本文關(guān)鍵詞：熱處理對(duì)Mn-Cu合金阻尼性能的影響及阻尼材料疊層結(jié)構(gòu)研究

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【摘要】：本文采用真空感應(yīng)熔煉技術(shù)制備了Mn-48.1Cu-1.55Al(wt%)阻尼合金。利用鑲鑄法制備了Mn-Cu和Fe-Cr-Mo兩種阻尼合金的疊層結(jié)構(gòu)。通過(guò)X射線衍射技術(shù)(XRD),光學(xué)顯微鏡,掃描電鏡,到扭擺等研究了固溶冷卻速度,時(shí)效時(shí)間對(duì)鑄態(tài)Mn-Cu合金阻尼性能的影響；并探究了環(huán)境溫度對(duì)Mn-Cu合金阻尼性能的影響。以界面剪切強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度考察了疊層結(jié)構(gòu)界面結(jié)合性能；并分析磁場(chǎng)、非磁場(chǎng)和不同環(huán)境溫度條件下,疊層結(jié)構(gòu)的阻尼性能。Mn-Cu合金經(jīng)850℃ 0.5h固溶處理后以不同速度冷卻,并經(jīng)不同溫度時(shí)效處理,發(fā)現(xiàn)慢冷對(duì)合金的阻尼性能有利；固溶后再時(shí)效可大幅度提高水冷態(tài)Mn-Cu合金的阻尼性能,大約為時(shí)效前的19.53倍,這是由于過(guò)飽和程度越高越有利于調(diào)幅分解的進(jìn)行；測(cè)試不同溫度時(shí)效后試樣的維氏硬度,并結(jié)合阻尼性能,確定了亞穩(wěn)互溶區(qū)內(nèi)Mn-Cu合金發(fā)生調(diào)幅分解的最佳溫度為430℃。水冷狀態(tài)Mn-Cu合金經(jīng)430℃不同時(shí)間時(shí)效后,結(jié)果表明：隨時(shí)效時(shí)間增加合金的阻尼性能先增加后減小,4h時(shí)效阻尼性能最佳(Q-1=0.1523)。主要原因在于,時(shí)效過(guò)程中借助調(diào)幅分解形成的富Mn區(qū)(Mn含量80at%)提高了Mn-Cu合金的馬氏體相變點(diǎn)(Ms=82.5℃),使合金形成了馬氏體孿晶；過(guò)時(shí)效狀態(tài)α-Mn的析出導(dǎo)致了合金阻尼性能下降。Mn-Cu合金獲得最佳阻尼性能的熱處理工藝為：850℃ 0.5h淬火再進(jìn)行430℃4h時(shí)效處理；探究了環(huán)境溫度對(duì)Mn-Cu合金阻尼性能的影響,隨環(huán)境溫度的升高,合金阻尼性能逐漸降低。原因在于較高的環(huán)境溫度引起了馬氏體的逆轉(zhuǎn)變,使合金中孿晶數(shù)量減少。疊層結(jié)構(gòu)取得了良好的界面結(jié)合效果,鑄錠底部的疊層結(jié)構(gòu)界面形成了良好的冶金結(jié)合,界面剪切強(qiáng)度達(dá)到157.5MPa,拉伸強(qiáng)度達(dá)到156.98Mpa;靠近鑄型型壁及鑄錠頂部的疊層結(jié)構(gòu)界面為冶金結(jié)合機(jī)械結(jié)合共存；疊層結(jié)構(gòu)包含了鐵磁型和孿晶型兩種阻尼機(jī)制；磁場(chǎng)環(huán)境和高的環(huán)境溫度分別抑制了鐵磁型阻尼和孿晶型阻尼；疊層結(jié)構(gòu)可以在更寬的幅域和溫域保持良好阻尼性能,并且在磁場(chǎng)環(huán)境中仍具有良好的減振性能。但鐵磁型阻尼在疊層結(jié)構(gòu)中發(fā)揮的作用有限,原因在于疊層結(jié)構(gòu)的堆垛次序以及組元尺度和比例。
【關(guān)鍵詞】：Mn-Cu合金 阻尼性能 調(diào)幅分解 孿晶 疊層結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG145;TG156
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-26
• 1.1 阻尼11-12
• 1.2 Mn-Cu概述12-15
• 1.2.1 Mn-Cu阻尼合金的基本特性13-14
• 1.2.2 Mn-Cu合金的阻尼機(jī)理14-15
• 1.3 Mn-Cu阻尼合金的相變15-18
• 1.3.1 Mn-Cu合金相圖15-16
• 1.3.2 Mn-Cu合金的相變及孿晶形成16-17
• 1.3.3 Mn-Cu合金的調(diào)幅分解17-18
• 1.4 Mn-Cu合金阻尼性能的影響因素18-21
• 1.4.1 合金化18-20
• 1.4.2 熱處理20-21
• 1.5 Mn-Cu阻尼合金的工程應(yīng)用21-22
• 1.6 雙金屬?gòu)?fù)合22-23
• 1.7 選題意義及研究?jī)?nèi)容23-24
• 1.7.1 選題背景及意義23-24
• 1.7.2 本文研究?jī)?nèi)容24
• 1.8 技術(shù)路線24-26
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料與研究方法26-34
• 2.1 合金熔煉及試樣制備26-29
• 2.1.1 材料成分設(shè)計(jì)及熔煉設(shè)備26
• 2.1.2 合金熔煉及試樣制備26-27
• 2.1.3 疊層阻尼結(jié)構(gòu)制備27-29
• 2.1.3.1 鑲塊表面處理27-29
• 2.1.3.2 疊層結(jié)構(gòu)鑲鑄29
• 2.2 熱處理工藝29-30
• 2.2.1 固溶工藝29
• 2.2.2 時(shí)效工藝29-30
• 2.3 性能測(cè)試30-33
• 2.3.1 阻尼性能30-31
• 2.3.2 力學(xué)性能測(cè)試31-33
• 2.3.2.1 顯微硬度31
• 2.3.2.2 界面剪切性能31-33
• 2.4 顯微組織及微觀分析33-34
• 2.4.1 金相組織觀察33
• 2.4.2 XRD分析33
• 2.4.3 掃描電鏡分析33-34
• 第3章 熱處理工藝對(duì)Mn-Cu合金阻尼性能的影響34-48
• 3.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果34-41
• 3.1.1 XRD圖譜34-36
• 3.1.2 微觀組織36-37
• 3.1.3 阻尼性能37-41
• 3.2 分析討論41-46
• 3.2.1 冷卻速度對(duì)Mn-Cu合金阻尼性能的影響41-42
• 3.2.2 時(shí)效對(duì)Mn-Cu合金阻尼性能的影響42-46
• 3.2.2.1 確定Mn-Cu最佳時(shí)效溫度42-44
• 3.2.2.2 時(shí)效時(shí)間對(duì)Mn-Cu合金阻尼性能的影響44-46
• 3.2.3 環(huán)境溫度對(duì)Mn-Cu合金阻尼性能的影響46
• 3.3 小結(jié)46-48
• 第4章 Fe-Cr-Mo與Mn-Cu疊層結(jié)構(gòu)的界面結(jié)合性能及阻尼性能48-59
• 4.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果48-54
• 4.1.1 界面微觀組織48-49
• 4.1.2 界面的力學(xué)性能49-52
• 4.1.2.1 界面剪切強(qiáng)度49-51
• 4.1.2.2 界面拉伸強(qiáng)度51-52
• 4.1.3 疊層結(jié)構(gòu)阻尼性能52-54
• 4.2 分析與討論54-57
• 4.2.1 疊層結(jié)構(gòu)界面結(jié)合性能54-55
• 4.2.2 疊層結(jié)構(gòu)阻尼性能55-57
• 4.3 小結(jié)57-59
• 第5章 結(jié)論59-60
• 展望60-61
• 致謝61-62
• 參考文獻(xiàn)62-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果69

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：705883