznie skutkuje niezadowalającymi właściwościami mechanicznymi odlewów. 
Celem tego artykułu jest dostarczenie branży przemysłowej wykonalnej metody uzyskania odlewanego stopu na bazie Mn-Cu o doskonałych właściwościach, który może być stosowany w maszynach i przemyśle instrumentów precyzyjnych w celu zmniejszenia wibracji i zapewnienia jakości produktu. Zgodnie z wpływem pierwiastków stopowych na przemianę fazową i wydajność odlewania, uważa się, że pierwiastek Al zmniejsza obszar γ-fazowy i stabilność fazy γ, co może sprawić, że faza γ łatwiej przekształci się w fazę γ z mikrobliźniakami. Co więcej, roztwór atomów Al w fazie γ zwiększy wytrzymałość stopu, co może poprawić właściwości mechaniczne. Również pierwiastek Al jest jednym z ważnych pierwiastków, które mogą poprawić właściwości odlewnicze stopu Mn-Cu. Pierwiastek Zn jest korzystny dla poprawy właściwości odlewniczych i tłumiących stopu. Wreszcie w tej pracy do czwartorzędowego stopu MnCuNiFe dodano 2% wag. Zn i 3 % wag. Al i opracowano nowy odlew stopu Mn-26Cu-12Ni-2Fe-2Zn-3Al (wag.). Ponadto w pracy tej stosuje się kilka różnych metod obróbki cieplnej, a ich różne efekty omówiono w następujący sposób. Zabieg homogenizacji zastosowano w celu zmniejszenia segregacji dendrytów. Zabieg roztworem zastosowano do unieruchomienia zanieczyszczeń. Leczenie starzenia się jest stosowane w celu wywołania rozkładu kręgosłupa; Różne czasy starzenia są wykorzystywane do poszukiwania parametrów optymalizujących zarówno dla doskonałej zdolności tłumienia, jak i wysokiej temperatury pracy. Ostatecznie wybrano preferowaną metodę obróbki cieplnej pod kątem doskonałej zdolności tłumienia, a także wysokiej temperatury pracy.
Okazuje się, że maksymalne tarcie wewnętrzne (Q-1) i najwyższą temperaturę pracy można osiągnąć jednocześnie, starzejąc stop w temperaturze 435 °C przez 2 godziny. Ze względu na prostotę i wydajność tej metody przygotowania, można wyprodukować nowatorski stop tłumiący na bazie Mn-Cu o doskonałych parametrach, który ma ważne znaczenie praktyczne dla jego zastosowania inżynieryjnego. Metoda ta jest szczególnie przydatna do przygotowania odlewanego stopu o wysokim tłumieniu na bazie Mn-Cu, który może być stosowany do redukcji drgań.

<table><tbody><tr><td>mangan</td><td>Daye Nonferrous Metals Group Holdings Co., Ltd.</td><td>DJMnB</td><td>produkowany przez miedź elektrolityczną</td></tr><tr><td></td><td>Daye Nonferrous Metals Group Holdings Co., Ltd.</td><td>Cu-CATH-2</td><td>produkowany metodą elektrolizy</td></tr><tr><td>Nickel</td><td>Daye Nonferrous Metals Group Holdings Co., Ltd.</td><td>Ni99.99</td><td>produkowany przez elektrolizę</td></tr><tr><td>Iron</td><td>Ningbo Jiasheng Metal Materials Co., Ltd.</td><td>YT01</td><td>przemysłowy czysty Fe</td></tr><tr><td></td><td>Daye Metale Nonferrous Metals Group Holdings Co., Ltd.</td><td>0 #</td> <td>produkowane przez elektrolizę</td></tr><tr><td>Aluminium</td><td>Daye Nonferrous Metals Group Holdings Co., Ltd.</td><td>Al99.90</td><td>wytwarzany w procesie elektrolizy</td></tr></tbody></table>

dostępna technika wytwarzania nowego odlewanego stopu mncunifeznal o doskonałej zdolności tłumienia i wysokiej temperaturze pracy

An Available Technique for Preparation of New Cast MnCuNiFeZnAl Alloy with Superior Damping Capacity and High Service Temperature

Stwierdzono, że stopy na bazie manganu (Mn)-miedzi (Cu) mają zdolność tłumienia i mogą być skutecznie stosowane do redukcji szkodliwych wibracji i hałasu. M2052 (Mn-20Cu-5Ni-2Fe, at%) to ważna gałąź stopów na bazie Mn-Cu, która posiada zarówno doskonałą zdolność tłumienia, jak i przetwarzalność. W ostatnich dziesięcioleciach przeprowadzono wiele badań nad optymalizacją wydajności M2052, poprawą zdolności tłumienia, właściwości mechanicznych, odporności na korozję, temperatury pracy itp. Głównymi metodami optymalizacji wydajności są stopowanie, obróbka cieplna, obróbka wstępna i różne sposoby formowania itp., wśród których stopowanie, a także przyjęcie rozsądnej obróbki cieplnej, jest najprostszą i najskuteczniejszą metodą uzyskania doskonałej i wszechstronnej wydajności. Aby uzyskać stop M2052 o doskonałych parametrach do odlewania, proponujemy dodanie Zn i Al do matrycy stopu MnCuNiFe i zastosowanie różnych metod obróbki cieplnej w celu porównania mikrostruktury, zdolności tłumienia i temperatury pracy. W ten sposób zoptymalizowaną metodą obróbki cieplnej uzyskuje się nowy rodzaj starzonego odlewu stopu Mn-22.68Cu-1.89Ni-1.99Fe-1.70Zn-6.16Al (at.%). o doskonałej zdolności tłumienia i wysokiej temperaturze pracy. W porównaniu z techniką kucia, formowanie odlewów jest prostsze i bardziej wydajne, a zdolność tłumienia tego odlewanego stopu jest doskonała. Dlatego istnieje odpowiedni powód, aby sądzić, że jest to dobry wybór do zastosowań inżynierskich.

Rysunek 7&#160;przedstawia zależność zdolności tłumienia od amplitudy odkształcenia dla próbek stopu MnCuNiFeZnAl w stanie odlewniczym nr 1 – 7 oraz stopu M2052 w stanie odlewniczym. Wyniki pokazują, że zdolność tłumienia próbki nr 1 jest wyższa niż w przypadku odlewu stopu M2052 (jak pokazano w Rycina 7a) oraz tradycyjny kuty stop o wysokim tłumieniu M2052, wspomniany w poprzednich artykułach20,</sup...

Tutaj prezentujemy protokół do uzyskania nowatorskiego stopu na bazie Mn-Cu o doskonałych parametrach dzięki wysokiej jakości technologii wytapiania i rozsądnym metodom obróbki cieplnej.

Dostępna technika wytwarzania nowego odlewanego stopu MnCuNiFeZnAl o doskonałej zdolności tłumienia i wysokiej temperaturze pracy

Manganese (Mn)-copper (Cu)-based alloys have been found to have&#160;damping capacity and can be used to reduce harmful vibrations and noise effectively. ...

Celem tej pracy jest zaprojektowanie i opracowanie szlachetnego stopu manganowo-miedziowo-niklowo-żelazowo-cynkowo-aluminiowego o doskonałej zdolności tłumienia i wysokiej temperaturze użytkowania, który może stanowić obiecującego kandydata do zastosowań inżynieryjnych. Krótki proces przygotowania jest następujący. Pierwszym krokiem jest przygotowanie surowców.Drugim jest stopienie tych czystych metali w próżniowym piecu do topienia indukcyjnego i w atmosferze pustyni. Trzecim jest płynne wprowadzanie odlewów ze stopu za pomocą niestandardowej cieczy stopionego stopu do formy z piaskiem kwarcowym. Czwartym jest usunięcie odlewów poprzez rozbicie formy piaskowej, gdy temperatura formy spadnie do niskiego poziomu.Piątym jest poddanie próbek z odlewów stopowych różnym obróbkom cieplnym. Wreszcie, cienka mikrostruktura, zdolność tłumienia i temperatura użytkowania są systematycznie badane za pomocą szeregu metod charakteryzacji i testów. Stwierdzono, że stopy na bazie manganu i miedzi mają zdolność tłumienia w celu zmniejszenia hałasu i wibracji, co można głównie przypisać podwójnym granicom wywołanym zniekształceniem sieci wytwarzanym przez sześcienną sześcienną, dwustronną wyśrodkowa

an-available-technique-for-preparation-new-cast-mncunifeznal-alloy

Research

JoVE Journal

Engineering

Inżynieria

Replikacja jest jedną z technik przetwarzania używanych do produkcji porowatych gąbek metalowych. W artykule przedstawiono szczegółowo jedną implementację metody wytwarzania porowatego aluminium o otwartych komórkach.

Protokoły odlewnicze do produkcji pianek aluminiowych o otwartych komórkach techniką replikacji i wpływ na porowatość

A "metoda usuwania powłoki ceramicznej" jest przedstawiona w formie wizualnej do syntezy niespiekanych i zakończonych metalem monometalicznych i bimetalicznych nanocząstek wczesnego węglika i azotku metalu przejściowego o regulowanych rozmiarach i strukturach krystalicznych.

Odwrócona synteza mikroemulsji monometalicznych i bimetalicznych nanocząstek węglika i azotku metalu przejściowego we wczesnym okresie przejściowym

Pośrednia metoda wytwarzania przyrostowego, łącząca drukowanie 3D polimerów z odlewaniem odśrodkowym, jest opisana do produkcji metali kratownicowych 3D (stopy Al i Cu) o długości komórki elementarnej 5 mm i grubości ścianki 0,5 mm.

Pośrednie wytwarzanie metali kratowych o cienkich przekrojach przy użyciu odlewania odśrodkowego

Przedstawiono eksperymentalne metody badania procesów chłodzenia ciała stałego oraz charakterystyki właściwości materiałów elastokalorycznych stopów z pamięcią kształtu (SMA). Specjalnie skonstruowane stanowisko testowe zostało zaprojektowane do sterowania i kompleksowego monitorowania procesów chłodzenia elastokalorycznego. Ponadto stanowi platformę walidacyjną dla podejść do modelowania sprzężonego z termomechaniką.

Eksperymentalne metody badania procesów chłodzenia elastokalorycznego opartych na pamięci kształtu i walidacji modeli

Przedstawiono eksperymentalny protokół do oprzyrządowanego formowania na ciepło odlewanych stopów aluminium przy użyciu specjalnie zaprojektowanego urządzenia na skalę przemysłową. Omówiono rozważania eksperymentalne, w tym efekty termiczne i mechaniczne, a także podobieństwa z pełnoskalowym przetwarzaniem kół samochodowych.

Procedura doświadczalna przędzenia na ciepło elementów odlewanych z aluminium

Ten artykuł zawiera krótki przegląd trwających w Wojskowym Laboratorium Badawczym wysiłków nad przetwarzaniem masowych metali nanokrystalicznych, z naciskiem na metodologie stosowane do produkcji nowych proszków metali.

Przetwarzanie masowych metali nanokrystalicznych w Laboratorium Badawczym Armii Stanów Zjednoczonych

Tutaj prezentujemy protokół opisujący badania ex situ i in situ przemian strukturalnych w szkłach metalowych. Zastosowaliśmy metody analityczne oparte na jądrze, które badają oddziaływania nadsubtelne. Wykazujemy możliwość zastosowania spektrometrii Mössbauera i jądrowego rozpraszania promieniowania synchrotronowego do przodu podczas eksperymentów opartych na temperaturze.

Metody badań przemian strukturalnych ex situ i in situ: przypadek krystalizacji szkieł metalicznych

To badanie pokazuje wielomateriałową produkcję addytywną (AM) przy użyciu produkcji topionych włókien (FFF) ze stali nierdzewnej i tlenku cyrkonu.

Produkcja stopionych włókien (FFF) elementów metalowo-ceramicznych

Metoda zwana negatywnym wytwarzaniem addytywnym jest używana do produkcji prawie w pełni gęstych, złożonych części z węglika boru o różnych skalach długości. Technika ta jest możliwa dzięki sformułowaniu nowej zawiesiny zawierającej rezorcynę i formaldehyd jako unikalny środek żelujący, który po pirolizie pozostawia jednorodny środek wspomagający spiekanie węgla.

Ujemna produkcja addytywna węglików boru o złożonym kształcie

Informujemy o jednogarnkowej syntezie hydrotermalnej klastrów ferrytu manganu (MFC), która oferuje niezależną kontrolę nad wymiarami i składem materiału. Separacja magnetyczna umożliwia szybkie oczyszczanie, a funkcjonalizacja powierzchni za pomocą sulfonowanych polimerów zapewnia, że materiały nie agregują się w biologicznie istotnym środowisku. Uzyskane w ten sposób produkty są dobrze przygotowane do zastosowań biomedycznych.

Stabilne zawiesiny wodne klastrów ferrytu manganu o przestrajalnym wymiarze i składzie w nanoskali

Poznaj metodę wytwarzania nowego stopu MnCuNiFeZnAl o doskonałej zdolności tłumienia i wysokiej temperaturze pracy. Technika odlewania w próżniowej piecu indukcyjnym zapewnia wyższą wydajność w zastosowaniach inżynierskich.

Dostępna technika wytwarzania nowego odlewanego stopu MnCuNiFeZnAl o doskonałej zdolności tłumienia i wysokiej temperaturze pracy (Wideo) | JoVE Journal

Dostępna technika wytwarzania nowego odlewanego stopu MnCuNiFeZnAl o doskonałej zdolności tłumienia i wysokiej temperaturze pracy

Przeglądaj więcej filmów