Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

En tilgængelig teknik til udarbejdelse af nye støbt MnCuNiFeZnAl legering med overlegen dæmpning kapacitet og høj temperatur

Published: September 23, 2018 doi: 10.3791/57180

Summary

Her præsenterer vi en protokol for at opnå en roman Mn-Cu-baseret legering med fremragende omfattende præstationer af en høj kvalitet metalsmeltning teknologi og rimelig varmebehandling metoder.

Abstract

Mangan (Mn) - kobber (Cu) - baserede legeringer er blevet fundet for at have dæmpning kapacitet og kan bruges til at reducere skadelige vibrationer og støj effektivt. M2052 (Mn-20Cu-5Ni-2Fe, %) er en vigtig gren af Mn-Cu-baserede legeringer, som besidder både fremragende dæmpning kapacitet og processability. I de seneste årtier, masser af undersøgelser har været udført på optimering af M2052, forbedring af dæmpning kapacitet, mekaniske egenskaber, korrosionsbestandighed, og service temperatur, osv de store metoder til performance Optimering er legering, varmebehandling, forbehandling, og forskellige måder at støbning osv, blandt hvilke legering, samt vedtage en rimelig varmebehandling, er den enkleste og mest effektive metode til at opnå perfekt og omfattende ydeevne. For at opnå M2052 legeringen med fremragende ydeevne til støbning molding, foreslår vi at tilføje Zn og Al til matrixen MnCuNiFe legering og bruge en bred vifte af varmebehandling metoder til en sammenligning i mikrostrukturen, dæmpning, kapacitet og service temperatur. Således, en ny type af cast-alderen Mn-22.68Cu-1.89Ni-1.99Fe-1.70Zn-6.16Al (at.%) legeret med overlegen dæmpning kapacitet og høj service temperatur er opnået ved en optimeret varmebehandling metode. Sammenlignet med smedning teknik, støbt støbning er enklere og mere effektiv, og dette som støbt legering dæmpning kapacitet er fremragende. Der er derfor en velegnet grund til at synes, det er et godt valg for engineering applikationer.

Introduction

Da Mn-Cu legeringer blev fundet af Zener have dæmpning kapacitet1, har de modtaget udbredt opmærksomhed og forskning2. Fordelene ved Mn-Cu legering er at det har høj dæmpning kapacitet, især ved lav belastning amplituder og dens dæmpning kapacitet ikke kan blive forstyrret af et magnetfelt, som er helt forskellig fra ferromagnetiske dæmpning legeringer. Mn-Cu-baserede legeringer høj dæmpning kapacitet kan hovedsagelig tilskrives bevægelighed af de indre grænser, hovedsagelig herunder twin grænser og fase grænser, der er genereret i den face-centered-cubic-to-face-centered-tetragonal) f.c.c.-f.c.t.) fase overgang under martensite transformation temperatur (Tt)3. Det er blevet konstateret, at Tt afhænger direkte af Mn indhold i Mn-Cu-baseret legering4,5; Det er, jo højere Mn indhold, jo højere Tt og jo bedre dæmpning kapacitet af materialet. Den legering, der indeholder mere end 80 på % mangan, fandtes for at have høj dæmpning kapacitet og optimal styrke når bratkølet fra solid-løsning temperatur6. Den højere Mn koncentration i legeringen medfører imidlertid direkte legering til at være mere skrøbelige og har en lavere strækforlængelse, indvirkning hårdheden og en værre korrosionsbestandighed, hvilket betyder, at legeringen ikke vil opfylder de tekniske krav. Tidligere forskningsresultater afslørede, at en aging behandling under passende forhold er en effektiv måde at forene dette problem; for eksempel, Mn-Cu-baserede dæmpning legeringer indeholdende 50-80% Mn kan også opnå en høj Tt og gunstige dæmpning kapacitet en aging behandling i passende temperatur interval7. Dette er på grund af nedbrydning af γ-forælder fase i nanoskala Mn-rige og nanoskala Cu-rige regioner mens aldring i Temperaturinterval for blandbarhed hul8,9,10, som anses for at forbedre Tt af denne legering sammen med dens dæmpning kapacitet. Det er tydeligvis en effektfuldt metode, der kan kombinere høj dæmpning kapacitet med fremragende bearbejdelighed.

M2052 legering anvendes til smedning danner, en repræsentant Mn-Cu-baserede high-dæmpning legering med medium Mn indhold udviklet af Kawahara et al. 11, er blevet grundigt undersøgt i de seneste årtier. Forskerne fandt, at M2052 legering har en god sweet spot mellem dæmpning kapacitet, flydespænding og gennemførlighed. Sammenlignet med smedning teknik, støbning har været almindeligt brugt hidtil simpel støbeprocessen, lave produktionsomkostninger, og høj produktivitet, osv de indflydelsesrige faktorer (fx, svingning frekvens, stamme amplitude, køling hastighed, varmebehandling temperatur/tid, osv.) på den dæmpning kapacitet, mikrostruktur og dæmpning mekanisme af M2052 legering er blevet undersøgt af nogle forskere12,13,14,15 ,16,17,18. Alligevel, M2052 legering støbning ydeevne er ringere, for eksempel, en bred vifte af krystallisering temperatur, forekomsten af støbning porøsitet og koncentreret svind, i sidste ende resulterer i den utilfredsstillende mekanisk egenskaber af støbegods.

Formålet med dette dokument er at give det industrielle område med en mulig metode til at opnå en støbt Mn-Cu baseret legering med fremragende egenskaber, som kan bruges i maskiner og præcision instrumenter industri til at reducere vibrationer og sikre produktet kvalitet. Ifølge effekt af legering elementer på fase transformation og støbning ydeevne, Al element anses for at reducere γ-fase region og stabilitet af γ -fase, som kan gøre γ fasen lettere omdanne til en γ' fase med mikro-tvillinger. Derudover vil løsning af Al atomer i γ fase øge styrken af den legering, der kan forbedre de mekaniske egenskaber. Ligeledes, Al element er et af de vigtige elementer, som kan forbedre Mn-Cu legering støbning egenskaber. Zn element er gavnligt at forbedre støbning og dæmpning egenskaber af legering. Endelig, 2 wt % Zn og 3 wt % Al blev føjet til MnCuNiFe kvaternære legering i dette arbejde og en ny støbt Mn-26Cu-12Ni-2Fe-2Zn-3Al (wt %) legeret blev udviklet. Derudover flere forskellige varmebehandling metoder der anvendes i dette arbejde og deres forskellige effekter beskrives som følger. Homogenisering behandlingen blev brugt til at reducere dendrit adskillelse. Løsning behandling blev brugt til urenheder immobilisering. Aging behandling bruges til at udløse spinodal nedbrydning; i mellemtiden, de forskellige aging gange bruges til opsøger de optimering parametre for både fremragende dæmpning kapacitet og en høj service temperatur. I sidste ende blev en bedre varmebehandling metode screenet for overlegen dæmpning kapacitet, samt en høj service temperatur.

Det viser sig, at den maksimale indre friktion (Q-1) og den højeste service temperatur kan nås samtidigt ved aging legering på 435 ° C i 2 timer. På grund af enkelhed og effektivitet af denne forberedelse metode, kan en roman som støbt Mn-Cu-baserede dæmpning legering med fremragende ydelse produceres, som har vigtige praktisk betydning for dens engineering anvendelse. Denne metode er især velegnet til forberedelse af casting Mn-Cu-baserede høj dæmpning legering, der kan anvendes til vibrationsreduktion af.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. forberedelse af råvarer

  1. Vejes alle de nødvendige råvarer med en elektronisk skala med masse procentdel (65% elektrolytisk Mn, 26% elektrolytisk Cu, 2% industrielle ren Fe, 2% elektrolytisk Ni, 3% elektrolytisk Al, og 2% elektrolytisk Zn), som vist i figur 1.
    Bemærk: Alle disse råvarer var kommercielt tilgængelige.

Figure 1
Figur 1 : Præsentation af råmaterialer. De anvendte materialer omfatter 65 wt % elektrolytisk Mn, 26 wt % elektrolytisk Cu, 2 wt % industrielle ren Fe, 2 wt % elektrolytisk Ni, 2 wt % elektrolytisk Zn, og 3 wt % elektrolytisk Al. venligst klik her for at se en større version af dette tal.

2. smeltning og støbning proces

Bemærk: De detaljerede trin af sandstøbning er vist i figur 2.

Figure 2
Figur 2 : Sand støbning og støbning trin. Den vigtigste proces omfatter mønster-making, skimmel-making og en støbning operation. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

  1. At udarbejde mønstre, lave mønstre efter produktets tegning, og sørg for, at størrelsen af mønsteret er udvidet til en vis grad at være ansvarlig for svind og bearbejdning kvoter.
    Bemærk: Den mønster materiale, der anvendes i dette arbejde er træ ( figur 3), fordi en træ mønster er let, nem at arbejde, og har en lav pris og kort produktionscyklus.

Figure 3
Figur 3 : Mønstre anvendes i trykstøbning skimmel. Disse træ mønstre blev brugt til at få formen af støbegods. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

  1. For at forberede støbning sand, mix sammen kvartssand med 4-8% natrium silikat.
    Bemærk: Den sand diameter er omkring 0,4 mm og partiklerne er ensartet.
  2. Fuldføre den vigtigste støbeprocessen af hænder.
    1. Først sætte to mønstre i støbning kolben.
    2. Derefter rulle over i kolben efter stampeblanding støbning sand omkring mønstrene og trække mønstre fra sandet.
    3. Endelig, børste overfladen af den sand støber med støbning belægning for kvalitetsforbedring støbning overflade og reducere støbning defekter.
      Bemærk: Den støbte sand støber er vist i figur 4.
    4. For at opnå et tørt sand støber, sætte formen i ovnen ved 180 ° C og bage det i mere end 8 timer før støbning til at forbedre dets styrke og permeabilitet, lette smelte påfyldning og sikre kvaliteten af støbning produkter.

Figure 4
Figur 4 : Den støbte sand støber. Det har to hulrum og dens overflade har været dækket med en belægning. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

3. induktion af smeltning

Bemærk: Brug en medium-frekvens vakuum induktion smeltning ovn.

  1. Åbne ovn låget, sætte 20.8 kg af Mn, 8,32 kg Cu, 0,64 kg af Ni, 0,64 kg Fe, 0,64 kg af Zn og 0,96 kg af Al materialer i Digelen successivt og dække materialer med kryolit omsider.
  2. Tag casting skimmel fra ovnen og sæt det i ovnen; justere sin holdning til en vellykket hælde. Luk låget, støvsuge ovnen, og derefter åbne varme distributionssystemet for at begynde at smelte legeringen.
  3. Når metallerne begynder at smelte, fylde ovnen med argon til 93-KPa undertryk, at hæmme sprøjt af smeltet metal.
  4. Efter legeringen er smeltet, forfine i flere minutter til at reducere de skadelige urenheder og gas indhold.
    Bemærk: Proceduren for smeltende ofte indeholder metalsmeltning og -raffinering.

4. støbning i alu

  1. Hæld smeltet metal gnidningsløst i casting skimmel efter den raffineringsproces.
  2. Efter de smeltet metal er fuldstændig stivnet, bryde vakuum og tegne formen støbning.
  3. Fjerne støbegods fra casting skimmel, når temperaturen i formen falder til et lavt niveau.

5. forbehandling af støbegods

Bemærk: Macrophotograph af den støbte del er vist i figur 5.

  1. Skære prøver fra støbning ved hjælp af en lineær skæremaskine.
    Bemærk: Modellerne for X-ray diffractometer (XRD) målinger og metallografisk observation er i 10 x 10 x 1 mm3. Prøver for dynamisk thermomechanical analyse (DMA) besidder en dimension af 0,8 x 10 x 35 mm3.

Figure 5
Figur 5 : De støbte dele i den sand støber og de fjernede dele. To støbegods blev støbt på et tidspunkt. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

6. varmebehandling

  1. Opdele de polerede stykker i syv grupper og holde modellen #1 gratis behandling, opretholde en som støbt stat for sammenligning. Læg de andre i en box-type modstand ovn for forskellige varme behandlinger.
  2. Homogeniseres prøver #2 og #5 på 850 ° C i 24 timer, og derefter slukke dem i koldt vand før aging dem på 435 ° C, modellen #2 til 4 h og prøveeksemplar #5 for 2 h.
  3. Løsning-behandle enheder #3 og #6 ved 900 ° C i 1 time og derefter slukke dem i koldt vand før aging dem på 435 ° C, modellen #3 til 4 h og prøveeksemplar #6 for 2 h.
  4. Alder prøver #4 og #7 på 435 ° C til 4 og 2 h, henholdsvis.

7. dæmpning kapacitet Test

  1. Bruge en dynamisk mekanisk analyse (DMA) til at måle enhederne17dæmpning kapacitet.
    Bemærk: Test-mode er belastning krumning ved stuetemperatur.
  2. Under testen, registrere fase vinklen δ mellem stress og stamme (som vist i figur 6).
  3. Karakterisere den dæmpning kapacitet af Q-1, som kan bestemmes ved følgende formel.
    Q -1 = tan δ

Figure 6
Figur 6 : Armatur konstruktion og prøvning princippet om DMA. a dette panel viser dobbelt cantilever armaturet af DMA. (b) dette panel viser forholdet mellem den anvendte sinusformet stress til stammen og de deraf følgende fase halter. Værdierne af tidsforskydning mellem stress og stammen samt modulus, kan beregnes af formler. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

8. prøven karakterisering

  1. Elektrolytisk polering og metallografisk observation
    1. For en dendrit mikrostruktur observation, etch alle prøver for ca 1 min i en blandet opløsning af perchlorsyre og absolut alkohol kl 1:27.
    2. Derefter rengøre prøver med acetone, tør prøve med en blæser, og observere dendritiske struktur med en metallografisk mikroskop.
  2. Fase struktur karakterisering
    1. Karakterisere den fase struktur og lattice parametrene i modellerne af røntgen diffraktion (XRD) med CuKα stråling12,22.
      Bemærk: Brug en scanning hastighed på 2°/min. Før XRD måling, forberede modellerne omhyggeligt ved at fjerne enhver overflade stress.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Figur 7 viser afhængighed af den dæmpning kapacitet på stamme amplitude til som støbt MnCuNiFeZnAl legering prøver #1 - #7 og som støbt M2052. Resultaterne viser, at modellen #1 dæmpning kapacitet er højere, end at kaste M2052 legering (som vist i figur 7a) og den traditionelle smedede M2052 high-dæmpning legering nævnt i tidligere artikler20,21. Desuden dæmpning kapaciteten i de oprindelige som støbt MnCuNiFeZnAl legering kan blive yderligere forbedret ved, efterfølgende, homogenisering-aging, løsning-aging og aldring behandlinger (som vist i figur 7b og 7 c), blandt hvilke en aging behandling for 2 h kan føre til den højeste dæmpning kapacitet. Når stamme amplitude ε er 2 x 10-4, er Q-1 værdier af prøver #1 - #7 angivet i tabel 1. Desuden, når man sammenligner modellen #4 med modellen #7, blev det konstateret, at Q-1 kan forbedres betydeligt ved en kortere tid, aldring (som vist i figur 7 d). Derudover er sandstøbning og aldring for 2 h enklere, økonomisk og effektiv, i forhold til smedning.

Figure 7
Figur 7 : Afhængighed af Q-1 på stamme-amplitude for som støbt MnCuNiFeZnAl legering prøver #1-#7 og som støbt M2052. For målinger af stamme-amplitude afhængighed af Q1var test frekvens og temperatur 1 Hz og 25 ° C, henholdsvis. Dette tal er blevet ændret fra Liu mfl. 18. venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Prøver 1# # 2 3# 4# 5# 6# 7#
Q1 3.0 × 10−2 4.7 × 10−2 4.9 × 10−2 3.9 × 10−2 4,5 × 10-2 4.7 × 10-2 5.0 × 10-2

Tabel 1: Q -1 værdier af prøver #1 - #7 når stamme amplitude Ε = 2 x 10 -4 .

Figur 8 viser metallografisk micrographs som støbt MnCuNiFeZnAl legering prøver #1 og #5 - #7. Der vil udgøre en alvorlig dendritiske adskillelse i løbet af processen af langsom afkøling i støbning molding for den langsomme diffusion sats af Mn atomer mellem Cu atomer, som til sidst fører til dannelsen af en dendritiske mikrostruktur. Da Mn er mere modtagelige for korrosion end Cu, er de mørke regioner i de observerede dendritiske struktur Mn-rige dendritter, der er et par millimeter lang og flere mikrometer bred, mens regionerne lys er Cu-rige regioner. Når temperaturen falder, bundfald Mn-rige dendritter hovedsagelig fra den flydende fase af Mn-rige regioner, og derefter formen Cu-rige intervaller mellem dem. Sammenligning er dimensioner af de mørke Mn-rige dendrites af modellen #5 betydeligt mindre end dem af model #1, som angiver, at dendrit adskillelse af modellen #5 var svækket til en vis grad. Ligeledes dendrit adskillelse af modellen #6 blev svækket til en vis grad også men stadig var lidt bedre end modellen #5 på grund af den kortere tidsrum under løsning-aging behandling. Men der er ingen markante forskel i de dendritical mikrostrukturer prøver #7 og prøver #1. Disse resultater udgør at de homogenisering-aging og løsning-aging behandlinger kan svække den makroskopiske Mn adskillelse, men direkte aging behandling har ingen indlysende effekt på det. Disse konklusioner kan også trækkes fra den kompositoriske EDS analyse. Før en spinodal nedbrydning, Mn indhold i Mn-rige dendrites af som støbt MnCuNiFeZnAl legering var 79.23% i gennemsnit, og Mn indhold blev reduceret betydeligt, at 68.20 på % efter homogenisering prøve på 850 ° C i 24 timer og 73.42% efter en løsning behandling ved 900 ° C i 1 time.

Figure 8
Figur 8 : Metallografisk micrographs af legeringer, som stemmer MnCuNiFeZnAl udsat for forskellige varmebehandlinger. De forskellige dendritiske struktur af forskellige enheder kan ses. Dette tal er blevet ændret fra Liu mfl. 18. venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Ifølge den temperatur-afhængige dæmpning kapacitet kurve aftager dæmpning kapacitet hurtigt som temperaturen stiger. Den temperatur, hvor den dæmpning kapacitet formindskes drastisk defineres normalt som service temperatur, som er en af de mest centrale indikatorer for dæmpning legeringer anvendes i området engineering. Service temperaturer prøver #1 og #5 - #7 er opført i tabel 2. Det kan klart ses, at aldring på 435 ° C i 2 timer kan forårsage den optimale service temperatur.

Modellen 1# 5# 6# 7#
Service temperatur (° C) 43 50 55 70

Tabel 2: Service temperaturerne prøver #1 og #5 - #7.

Mn-Cu-baserede legeret høj dæmpning kapacitet er relateret til γ' fase produceret i en f.c.c-f.c.t martensitic transformation. Normalt vil mængden af γ' fase er relateret til Mn indhold. Et stort antal lærde7,22,23,24 har undersøgt forholdet mellem gitter parametre, gitter forvrængning og Mn indhold i Mn-Cu-baserede legeringer. Ud fra c/a prøver #1 og #5 - #7, Mn indhold i nanoskala Mn-rige regioner af hver prøve efter spinodal kan nedbrydning estimeres ved hjælp af formlen nævnt ved Zhong mfl. 17. CMn prøver #1 og #5 - #7 er 84.18%, 84,75%, 85.08% og 85.35%, henholdsvis i nanoskala Mn-rige regioner efter spinodal nedbrydning. Naturligvis, model #7 har den højeste CMn, hvilket betyder, som støbt MnCuNiFeZnAl legering har overlegen dæmpning kapacitet og samtidig en højere service temperatur af aldring på 435 ° C i 2 timer.

Forholdet mellem gitter forvrængning (a/c-1), Q-1 (ved en stamme amplitude ε = 2 x 10-4), og som medvirkende MnCuNiFeZnAl legeringer underkastes forskellige varmebehandlinger, svarende til modellerne #1 og #5 - #7, service temperatur er afbildet i figur 9. Åbenbart, gitter forvrængning er direkte proportional med Q-1 og service temperatur; nemlig, det større gitter forvrængning, jo bedre dæmpning kapacitet og jo højere service temperatur.

Figure 9
Figur 9 : Forholdet mellem gitter forvrængning (a/c-1), Q-1 (Ε = 2 x 10-4), og som medvirkende MnCuNiFeZnAl legeringer underkastes forskellige varmebehandlinger service temperatur. Dette tal er blevet ændret fra Liu mfl. 18. venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

For at sikre, at denne form for som støbt Mn-Cu-baseret legering besidder både overlegen dæmpning kapacitet og gode mekaniske egenskaber, er det nødvendigt at sikre en stabil kemisk sammensætning, høj renhed, og en fremragende krystalstruktur støbegods. Streng kvalitetskontrol er derfor nødvendigt for processerne, smeltning, hælde og varmebehandling.

For det første er det nødvendigt at vælge de rigtige ingredienser til legering. Det bør overvejes at tilføjet legering elementer kan fremme nedbrydning af γ-forælder fase, som vil bidrage til at producere mere martensite mikro-tvillinger25. Desuden skal visse legering elementer også overvejes til at forbedre de mekaniske og støbning egenskaber. Den endelige legering vil derefter kombinere overlegen dæmpning kapacitet og gode mekaniske egenskaber.

For det andet, en rimelig smeltende proces er nødvendig, der er tilsluttet legeringen støbning egenskaber. De følgende hovedpunkter bør overvejes i den smeltende processen med støbt Mn-Cu-baserede legeringer: (1) foder de metalliske råstoffer i digel i sekvensen ved at tilføje det høj-smeltende-punkt legeret først og derefter tilføje lav smeltepunkt legering, at forhindre alvorlige brændende tab. (2) vedtage en vakuum smeltende metode til at sikre, at gas og urenhed indholdet i legeringen er lav. På samme tid injiceres inaktiv gas i ovn til regulering af trykket og reducere fordampning af metal væsken under vakuum smeltning. (3) når der er ingen mere bobler flygter fra overfladen af smeltet metal, træder den raffineringsfristen. Formålet med raffineringsfristen er at fjerne enhver gas og flygtige optagelser.

Det vigtigste skridt er valget af varmebehandling. Efter at have indhentet som støbt MnCuNiFeZnAl legering med en fremragende ydeevne, er en varmebehandling, der er egnet til denne legering også valgt til yderligere at forbedre sin dæmpning kapacitet. Gennem analyse af de eksperimentelle resultater, er det fundet, at den dæmpning kapacitet kan opnå dens ekstreme værdi af en kort tid aging behandling. Den endelige varmebehandling af som støbt MnCuNiFeZnAl legering er meget enkel og effektiv.

Endelig kan en optimering løsning opnås for en ny støbt Mn-22.68Cu-1.89Ni-1.99Fe-1.70Zn-6.16Al (i %) legeret gennem undersøge virkningen af varmebehandlinger dæmpning, kapacitet og service temperatur. Det er den største grad af nano-Mn adskillelse kan opnås ved en aldrende på 435 ° C i 2 timer, hvilket resulterer i Tt stigende, i sidste ende forbedre dæmpning kapacitet (Q-1 = 5,0 x 10-2) og service temperatur (70 ° C) , i forhold til den oprindelige som støbt legering.

Selvom denne metode er bare brugt til casting, støbning Mn-Cu-baserede high-dæmpning legering, har følgende fordele, som billigere modellering materialer, en enklere skimmel fremstillingsprocessen, og højere dæmpning kapacitet og mekaniske egenskab af produkter, osv. Desuden, denne metode er velegnet til forskellige batches af produktionen, for både små serieproduktion og masseproduktion. Derfor, denne metode er af stor betydning at forbedre effekten af rystelse nedskæring, og hjælper det for at udvide anvendelsesområdet for sin industri. På grund af fordelene ved denne metode, kan det erstatte smedning teknologi til at producere høj-dæmpning produkter i nogle områder.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ikke noget at oplyse.

Acknowledgments

Vi takker for økonomisk støtte til den National Natural Science Foundation of China (11076109), Hong Kong lærde Program (XJ2014045, G-YZ67), "1000 talenter Plan" i Sichuan-provinsen, Talent Introduktion Program af Sichuan University ( YJ201410), og Innovation og kreative eksperiment Program af Sichuan University (20171060, 20170133).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Zener, C. Elasticity and anelasticity of metals. , University of Chicago Press. (1948).
  2. Jensen, J. W., Walsh, D. F. Manganese-Copper damping alloys. Bulletin 624. , U.S. Department of the Interior, Bureau of Mines. Washington, DC. (1965).
  3. Wang, X. Y., Peng, W. Y., Zhang, J. H. Martensitic twins and antiferromagnetic domains in gamma-MnFe(Cu) alloy. Materials Science and Engineering A. 438, 194-197 (2006).
  4. Wang, X. Y., Zhang, J. H. Structure of twin boundaries in Mn-based shape memory alloy: a HRTEM study and the strain energy driving force. Acta Materialia. 55 (15), 5169-5176 (2007).
  5. Yin, F. X., Ohsawa, Y., Sato, A., Kawahara, K. Decomposition behavior of the gamma(Mn) solid solution in a Mn-20Cu-8Ni-2Fe (at%) alloy studied by a magnetic measurement. Materials Transactions,JIM. 40 (5), 451-454 (1999).
  6. Dean, R. S., Potter, E. V., Long, J. R. Properties of transitional structures in Copper-Manganese alloys. Metallurgical and Materials Transactions, ASM. 34, 465-500 (1945).
  7. Yin, F. X., Ohsawa, Y., Sato, A., Kawahara, K. Temperature dependent damping behavior in a Mn-18Cu-6Ni-2Fe alloy continuously cooled in different rates from the solid solution temperature. Scripta Materialia. 38 (9), 1314-1346 (1998).
  8. Findik, F. Improvements in spinodal alloys from past to present. Materials and Design. 42 (42), 131-146 (2012).
  9. Yan, J. Z., Li, N., Fu, X., Zhang, Y. The strengthening effect of spinodal decomposition and twinning structure in MnCu-based alloy. Materials Science and Engineering A. 618, 205-209 (2014).
  10. Soriano-Vargas, O., Avila-Davila, E. O., Lopez-Hirata, V. M., Cayetano-Castro, N., Gonzalez-Velazquez, J. L. Effect of spinodal decomposition on the mechanical behavior of Fe-Cr alloys. Materials Science and Engineering A. 527 (12), 2910-2914 (2010).
  11. Yin, F. X. Damping behavior characterization of the M2052 alloy aimed for practical application. Acta Metallurgica Sinica. 39 (11), 1139-1144 (2003).
  12. Yin, F. X., Ohsawa, Y., Sato, A., Kohji, K. 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. Materials Transactions, JIM. 39 (8), 841-848 (1998).
  13. Sakaguchi, T., Yin, F. X. Holding temperature dependent variation of damping capacity in a MnCuNiFe damping alloy. Scripta Materialia. 54 (2), 241-246 (2006).
  14. Tanji, T., et al. Measurement of damping performance of M2052 alloy at cryogenic temperatures. Journal of Alloys and Compounds. 355 (1-2), 207-210 (2003).
  15. Yin, F. X., Iwasaki, S., Sakaguchi, T., Nagai, K. Susceptibility of damping behavior to the solidification condition in the as-cast M2052 high-damping alloy. Key Engineering Materials. 319, 67-72 (2006).
  16. Yin, F. X., Ohsawa, Y., Sato, A., Kawahara, K. Characterization of the strain-amplitude and frequency dependent damping capacity in the M2052 alloy. Materials Transactions, JIM. 42 (3), 385-388 (2001).
  17. Zhong, Z. Y., et al. Mn segregation dependence of damping capacity of as-cast M2052 alloy. Materials Science and Engineering A. 660, 97-101 (2016).
  18. Liu, W. B., et al. Novel cast-aged MnCuNiFeZnAl alloy with good damping capacity and high service temperature toward engineering application. Materials Design. 106, 45-50 (2016).
  19. Cowlam, N., Shamah, A. M. A diffraction study of y-Mn-Cu alloys. Journal of Physics F: Metal Physics. 11 (1), 27-43 (1981).
  20. Yan, J. Z., et al. Effect of pre-deformation and subsequent aging on the damping capacity of Mn-20 at.%Cu-5 at.%Ni-2 at.%Fe alloy. Advanced Engineering Materials. 17 (9), 1332-1337 (2015).
  21. Zhang, Y., Li, N., Yan, J. Z., Xie, J. W. Effect of the precipitated second phase during aging on the damping capacity degradation behavior of M2052 alloy. Advances in Materials Research. 873, 36-41 (2014).
  22. Yin, F. X., Ohsawa, Y., Sato, A., Kawahara, K. X-ray diffraction characterization of the decomposition behavior of gamma(Mn) phase in a Mn-30 at.% Cu alloy. Scripta Materialia. 40 (9), 993-998 (1999).
  23. Yin, F. X., Ohsawa, Y., Sato, A., Kawahara, K. Phase decomposition of the gamma phase in a Mn-30 at.% Cu alloy during aging. Acta Materialia. 48 (6), 1273-1282 (2000).
  24. Ritchie, I. G., Sprungmann, K. W., Sahoo, M. Internal-friction in Sonoston - a high damping Mn/Cu-based alloy for marine propeller applications. Journal De Physique. 46 (C-10), 409-412 (1985).
  25. Kawahara, K., Sakuma, N., Nishizaki, Y. Effect of Fourth Elements on Damping Capacity of Mn-20Cu-5Ni Alloy. Journal of the Japan Institute of Metals. 57 (9), 1097-1100 (1993).

Tags

Engineering sag 139 Mn-Cu-baserede dæmpning legeringer sandstøbning skimmel dæmpning kapacitet service temperatur varmebehandling martensitic transformation
En tilgængelig teknik til udarbejdelse af nye støbt MnCuNiFeZnAl legering med overlegen dæmpning kapacitet og høj temperatur
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Li, D., Liu, W., Li, N., Zhong, Z.,More

Li, D., Liu, W., Li, N., Zhong, Z., Yan, J., Shi, S. An Available Technique for Preparation of New Cast MnCuNiFeZnAl Alloy with Superior Damping Capacity and High Service Temperature. J. Vis. Exp. (139), e57180, doi:10.3791/57180 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter