【摘 要】
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振动和噪音已成为当今世界普遍关注的问题之一,不论是针对机械设备的正常运转还是为了提升人们的生活质量,减振降噪是社会、科研人员等长期需要面对的研究课题。而Fe-Mn基阻尼合金以其优良的力学性能和高阻尼一直备受关注,结构材料功能化又是如今材料发展趋势,由此,本文以Fe-19Mn为基础,向其中添加了 Cr元素,致力于提升合金的抗腐蚀性能,并逐次添加了 Co和Si元素,最终确定成分为Fe-19Mn,Fe-
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振动和噪音已成为当今世界普遍关注的问题之一,不论是针对机械设备的正常运转还是为了提升人们的生活质量,减振降噪是社会、科研人员等长期需要面对的研究课题。而Fe-Mn基阻尼合金以其优良的力学性能和高阻尼一直备受关注,结构材料功能化又是如今材料发展趋势,由此,本文以Fe-19Mn为基础,向其中添加了 Cr元素,致力于提升合金的抗腐蚀性能,并逐次添加了 Co和Si元素,最终确定成分为Fe-19Mn,Fe-19Mn-8Cr,Fe-19Mn-8Cr-1Co,Fe-19Mn-8Cr-1Co-0.2Si。实验通过动态机械分析仪(DMA,Q800)测试阻尼性能,运用XRD、金相显微镜、扫描电镜等分析与观测方法,研究了固溶处理、时效处理以及冷轧压下率对合金微观组织与性能的影响。具体实验结果如下:(1)对比了不同成分合金固溶处理后的微观组织和阻尼性能,结果表明,不同合金成分固溶处理并水冷后得到的ε马氏体的体积分数越高,阻尼性能越好,说明此时ε马氏体为主要的阻尼源。(2)研究了固溶温度对Fe-19Mn-8Cr-1Co阻尼性能的影响,实验结果表明,随着固溶温度的升高,ε马氏体体积分数先增大后减小,阻尼性能也先增大后减小,这可能是由于温度较高时ε马氏体板条逐渐长大、变宽,并且互相交割、缠结,从而阻碍了阻尼源的运动造成阻尼性能的下降。(3)研究了时效时间对Fe-19Mn-8Cr-1Co阻尼性能的影响,结果表明,阻尼性能随着时效时间的延长先增大后减小,这是由于淬火空位和C原子偏聚的相互作用引起的。(4)对比了不同成分合金冷轧后的阻尼性能,实验结果表明,冷轧后形成了α’马氏体,且ε马氏体含量高的阻尼性能反而不好,说明冷轧后ε马氏体的含量不是评价合金阻尼性能的首要影响因素。(5)研究了冷轧压下率对Fe-19Mn-8Cr-1Co阻尼性能的影响,结果表明,冷轧能显著提升合金的阻尼性能,随着冷轧压下率的增大阻尼性能先升高后降低。累积压下率为20%时,阻尼性能最好。(6)对合金的力学性能和腐蚀性能进行测试和分析。结果表明冷轧前Fe-19Mn的抗拉强度最高,达到762MPa,其它三个成分的延伸率、屈服强度、抗拉强度都接近。而Fe-19Mn-8Cr-1Co经过20%压下率后,与Fe-19Mn相比,阻尼性能和力学性能均较好。同样,3.5%NaCl溶液进行浸泡腐蚀试验表明,Cr元素的添加明显提升了合金的抗腐蚀性能。
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