أسلوب متاح للتحضير ليلقي جديدة منكونيفيزنال سبائك مع متفوقة التخميد خدمة القدرات وارتفاع درجة الحرارة
Summary
نقدم هنا بروتوكولا للحصول على رواية سبائك المنغنيز-المستندة إلى الاتحاد الجمركي مع عروض شاملة ممتازة بتقنية صهر عالية الجودة وأساليب المعالجة الحرارية معقولة.
Abstract
تم العثور على أن يكون التخميد قدرة سبائك المنغنيز (مينيسوتا)-النحاس (Cu)-على أساس ويمكن استخدامها لتقليل الاهتزازات الضارة والضوضاء على نحو فعال. M2052 هو (Mn-20Cu-5Ni-2Fe، %) فرع هام من سبائك المنغنيز-المستندة إلى الاتحاد الجمركي، التي تمتلك القدرات التخميد الممتاز والتجهيز. في العقود الأخيرة، وكانت الكثير من دراسات أجريت على الأداء الأمثل ل M2052، تحسين قدرة التخميد، الخصائص الميكانيكية، والمقاومة للتآكل، ودرجة حرارة الخدمة، إلخ الأساليب الرئيسية للأداء الأمثل هي أقل، المعالجة الحرارية، والمعالجة، وطرق مختلفة لصب إلخ، بين فيه أقل، فضلا عن اعتمادها لعلاج الحرارة معقولة، هو الطريقة الأبسط والأكثر فعالية للحصول على الكمال وشاملة الأداء. للحصول على سبيكة M2052 مع الأداء الممتاز لصب صب، نقترح إضافة الزنك وال للمصفوفة سبيكة منكونيفي واستخدام مجموعة متنوعة من أساليب المعالجة الحرارية لمقارنة في المجهرية وقدرة التخميد، وخدمة درجة الحرارة. وهكذا، يتم الحصول على نوع جديد من سبائك المدلى بها في سن Mn-22.68Cu-1.89Ni-1.99Fe-1.70Zn-6.16Al (at.%) مع قدرة التخميد متفوقة وخدمة عالية درجة الحرارة بأسلوب معالجة الحرارية أمثل. بالمقارنة مع تقنية تزوير، صب الزهر أبسط وأكثر كفاءة، وقدرة هذه السبائك كالزهر التخميد ممتازة. ولذلك، هناك سبب مناسبة أعتقد أنها خيار جيد للتطبيقات الهندسية.
Introduction
حيث تم العثور على سبائك النحاس Mn من الزينر إلى التخميد قدرة1، أنهم تلقوا من الاهتمام والبحث على نطاق واسع2. مزايا سبائك النحاس مينيسوتا هي أن لديها القدرة التخميد عالية، لا سيما في الاتساع الضغط المنخفض، ولا انزعاج قدرته التخميد بمجال المغناطيسي، الذي يختلف تماما عن سبائك التخميد المغناطيسية. ارتفاع قدرة التخميد سبائك المنغنيز-المستندة إلى الاتحاد الجمركي يمكن أن يعزى أساسا إلى يتمير الحدود الداخلية، أساسا بما في ذلك حدود التوأم وحدود المرحلة التي يتم إنشاؤها في (فاسيسينتيريدكوبيكتوفاسيسينتيريدتيتراجونال f.c.c.-f.c.t.) مرحلة انتقالية تحت درجة الحرارة (تيتي) التحول المارتنسيت3. وقد وجد أن تيتي يعتمد مباشرة على محتوى مينيسوتا في4،سبائك المنغنيز-المستندة إلى الاتحاد الجمركي5؛ هذا هو، أعلى مينيسوتا المحتوى، أعلى تيتي وأفضل قدرة المواد التخميد. السبيكة، الذي يحتوي على أكثر من 80 في المائة المنغنيز، تبين أن عالية السعة التخميد والقوام الأمثل عندما تطفئ من درجة الحرارة الصلبة، الحل6. ومع ذلك، أعلى تركيز المنغنيز في السبيكة سيسبب مباشرة السبيكة تكون أكثر هشاشة واستطالة أقل وأثر المتانة ومقاومة تآكل سوءا، مما يعني السبيكة سوف لا تفي بمتطلبات الهندسة. كشفت نتائج البحوث السابقة أن هو علاج شيخوخة تحت ظروف مناسبة طريقة فعالة للتوفيق بين هذه المشكلة؛ على سبيل المثال، Mn Cu-المستندة إلى التخميد السبائك المحتوية على 50-80% Mn يمكن أيضا الحصول على عالية تيتي وقدرة التخميد مواتية قبل هو علاج شيخوخة في نطاق درجة الحرارة المناسبة7. وهذا سبب التحلل من γ-المرحلة الأصل إلى مناطق النانو Mn الغنية والمناطق النانو الغنية بالنحاس أثناء الشيخوخة في نطاق درجة الحرارة من امتزاج الفجوة8،،من910، الذي يعتبر أن تحسين تيتي لهذه السبائك جنبا إلى جنب مع قدرته التخميد. ومن الواضح أنها أسلوب فعال يمكن أن تجمع بين القدرات التخميد عالية مع قابلية ممتازة.
يستخدم لإقامة تشكيل سبائك M2052، ممثل سبائك عالية-التخميد Mn-المستندة إلى الاتحاد الجمركي مع متوسط محتوى Mn وضعتها Kawahara et al. وقد درست 11، على نطاق واسع في العقود القليلة الماضية. ووجد الباحثون أن سبائك M2052 له بقعة الحلو جيدة بين القدرات التخميد ومقاومة الخضوع، والقابلية للتنفيذ. بالمقارنة مع تقنية تزوير، قد تم صب على نطاق واسع المستخدمة حتى الآن نظراً لعملية صب بسيطة، وتكاليف الإنتاج المنخفضة، والإنتاجية العالية، إلخ العوامل المؤثرة (مثلاً، تردد التذبذب، سلالة السعة، التبريد السرعة، والمعالجة بالحرارة درجة الحرارة/الوقت، إلخ) على قدرة التخميد، درست المجهرية، والتخميد إليه سبيكة M2052 ببعض الباحثين12،،من1314،15 ،16،،من1718. ومع ذلك، أداء صب السبائك M2052 أقل شأنا، على سبيل المثال، مجموعة واسعة من درجة حرارة التبلور، وحدوث مسامية الصب، وانكماش تتركز، أسفر في نهاية المطاف عن الميكانيكية غير مرضية خصائص للمسبوكات.
والغرض من هذه الورقة هو تزويد الميدان الصناعي بوسيلة مجدية للحصول على الجبس Mn-Cu سبائك مع خصائص الممتازة التي يمكن استخدامها في الآلات، وفي صناعة الأدوات الدقيقة للحد من الاهتزاز وضمان المنتج على أساس نوعية. وفقا لتأثير خلط عناصر في مرحلة التحول وأداء الصب، يعتبر العنصر ال خفض γ-المرحلة المنطقة واستقرار مرحلة γ ، التي يمكن أن تجعل المرحلة γ بسهولة أكبر تحويل إلى γ‘ المرحلة مع التوائم الصغرى. وعلاوة على ذلك، ستزيد حل ال ذرات في مرحلة γ قوة السبيكة، مما يمكن أن يحسن من الخواص الميكانيكية. أيضا، العنصر هو أحد العناصر الهامة التي يمكن أن تحسن خصائص صب سبائك النحاس Mn. عنصر الزنك مفيد لتحسين الصب والتخميد خصائص السبيكة. وأخيراً، 2% wt الزنك و 3 wt % شركة أضيفت إلى سبيكة رباعي منكونيفي في هذا العمل، ويلقي ظلالا جديدة وضعت سبيكة Mn-26Cu-12Ni-2Fe-2Zn-3Al (wt %). وعلاوة على ذلك، يتم استخدام العديد من الأساليب المختلفة من المعالجة الحرارية في هذا العمل وآثارها متميزة وتناقش على النحو التالي. واستخدمت للحد من العزل تغصن معاملة التجانس. واستخدمت العلاج الحل للتثبيت من الشوائب. علاج الشيخوخة ويستخدم لإحداث التحلل spinodal؛ وفي الوقت نفسه، يتم استخدام أوقات الشيخوخة المختلفة للبحث عن المعلمات الأمثل للقدرات التخميد الممتاز ودرجة حرارة عالية من خدمة. في نهاية المطاف، تم فحص أسلوب معالجة الحرارية أفضل للقدرات التخميد متفوقة، فضلا عن درجة حرارة عالية من خدمة.
اتضح أن الاحتكاك الداخلي الأقصى (ف-1) وخدمة أعلى درجة حرارة يمكن أن يتحقق في الوقت نفسه بالشيخوخة السبيكة عند 435 درجة مئوية ح 2. بسبب البساطة وكفاءة هذا الأسلوب إعداد، يمكن أن تنتج رواية المدلى بها الاتحاد الجمركي القائم Mn التخميد سبائك مع الأداء الممتاز، وهو أهمية عملية هامة لتطبيق الهندسة. هذا الأسلوب مناسبة خاصة للتحضير لصب السبائك التخميد عالية Mn-المستندة إلى الاتحاد الجمركي التي يمكن استخدامها للحد من الاهتزاز.
Protocol
Representative Results
Discussion
للتأكد من أن هذا النوع من سبائك المنغنيز-المستندة إلى الاتحاد الجمركي المدلى بها تمتلك قدرات متفوقة التخميد والخصائص الميكانيكية ممتازة، من الضروري ضمان أن المسبوكات تركيب الكيميائي مستقرة ودرجة نقاء عالية وبنية بلورية ممتازة. ولذلك، رقابة صارمة على الجودة اللازمة لعمليات الصهر والصب ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
أننا نعطي بفضل الدعم المالي لمؤسسة العلوم الطبيعية الوطنية الصينية (11076109)، وبرنامج علماء هونج كونج (XJ2014045، ز-YZ67)، “خطة مواهب 1000” من مقاطعة سيتشوان، (برنامج المواهب مقدمة من جامعة سيتشوان YJ201410)، والابتكار والبرنامج التجربة الإبداعية من جامعة سيتشوان (20171060، 20170133).
Materials
| 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 |
References
- Zener, C. . Elasticity and anelasticity of metals. , (1948).
- Jensen, J. W., Walsh, D. F. Manganese-Copper damping alloys. Bulletin 624. , (1965).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Findik, F. Improvements in spinodal alloys from past to present. Materials and Design. 42 (42), 131-146 (2012).
- 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).
- 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).
- Yin, F. X. Damping behavior characterization of the M2052 alloy aimed for practical application. Acta Metallurgica Sinica. 39 (11), 1139-1144 (2003).
- 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).
- Sakaguchi, T., Yin, F. X. Holding temperature dependent variation of damping capacity in a MnCuNiFe damping alloy. Scripta Materialia. 54 (2), 241-246 (2006).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Cowlam, N., Shamah, A. M. A diffraction study of y-Mn-Cu alloys. Journal of Physics F: Metal Physics. 11 (1), 27-43 (1981).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
