一种高阻尼Mn-Fe基减振合金及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高阻尼Mn-Fe基减振合金及其制备方法。Mn-Fe基减振合金由如下重量百分数的组分组成：Mn10-20%,Al1-5%,Ni1-5%,Zn1-5%,Cr:3-5%,Si:1-3%，余量为Fe。制备方法包括如下步骤：(1)合金熔炼:按照比例将各组分混合,并采用氩气保护的感应熔炼炉熔炼，在熔化状态下保温10分钟进行均匀化后进行合金浇铸；(2)合金铸造后,在1100-1200℃进行均匀化处理24个小时,之后在900-1150℃之间进行锻造,中间退火温度为1000℃；(3)锻件经过1000℃固溶处理后水淬。所得材料强韧性高,阻尼性能(SDC)达到35%以上。制备方法具有成本低廉,可移植性强的特点。
【专利说明】—种高阻尼Mn-Fe基减振合金及其制备方法
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种合金材料，具体地说，涉及一种高阻尼Mn-Fe基减振合金及其制备方法。
【背景技术】
[0003]随着科学技术的迅速发展和现代工业自动化程度的提高，汽车和机械等产品越来越趋于高速化和大功率化。随之而来的振动和噪音已经成为一个不可忽视的国际难题。阻尼合金材料是一种功能性合金材料，通过内部的阻尼机制可以有效地将机械能转换成热能而耗散掉。具有良好的强韧性，且在较大温度和频率范围内呈现优异的阻尼性能的高阻尼合金材料有着很大的市场需求量和广阔的应用范围。Fe基减振合金是阻尼合金系列中重要的一类，由于 具有高的阻尼系数，良好的力学性能等特点，有望在众多工程领域获得大规模应用。合金材料的阻尼性能一般而言随着力学性能的升高而降低。随着Fe基高阻尼合金应用领域的进一步拓展，解决阻尼力学性能和减振性能之间的矛盾，开发具有高强韧性和高阻尼特定的Fe基合金材料，是一个非常重要而亟待解决的工程问题。
[0004]现有的Fe基合金中，经过添加Mn后熔炼和热处理，合金的比阻尼性能(SDC)可以达到30%，屈服强度350Mpa，抗拉强度700MPa，延伸率38%。随着现代工业和交通运输的迅速发展，振动和噪音问题变得更加突出。无论是国防工业还是民用工业对减振性能和相关材料提出了更高的要求。获得更高阻尼性能(SDC>35%)的Fe基合金材料，并同时维持足够的强度(抗拉强度>700MPa)是目前亟待解决的关键问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种高阻尼Mn-Fe基减振合金及其制备方法。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种Mn-Fe基减振合金，由如下重量百分数的组分组成:
Mn 10-20%, Al 1-5%, Ni 1-5%, Zn 1-5%, Cr: 3-5%, S1: 1_3%，余量为 Fe。
[0007]上述Mn-Fe基减振合金的制备方法，包括如下步骤:
(1)合金熔炼:按照比例将各组分混合，并采用氩气保护的感应熔炼炉熔炼，在熔化状态下保温10分钟进行均匀化后进行合金浇铸；
(2)合金铸造后，在1100-1200°C进行均匀化处理24个小时，之后在900_1150°C之间进行锻造，中间退火温度为1000°C ;
(3)锻件经过1000°C固溶处理后水淬。
[0008]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:本发明采用材料学技术来进行合金化，提高材料的力学和减振性能。采用新颖而高效的热处理方法也可以进一步优化材料的阻尼性能。本发明设计的Fe基减振合金以及热处理工艺，所得材料的比阻尼性能可以达到35%以上，屈服强度MOOMpa，抗拉强度>750MPa，延伸率>30%。通过合金元素的优化以及相应的热处理工艺，能够优化合金组织，提高材料的强度，耐磨性，耐腐蚀性和内耗值。此外，合金材料还具备良好的加工性能，耐高温性能。经过合理的设计后可以有效地降低振动和噪声。
【具体实施方式】
[0009]实施例1:
一种Mn-Fe基减振合金，其组分的重量百分比为:Mn 12%, Al 2%, Ni 1%, Zn 3%,Cr 5%, Si 2%,其余为Fe，各组分之和100%。待熔炼材料放入真空感应炉内，抽真空后采用氩气保护进行熔炼。将合金液保温10分钟后即可浇铸。合金铸造后，在1100度进行均匀化处理24个小时，之后在900°C进行锻造，中间退火温度为1000°C。锻件经过1000度固溶处理后水淬。所得材料的比阻尼性能(SDC)可以达到35%，屈服强度420Mpa，抗拉强度760MPa,延伸率36%。
[0010]实施例2:
一种Mn-Fe基减振合金，其组分的重量百分比为:Mn 16%, Al 1%, Ni 2%, Zn 2%,Cr 4%, Si 1%,其余为Fe，各组分之和100%。待熔炼材料放入真空感应炉内，抽真空后采用氩气保护进行熔炼。将合金液保温10分钟后即可浇铸。合金铸造后，在1150度进行均匀化处理24个小时，之后在950°C进行锻造，中间退火温度为1000°C。锻件经过1000°C固溶处理后水淬。所得材料的比阻尼性能(SDC)可以达到38%，屈服强度430Mpa，抗拉强度740MPa,延伸率38% 。
【权利要求】
1.一种Mn-Fe基减振合金，其特征在于由如下重量百分数的组分组成:
Mn 10-20%, Al 1-5%, Ni 1-5%, Zn 1-5%, Cr: 3-5%, S1: 1_3%，余量为 Fe。
2.权利要求1所述Mn-Fe基减振合金的制备方法，其特征在于包括如下步骤: (1)合金熔炼:按照比例将各组分混合，并采用氩气保护的感应熔炼炉熔炼，在熔化状态下保温10分钟进行均匀化后进行合金浇铸； (2)合金铸造后，在1100-1200°C进行均匀化处理24个小时，之后在900_1150°C之间进行锻造，中间退火温度为1000°C ; (3)锻件经过100 0°C固溶处理后水淬。
【文档编号】C21D6/00GK103966529SQ201410192933
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月9日 优先权日:2014年5月9日
【发明者】刘亚军, 曹贺全, 曹帅, 郭强 申请人:曹帅