El propósito de este trabajo es diseñar y desarrollar una noble aleación de manganeso-cobre-níquel-hierro-zinc-aluminio con capacidad de amortiguación superior y alta temperatura de uso, que puede actuar como un candidato prometedor hacia aplicaciones de ingeniería. El breve proceso de preparación es el siguiente. El primer paso es preparar las materias primas.
El segundo es fundir estos metales puros en un horno de fusión de inducción al vacío y atmósfera desértica. El tercero es obtener las fundiciones de aleación por líquido de aleación fundida a medida en molde de arena de sílice suavemente. El cuarto es eliminar las piezas fundidas rompiendo el molde de arena cuando la temperatura del molde cae a un nivel bajo.
El quinto es hacer que los especímenes de fundición de aleación estén sujetos a diferentes tratamientos térmicos. Por último, la microestructura delgada, la capacidad de amortiguación y la temperatura de uso se investigan sistemáticamente mediante una serie de métodos de caracterización y prueba. Se ha encontrado que las aleaciones a base de manganeso-cobre tienen capacidad de amortiguación para reducir el ruido y la vibración, que se pueden atribuir principalmente a los límites gemelos inducidos por la distorsión de celosía producida por la transformación de cara tetragonal centrada en la cara, centrada en la cara, por debajo del punto de transformación de la cara.
Mientras que la temperatura de transformación de la cara depende directamente del contenido de manganeso en aleaciones a base de cobre de manganeso. Es decir, cuanto mayor sea la concentración de manganeso, mayor será la distorsión de la celosía. Cuanto mayor sea la temperatura de transformación martensítica, más se realiza la fase FCT de las sierras de amortiguación obtenidas a temperatura ambiente.
Por lo tanto, mejor es la capacidad de amortiguación. Entre estas aleaciones a base de manganeso-cobre, la aleación forjada de manganeso-cobre-níquel-hierro ha sido ampliamente estudiada y utilizada en las últimas décadas. Los investigadores encontraron que este tipo de aleación puede alcanzar una buena capacidad de amortiguación mediante el tratamiento de envejecimiento en un rango de temperatura adecuado, que se debe principalmente a la descomposición de la fase madre gamma en crestas ricas en manganeso a nanoescala y crestas ricas en cobre a nanoescala, lo que resulta en la mejora de la capacidad de amortiguación.
En comparación con la forja y la formación, la fundición ha sido ampliamente utilizada hasta ahora, debido al proceso de fabricación simple, bajo costo integrado, y alta eficiencia de producción, etc. El grupo de investigación y otros investigadores principales han investigado los factores de influencia en la capacidad de amortiguación y la microestructura de la fundición S de aleación M2052. Sin embargo, la aleación M2052 era defectuosa en la castabilidad.
Por ejemplo, una amplia gama de temperatura de cristalización, el riesgo de fundición de porosidad, contracción concentrada, etc., eventualmente conduce a la práctica mecánica insatisfactoria. Por lo tanto, con el fin de resolver estos problemas, los elementos de zinc y aluminio se añaden en las métricas de aleación de manganeso-cobre-níquel-hierro en este trabajo para mejorar su rendimiento de fundición, y el proceso de tratamiento térmico preferible se examina tanto para una buena capacidad de amortiguación y una alta temperatura de uso. Por último, un nuevo tipo de aleación envejecida de fundición de manganeso-cobre-níquel-hierro-zinc-aluminio, con excelente capacidad de amortiguación y alta temperatura de uso, se obtuvieron mediante el diseño de aleación y la optimización del tratamiento térmico.
Por lo tanto, hay una razón adecuada para pensar que es una buena opción para aplicaciones de ingeniería. Preparar materias primas. Preparar la nueva aleación en 65%manganeso electrolítico, 26%cobre electrolítico, 2%hierro puro industrial, 2%deco electrolítico, 3%aluminio electrolítico y 2% zinc electrolítico.
Las materias primas estaban disponibles comercialmente. Proceso de fusión y fundición. Utilice un horno de fusión de inducción de vacío de frecuencia media en el experimento.
En primer lugar, preparar patrones. Utilice dos patrones de madera en este trabajo. Asegúrese de que el tamaño del patrón se agrande ligeramente para tener en cuenta la contracción, y el mecanizado lo permite.
En segundo lugar, preparar la arena de moldeo. Mezclar 4%a 8%silicato de sodio y arena de cuarzo juntos. Luego, haz el molde a mano.
Coloque dos patrones en el matraz de moldeo. A continuación, rodar sobre el matraz después de embestir la arena de moldeo alrededor de los patrones y retirar los patrones de la arena. Cepille la superficie del molde de arena con recubrimiento para fundición de arena para mejorar la calidad de la superficie de fundición y reducir los defectos de fundición.
Por fin, para obtener un molde de arena seca, poner el molde de arena en un horno para hornearlo a 180 grados durante más de ocho horas. En tercer lugar, encajar en materias primas. Abra la tapa del horno, coloque el manganeso, el níquel de cobre, el hierro, el zinc y los materiales de aluminio en el crisol.
Cubra los materiales con luz seca por fin. En cuarto lugar, saque el molde de fundición del horno y colótelo en el horno. Ajuste su posición para un vertido exitoso.
Cierre la tapa, vacíe el horno y abra el sistema de distribución de calor para iniciar la fusión de la aleación. Vierta el metal fundido suavemente en el molde de fundición después del proceso de refinación. Finalmente, después de que el metal fundido se solidifice por completo, saque el molde de fundición.
Retire las piezas fundidas del molde de fundición cuando la temperatura del molde baje a un nivel bajo. Pretratamiento de fundiciones. Corte las muestras de la fundición utilizando una máquina de corte lineal.
Los especímenes para mediciones XRD y observación metalográfica tienen un tamaño de diez veces diez veces un milímetro. Los especímenes para la medición del ADN poseen una dimensión de 0,8 veces diez veces treinta y cinco milímetros. Tratamiento térmico.
Divida los especímenes de pulido en siete grupos, entre los cuales los especímenes uno estaban libres de tratamiento. Mantener un estado de fundición para la conmemoración y poner a otros en un horno de resistencia tipo caja para diferentes tratamientos térmicos. El propósito del tratamiento de homogeneización es reducir la segregación dendrítica.
El propósito del tratamiento de la solución es inmovilizar las impurezas, así como se utilizan diferentes tiempos de envejecimiento para averiguar los parámetros óptimos para una excelente capacidad de amortiguación y temperatura de uso. Capacidad de amortiguación de prueba. Utilice análisis mecánicos dinámicos para la medición de la capacidad de amortiguación de muestras.
Durante la prueba, detecte los datos del ángulo de la cara entre la tensión aplicada a la muestra y la tensión producida en la muestra. A continuación, caracterice la capacidad de amortiguación por q a la potencia de menos uno. Que está determinado por la fórmula q a la potencia de menos uno igual a delta tangente.
Cuanto mayor sea el valor delta, mejor será la capacidad de amortiguación. Caracterización simple. Para la observación de la microestructura de dendritas, etc. todos los especímenes durante aproximadamente un minuto en una solución mixta de ácido perclórico y alcohol después del pulido mecánico.
A continuación, limpie los especímenes con acetona. Seque la muestra con un soplador y observe la estructura dendrítica con un microscopio metalográfico. La Figura siete muestra la dependencia de amplitud de resistencia de q a la potencia de menos uno para sus especímenes de aleación de manganeso-cobre-níquel-hierro-zinc-aluminio fundido, número uno al número siete, y su fundición M2052.
Estas curvas muestran que posteriormente llevar a cabo el envejecimiento de la homogeneización, el envejecimiento de la solución y el envejecimiento mejoraron aún más la capacidad de amortiguación de la aleación de manganeso fundido S-cobre-níquel-hierro-zinc-aluminio respectivamente. En el que, el envejecimiento durante dos horas, resulta en la mayor capacidad de amortiguación entre ellos. La Figura ocho muestra el efecto del tratamiento térmico en la segregación microscópica de dendrita de manganeso.
En comparación con la microestructura del espécimen uno, las segregaciones de dendrita de manganeso del espécimen cinco y seis se debilitan hasta cierto punto, mientras que la contraparte del espécimen siete no tiene diferencia distintiva. Estos resultados indican que los tratamientos de envejecimiento de homogeneización y envejecimiento de la solución debilitan la segregación microscópica del manganeso, pero el tratamiento de envejecimiento directo no tiene ningún efecto evidente en él. De acuerdo con la curva de capacidad de amortiguación dependiente de la temperatura, la capacidad de amortiguación disminuye rápidamente y la temperatura aumenta.
La temperatura superficial de la muestra uno, cinco a siete, se enumeran en la Tabla 2. Se puede ver claramente que el envejecimiento a 435 grados durante dos horas puede llamar a la temperatura de uso óptima. La Figura nueve muestra la relación entre la distorsión de la celosía, q a la potencia de menos uno, y la temperatura de uso de las aleaciones de manganeso fundido S-cobre-níquel-hierro-zinc-aluminio sujetos a diferentes tratamientos térmicos.
Evidentemente, la distorsión de celosía está positivamente relacionada con la q con la potencia de menos uno y la temperatura de uso. A saber, cuanto mayor sea la distorsión de la celosía, mejor será la capacidad de amortiguación y la temperatura de uso. Todos los resultados indican que la capacidad de amortiguación óptima de la temperatura de uso más alta se logra mediante el envejecimiento a 435 grados durante dos horas de aleación de manganeso fundido S-cobre-níquel-hierro-zinc-aluminio, principalmente debido a la mayor segregación de manganeso a nanoescala, lo que resulta en la máxima distorsión de celosía en la aleación.
Y la noble aleación de manganeso-cobre-níquel-hierro-zinc-aluminio fundido S, con capacidad de amortiguación superior y alta temperatura de uso, se ha obtenido mediante el diseño de aleación y la optimización del tratamiento térmico en este trabajo. El proceso óptimo de tratamiento térmico está envejeciendo a 435 grados durante dos horas, lo que puede conducir a la mayor segregación de manganeso a nanoescala, mejorando así significativamente la capacidad de amortiguación y la temperatura de uso en comparación con la aleación de fundición S original. Este trabajo será de gran importancia en el diseño y preparación de nuevas aleaciones de amortiguación a base de manganeso-cobre con excelentes propiedades para aplicaciones industriales prácticas.
