Name: an available technique for preparation of new cast mncunifeznal alloy with superior damping capacity and high service temperature
Uploaded: 2018-09-23T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about An Available Technique for Preparation of New Cast MnCuNiFeZnAl Alloy with Superior Damping Capacity and High Service Temperature at JoVE.com

Vi takker for økonomisk støtte til den National Natural Science Foundation of China (11076109), Hong Kong lærde Program (XJ2014045, G-YZ67), "1000 talenter Plan" i Sichuan-provinsen, Talent Introduktion Program af Sichuan University ( YJ201410), og Innovation og kreative eksperiment Program af Sichuan University (20171060, 20170133).

1. forberedelse af råvarer
<ol><li>Vejes alle de nødvendige råvarer med en elektronisk skala med masse procentdel (65% elektrolytisk Mn, 26% elektrolytisk Cu, 2% industrielle ren Fe, 2% elektrolytisk Ni, 3% elektrolytisk Al, og 2% elektrolytisk Zn), som vist i figur 1. Bemærk: Alle disse råvarer var kommercielt tilgængelige.</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57180/57180fig1.jpg"> <strong...

<ol>
	<li>Zener, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Elasticity and anelasticity of metals. , (1948).</li><li>Jensen, J. W., Walsh, D. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Manganese-Copper+damping+alloys.">Manganese-Copper damping alloys.</a> Bulletin 624. , (1965).</li><li>Wang, X. Y., Peng, W. Y., Zhang, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Martensitic+twins+and+antiferromagnetic+domains+in+gamma-MnFe(Cu)+alloy.">Martensitic twins and antiferromagnetic domains in gamma-MnFe(Cu) alloy.</a> Materials Science and Engineering A. 438, 194-197 (2006).</li><li>Wang, X. Y., Zhang, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structure+of+twin+boundaries+in+Mn-based+shape+memory+alloy:+a+HRTEM+study+and+the+strain+energy+driving+force.">Structure of twin boundaries in Mn-based shape memory alloy: a HRTEM study and the strain energy driving force.</a> Acta Materialia. 55 (15), 5169-5176 (2007).</li><li>Yin, F. X., Ohsawa, Y., Sato, A., Kawahara, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Decomposition+behavior+of+the+gamma(Mn)+solid+solution+in+a+Mn-20Cu-8Ni-2Fe+(at%)+alloy+studied+by+a+magnetic+measurement.">Decomposition behavior of the gamma(Mn) solid solution in a Mn-20Cu-8Ni-2Fe (at%) alloy studied by a magnetic measurement.</a> Materials Transactions,JIM. 40 (5), 451-454 (1999).</li><li>Dean, R. S., Potter, E. V., Long, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Properties+of+transitional+structures+in+Copper-Manganese+alloys.">Properties of transitional structures in Copper-Manganese alloys.</a> Metallurgical and Materials Transactions, ASM. 34, 465-500 (1945).</li><li>Yin, F. X., Ohsawa, Y., Sato, A., Kawahara, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temperature+dependent+damping+behavior+in+a+Mn-18Cu-6Ni-2Fe+alloy+continuously+cooled+in+different+rates+from+the+solid+solution+temperature.">Temperature dependent damping behavior in a Mn-18Cu-6Ni-2Fe alloy continuously cooled in different rates from the solid solution temperature.</a> Scripta Materialia. 38 (9), 1314-1346 (1998).</li><li>Findik, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improvements+in+spinodal+alloys+from+past+to+present.">Improvements in spinodal alloys from past to present.</a> Materials and Design. 42 (42), 131-146 (2012).</li><li>Yan, J. Z., Li, N., Fu, X., Zhang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+strengthening+effect+of+spinodal+decomposition+and+twinning+structure+in+MnCu-based+alloy.">The strengthening effect of spinodal decomposition and twinning structure in MnCu-based alloy.</a> Materials Science and Engineering A. 618, 205-209 (2014).</li><li>Soriano-Vargas, O., Avila-Davila, E. O., Lopez-Hirata, V. M., Cayetano-Castro, N., Gonzalez-Velazquez, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+spinodal+decomposition+on+the+mechanical+behavior+of+Fe-Cr+alloys.">Effect of spinodal decomposition on the mechanical behavior of Fe-Cr alloys.</a> Materials Science and Engineering A. 527 (12), 2910-2914 (2010).</li><li>Yin, F. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Damping+behavior+characterization+of+the+M2052+alloy+aimed+for+practical+application.">Damping behavior characterization of the M2052 alloy aimed for practical application.</a> Acta Metallurgica Sinica. 39 (11), 1139-1144 (2003).</li><li>Yin, F. X., Ohsawa, Y., Sato, A., Kohji, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=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.">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.</a> Materials Transactions, JIM. 39 (8), 841-848 (1998).</li><li>Sakaguchi, T., Yin, F. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Holding+temperature+dependent+variation+of+damping+capacity+in+a+MnCuNiFe+damping+alloy.">Holding temperature dependent variation of damping capacity in a MnCuNiFe damping alloy.</a> Scripta Materialia. 54 (2), 241-246 (2006).</li><li>Tanji, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+damping+performance+of+M2052+alloy+at+cryogenic+temperatures.">Measurement of damping performance of M2052 alloy at cryogenic temperatures.</a> Journal of Alloys and Compounds. 355 (1-2), 207-210 (2003).</li><li>Yin, F. X., Iwasaki, S., Sakaguchi, T., Nagai, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Susceptibility+of+damping+behavior+to+the+solidification+condition+in+the+as-cast+M2052+high-damping+alloy.">Susceptibility of damping behavior to the solidification condition in the as-cast M2052 high-damping alloy.</a> Key Engineering Materials. 319, 67-72 (2006).</li><li>Yin, F. X., Ohsawa, Y., Sato, A., Kawahara, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+the+strain-amplitude+and+frequency+dependent+damping+capacity+in+the+M2052+alloy.">Characterization of the strain-amplitude and frequency dependent damping capacity in the M2052 alloy.</a> Materials Transactions, JIM. 42 (3), 385-388 (2001).</li><li>Zhong, Z. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mn+segregation+dependence+of+damping+capacity+of+as-cast+M2052+alloy.">Mn segregation dependence of damping capacity of as-cast M2052 alloy.</a> Materials Science and Engineering A. 660, 97-101 (2016).</li><li>Liu, W. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+cast-aged+MnCuNiFeZnAl+alloy+with+good+damping+capacity+and+high+service+temperature+toward+engineering+application.">Novel cast-aged MnCuNiFeZnAl alloy with good damping capacity and high service temperature toward engineering application.</a> Materials Design. 106, 45-50 (2016).</li><li>Cowlam, N., Shamah, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+diffraction+study+of+y-Mn-Cu+alloys.">A diffraction study of y-Mn-Cu alloys.</a> Journal of Physics F: Metal Physics. 11 (1), 27-43 (1981).</li><li>Yan, J. Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+pre-deformation+and+subsequent+aging+on+the+damping+capacity+of+Mn-20+at.%Cu-5+at.%Ni-2+at.%Fe+alloy.">Effect of pre-deformation and subsequent aging on the damping capacity of Mn-20 at.%Cu-5 at.%Ni-2 at.%Fe alloy.</a> Advanced Engineering Materials. 17 (9), 1332-1337 (2015).</li><li>Zhang, Y., Li, N., Yan, J. Z., Xie, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+the+precipitated+second+phase+during+aging+on+the+damping+capacity+degradation+behavior+of+M2052+alloy.">Effect of the precipitated second phase during aging on the damping capacity degradation behavior of M2052 alloy.</a> Advances in Materials Research. 873, 36-41 (2014).</li><li>Yin, F. X., Ohsawa, Y., Sato, A., Kawahara, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=X-ray+diffraction+characterization+of+the+decomposition+behavior+of+gamma(Mn)+phase+in+a+Mn-30+at.%+Cu+alloy.">X-ray diffraction characterization of the decomposition behavior of gamma(Mn) phase in a Mn-30 at.% Cu alloy.</a> Scripta Materialia. 40 (9), 993-998 (1999).</li><li>Yin, F. X., Ohsawa, Y., Sato, A., Kawahara, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phase+decomposition+of+the+gamma+phase+in+a+Mn-30+at.%+Cu+alloy+during+aging.">Phase decomposition of the gamma phase in a Mn-30 at.% Cu alloy during aging.</a> Acta Materialia. 48 (6), 1273-1282 (2000).</li><li>Ritchie, I. G., Sprungmann, K. W., Sahoo, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Internal-friction+in+Sonoston+-+a+high+damping+Mn/Cu-based+alloy+for+marine+propeller+applications.">Internal-friction in Sonoston - a high damping Mn/Cu-based alloy for marine propeller applications.</a> Journal De Physique. 46 (C-10), 409-412 (1985).</li><li>Kawahara, K., Sakuma, N., Nishizaki, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+Fourth+Elements+on+Damping+Capacity+of+Mn-20Cu-5Ni+Alloy.">Effect of Fourth Elements on Damping Capacity of Mn-20Cu-5Ni Alloy.</a> Journal of the Japan Institute of Metals. 57 (9), 1097-1100 (1993).</li></ol>

For at sikre, at denne form for som støbt Mn-Cu-baseret legering besidder både overlegen dæmpning kapacitet og gode mekaniske egenskaber, er det nødvendigt at sikre en stabil kemisk sammensætning, høj renhed, og en fremragende krystalstruktur støbegods. Streng kvalitetskontrol er derfor nødvendigt for processerne, smeltning, hælde og varmebehandling.
For det første er det nødvendigt at vælge de rigtige ingredienser til legering. Det bør overvejes at tilføjet legering elementer ka...

Da Mn-Cu legeringer blev fundet af Zener have dæmpning kapacitet1, har de modtaget udbredt opmærksomhed og forskning2. Fordelene ved Mn-Cu legering er at det har høj dæmpning kapacitet, især ved lav belastning amplituder og dens dæmpning kapacitet ikke kan blive forstyrret af et magnetfelt, som er helt forskellig fra ferromagnetiske dæmpning legeringer. Mn-Cu-baserede legeringer høj dæmpning kapacitet kan hovedsagelig tilskrives bevægelighed af de indre grænser, hovedsagelig herunder twin grænser og fase grænser, der er genereret i den face-centered-cubic-to-face-centered-tetragonal) f.c.c.-f.c.t.) fase overgang under martensite transformation temperatur (Tt)3. Det er blevet konstateret, at Tt afhænger direkte af Mn indhold i Mn-Cu-baseret legering4,5; Det er, jo højere Mn indhold, jo højere Tt og jo bedre dæmpning kapacitet af materialet. Den legering, der indeholder mere end 80 på % mangan, fandtes for at have høj dæmpning kapacitet og optimal styrke når bratkølet fra solid-løsning temperatur6. Den højere Mn koncentration i legeringen medfører imidlertid direkte legering til at være mere skrøbelige og har en lavere strækforlængelse, indvirkning hårdheden og en værre korrosionsbestandighed, hvilket betyder, at legeringen ikke vil opfylder de tekniske krav. Tidligere forskningsresultater afslørede, at en aging behandling under passende forhold er en effektiv måde at forene dette problem; for eksempel, Mn-Cu-baserede dæmpning legeringer indeholdende 50-80% Mn kan også opnå en høj Tt og gunstige dæmpning kapacitet en aging behandling i passende temperatur interval7. Dette er på grund af nedbrydning af γ-forælder fase i nanoskala Mn-rige og nanoskala Cu-rige regioner mens aldring i Temperaturinterval for blandbarhed hul8,9,10, som anses for at forbedre Tt af denne legering sammen med dens dæmpning kapacitet. Det er tydeligvis en effektfuldt metode, der kan kombinere høj dæmpning kapacitet med fremragende bearbejdelighed.
M2052 legering anvendes til smedning danner, en repræsentant Mn-Cu-baserede high-dæmpning legering med medium Mn indhold udviklet af Kawahara et al. 11, er blevet grundigt undersøgt i de seneste årtier. Forskerne fandt, at M2052 legering har en god sweet spot mellem dæmpning kapacitet, flydespænding og gennemførlighed. Sammenlignet med smedning teknik, støbning har været almindeligt brugt hidtil simpel støbeprocessen, lave produktionsomkostninger, og høj produktivitet, osv de indflydelsesrige faktorer (fx, svingning frekvens, stamme amplitude, køling hastighed, varmebehandling temperatur/tid, osv.) på den dæmpning kapacitet, mikrostruktur og dæmpning mekanisme af M2052 legering er blevet undersøgt af nogle forskere12,13,14,15 ,16,17,18. Alligevel, M2052 legering støbning ydeevne er ringere, for eksempel, en bred vifte af krystallisering temperatur, forekomsten af støbning porøsitet og koncentreret svind, i sidste ende resulterer i den utilfredsstillende mekanisk egenskaber af støbegods.
Formålet med dette dokument er at give det industrielle område med en mulig metode til at opnå en støbt Mn-Cu baseret legering med fremragende egenskaber, som kan bruges i maskiner og præcision instrumenter industri til at reducere vibrationer og sikre produktet kvalitet. Ifølge effekt af legering elementer på fase transformation og støbning ydeevne, Al element anses for at reducere γ-fase region og stabilitet af γ -fase, som kan gøre γ fasen lettere omdanne til en γ' fase med mikro-tvillinger. Derudover vil løsning af Al atomer i γ fase øge styrken af den legering, der kan forbedre de mekaniske egenskaber. Ligeledes, Al element er et af de vigtige elementer, som kan forbedre Mn-Cu legering støbning egenskaber. Zn element er gavnligt at forbedre støbning og dæmpning egenskaber af legering. Endelig, 2 wt % Zn og 3 wt % Al blev føjet til MnCuNiFe kvaternære legering i dette arbejde og en ny støbt Mn-26Cu-12Ni-2Fe-2Zn-3Al (wt %) legeret blev udviklet. Derudover flere forskellige varmebehandling metoder der anvendes i dette arbejde og deres forskellige effekter beskrives som følger. Homogenisering behandlingen blev brugt til at reducere dendrit adskillelse. Løsning behandling blev brugt til urenheder immobilisering. Aging behandling bruges til at udløse spinodal nedbrydning; i mellemtiden, de forskellige aging gange bruges til opsøger de optimering parametre for både fremragende dæmpning kapacitet og en høj service temperatur. I sidste ende blev en bedre varmebehandling metode screenet for overlegen dæmpning kapacitet, samt en høj service temperatur.
Det viser sig, at den maksimale indre friktion (Q-1) og den højeste service temperatur kan nås samtidigt ved aging legering på 435 ° C i 2 timer. På grund af enkelhed og effektivitet af denne forberedelse metode, kan en roman som støbt Mn-Cu-baserede dæmpning legering med fremragende ydelse produceres, som har vigtige praktisk betydning for dens engineering anvendelse. Denne metode er især velegnet til forberedelse af casting Mn-Cu-baserede høj dæmpning legering, der kan anvendes til vibrationsreduktion af.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:747px;" width="747">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:163px;">manganese</td>
			<td style="width:299px;">Daye Nonferrous Metals Group Holdings Co., Ltd.</td>
			<td style="width:119px;">DJMnB</td>
			<td style="width:167px;">produced by electrolysis</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:163px;">copper</td>
			<td>Daye Nonferrous Metals Group Holdings Co., Ltd.</td>
			<td style="width:119px;">Cu-CATH-2</td>
			<td>produced by electrolysis</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:163px;">Nickel</td>
			<td>Daye Nonferrous Metals Group Holdings Co., Ltd.</td>
			<td>Ni99.99</td>
			<td>produced by electrolysis</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Iron</td>
			<td style="width:299px;">Ningbo Jiasheng Metal Materials Co., Ltd.</td>
			<td>YT01</td>
			<td>industrial pure Fe</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Zinc</td>
			<td>Daye Nonferrous Metals Group Holdings Co., Ltd.</td>
			<td>0#</td>
			<td>produced by electrolysis</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Aluminum</td>
			<td>Daye Nonferrous Metals Group Holdings Co., Ltd.</td>
			<td>Al99.90</td>
			<td>produced by electrolysis</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

an available technique for preparation of new cast mncunifeznal alloy with superior damping capacity and high service temperature

Mangan (Mn) - kobber (Cu) - baserede legeringer er blevet fundet for at have dæmpning kapacitet og kan bruges til at reducere skadelige vibrationer og støj effektivt. M2052 (Mn-20Cu-5Ni-2Fe, %) er en vigtig gren af Mn-Cu-baserede legeringer, som besidder både fremragende dæmpning kapacitet og processability. I de seneste årtier, masser af undersøgelser har været udført på optimering af M2052, forbedring af dæmpning kapacitet, mekaniske egenskaber, korrosionsbestandighed, og service temperatur, osv de store metoder til performance Optimering er legering, varmebehandling, forbehandling, og forskellige måder at støbning osv, blandt hvilke legering, samt vedtage en rimelig varmebehandling, er den enkleste og mest effektive metode til at opnå perfekt og omfattende ydeevne. For at opnå M2052 legeringen med fremragende ydeevne til støbning molding, foreslår vi at tilføje Zn og Al til matrixen MnCuNiFe legering og bruge en bred vifte af varmebehandling metoder til en sammenligning i mikrostrukturen, dæmpning, kapacitet og service temperatur. Således, en ny type af cast-alderen Mn-22.68Cu-1.89Ni-1.99Fe-1.70Zn-6.16Al (at.%) legeret med overlegen dæmpning kapacitet og høj service temperatur er opnået ved en optimeret varmebehandling metode. Sammenlignet med smedning teknik, støbt støbning er enklere og mere effektiv, og dette som støbt legering dæmpning kapacitet er fremragende. Der er derfor en velegnet grund til at synes, det er et godt valg for engineering applikationer.

Figur 7 viser afhængighed af den dæmpning kapacitet på stamme amplitude til som støbt MnCuNiFeZnAl legering prøver #1 - #7 og som støbt M2052. Resultaterne viser, at modellen #1 dæmpning kapacitet er højere, end at kaste M2052 legering (som vist i figur 7a) og den traditionelle smedede M2052 high-dæmpning legering nævnt i tidligere artikler20,21. Desuden dæmpni...

Watch this Scientific Journal Video about An Available Technique for Preparation of New Cast MnCuNiFeZnAl Alloy with Superior Damping Capacity and High Service Temperature at JoVE.com

An Available Technique for Preparation of New Cast MnCuNiFeZnAl Alloy with Superior Damping Capacity and High Service Temperature

Her præsenterer vi en protokol for at opnå en roman Mn-Cu-baseret legering med fremragende omfattende præstationer af en høj kvalitet metalsmeltning teknologi og rimelig varmebehandling metoder.

En tilgængelig teknik til udarbejdelse af nye støbt MnCuNiFeZnAl legering med overlegen dæmpning kapacitet og høj temperatur

Manganese (Mn)-copper (Cu)-based alloys have been found to have&#160;damping capacity and can be used to reduce harmful vibrations and noise effectively. ...

Formålet med dette arbejde er at designe og udvikle en ædel støbt alder mangan-kobber-nikkel-jern-zink-aluminium legering med overlegen dæmpning kapacitet og høj brug temperatur, som kan fungere som en lovende kandidat til tekniske applikationer. Den korte forberedelsesproces er som følger. Det første skridt er at forberede råvarer.Den anden er at smelte disse rene metaller i et vakuum induktion smelteovn og ørken atmosfære. Den tredje er at få legering støbegods af brugerdefinerede smeltet legering væske i silica sand skimmel glat. Den fjerde er at fjerne støbegods ved at bryde op sandet skimmel, når temperaturen i formen falder til et lavt niveau.Den femte er at gøre prøverne fra legering støbegods underlagt forskellige varmebehandlinger. Endelig undersøges tynd mikrostruktur, dæmpningskapacitet og brugstemperatur systematisk ved hjælp af en række karakteriserings- og testmetoder. Mangan-kobber-baserede legeringer har vist sig at have dæmpning kapacitet til at reducere støj og vibrationer, som hovedsagelig kan tilskrives gitterforvrængning induceret twin grænser produceret af ansigt centreret kubisk, to står centreret tetragonal ansigt transformation under ansigtet transformation punkt.Mens ansigtet transformation temperatur er direkte afhængig af mangan indhold i mangan kobber baserede legeringer. Det vil sige, at jo højere mangankoncentration er, jo større er gitterforvrængningen. Jo højere martensitisk transformationstemperatur er, jo mere er FCT fase mikrotests dæmpningssålene opnået ved stuetemperatur.Jo bedre dæmpningskapaciteten er. Blandt disse mangan-kobber-baserede legeringer, smedet mangan-kobber-nikkel-jernlegering er blevet bredt undersøgt og brugt i de seneste årtier. Forskerne fandt, at denne form for legering kan nå en god dæmpning kapacitet ved aldring behandling i passende temperaturområde, som hovedsagelig skyldes nedbrydningen af gamma forælder fase i nanoskala mangan rige kamme og nanoskala kobber rige kamme, hvilket resulterer i en forbedring af dæmpning kapacitet.Sammenlignet med smede og formning, støbning har været meget udbredt hidtil, på grund af den enkle fremstillingsproces, lave integrerede omkostninger, og høj produktionseffektivitet, osv. Forskergruppen og andre ledende forskere har undersøgt indflydelse faktorer på dæmpning kapacitet og mikrostruktur af S støbt af M2052 legering. M2052-legeringen var imidlertid defekt i castability.For eksempel en bred vifte af krystallisering temperatur, op risikoen for støbning porøsitet, koncentreret svind, og så videre, i sidste ende fører til utilfredsstillende mekanisk praksis. Derfor, for at løse disse problemer, zink og aluminium elementer er tilføjet i mangan-kobber-nikkel-jern legering målinger i dette arbejde for at forbedre sin støbning ydeevne, og den foretrukne varmebehandling proces er screenet for både god dæmpning kapacitet og høj brugstemperatur. Endelig, en ny type mangan-kobber-nikkel-jern-zink-aluminium støbning alderen legering, med fremragende dæmpningskapacitet og høj brugstemperatur, blev opnået ved legering design og varmebehandling optimering.Derfor er der en passende grund til at tro, at det er et godt valg til tekniske applikationer. Forbered råvarer. Forbered den nye legering med 65% elektrolytisk mangan, 26% elektrolytisk kobber, 2% industrielt rent jern, 2% elektrolytisk deco, 3% elektrolytisk aluminium og 2% elektrolytisk zink.Råvarerne var kommercielt tilgængelige. Smeltning og støbning proces. Brug en medium frekvens vakuum induktion smelteovn i forsøget.For det første forberede mønstre. Brug to træmønstre i dette arbejde. Sørg for, at mønsterets størrelse er lidt forstørret for at tage højde for svind, og bearbejdning tillader dette.For det andet forberede støbning sand. Bland 4% til 8% natriumsiliicat og kvarts sand sammen. Derefter gør formen i hånden.Sæt to mønstre i støbekolbe. Derefter rulles over kolben efter stampeblanding af støbesandet omkring mønstrene og træk mønstrene ud af sandet. Børst overfladen af sandform med belægning til sandstøbning for at forbedre støbning overfladekvalitet og reducere støbefejl.Til sidst, for at opnå en tør sand skimmel, sætte sandform i en ovn til at bage det på 180 grader i mere end otte timer. For det tredje passer i råvarer. Åbn ovnlåget, sæt mangan, kobbernikkel, jern, zink og aluminiumsmaterialer i digelen.Dæk endelig materialerne med tørt lys. For det fjerde, tage ud støbning skimmel fra ovnen og sætte det i ovnen. Juster sin position for en vellykket hælde.Luk låget, støvsug ovnen, og åbn varmefordelingssystemet for at begynde at smelte legering. Hæld det smeltede metal jævnt i støbeformen efter raffineringsprocessen. Endelig, efter smeltet metal er helt størknet, tage ud støbning skimmel.Fjern støbegods fra støbning skimmel, når temperaturen i formen falder til et lavt niveau. Forbehandling af støbegods. Skær prøver fra støbning ved hjælp af lineær skæremaskine.Prøverne til XRD-målinger og metallografisk observation er i størrelse ti gange ti gange en millimeter. Prøverne til DNA-måling har en dimension på 0,8 gange ti gange femogtredys millimeter. Varmebehandling.Del poleringsprøverne op i syv grupper, hvoraf prøverne var fri for behandling. Opretholde en støbt tilstand til minde om og sætte andre i en kasse type modstand ovn til forskellige varmebehandlinger. Formålet med homogeniseringsbehandling er at reducere dendritisk adskillelse.Formålet med løsningsbehandling er at immobilisere urenheder, samt forskellige aldringstider bruges til at finde ud af de optimale parametre for fremragende dæmpningskapacitet og brugstemperatur. Test dæmpningskapacitet. Brug dynamisk mekanisk analyse til dæmpningskapacitetsmåling af prøver.Under testen detekteres ansigtsvinkeldataene mellem den belastning, der påføres prøven, og den stamme, der fremming er produceret på prøven. Derefter karakterisere dæmpning kapacitet ved q til magt minus en. Hvilket bestemmes af formlen q til styrken af minus en svarende til tangent delta.Jo større deltaværdien er, jo bedre er dæmpningskapaciteten. Simpel karakteristik. Til dendrites-mikrostrukturobservation skal alle prøver i ca. et minut i en blandet opløsning af perchlorsyre og alkohol efter mekanisk polering.Rengør derefter prøverne med acetone. Prøven tørres med en blæser, og dendritiske struktur med et metallografisk mikroskop skal ud på dendritiske struktur. Figur syv viser styrken amplitude afhængighed af q til magt minus en for sin støbte mangan-kobber-nikkel-jern-zink-aluminium legering prøver, nummer et til nummer syv, og dens støbte M2052.Disse kurver viser, at efterfølgende udføre homogenisering aldring, løsning aldring, og aldring yderligere forbedret dæmpning kapacitet S støbt mangan-kobber-nikkel-jern-zink-aluminium legering hhv. Hvor aldring i to timer resulterer i den højeste dæmpningskapacitet blandt dem. Figur otte viser effekten af varmebehandling på mikroskopisk mangan dendrite adskillelse.Sammenlignet med mikrostrukturen af prøve et svækkes mangan dendrite adskillelser af prøve fem og seks til en vis grad, mens modstykket til prøve syv ikke har nogen karakteristisk forskel. Disse resultater tyder på, at homogenisering aldring og opløsning aldring behandlinger svække mikroskopiske mangan adskillelse, men den direkte aldring behandling har ingen indlysende effekt på det. Ifølge den temperaturafhængige dæmpningskapacitetskurve falder dæmpningskapaciteten hurtigt, og temperaturen stiger.Overfladetemperaturen af prøve 1, fem til syv, er anført i tabel 2. Det kan tydeligt ses, at aldring ved 435 grader i to timer kan kalde den optimale brugstemperatur. Figur ni viser forholdet mellem gitterforvrængning, q til styrken af minus en, og brugstemperaturen af S støbt mangan-kobber-nikkel-jern-zink-aluminium legeringer underlagt forskellige varmebehandlinger.Åbenbart, gitterforvrængning er positivt relateret til q til magt minus en og brugstemperatur. Nemlig, jo større gitter forvrængning, jo bedre dæmpningskapacitet og brugstemperatur. Alle resultater viser, at den optimale dæmpningskapacitet for den højeste brugstemperatur opnås ved ældning ved 435 grader i to timers S støbt mangan-kobber-nikkel-jern-zink-aluminium legering, hovedsagelig på grund af den største nanoskala mangan adskillelse, hvilket resulterer i den maksimale gitterforvrængning i legeringen.Og ædle S støbt mangan-kobber-nikkel-jern-zink-aluminium legering, med overlegen dæmpning kapacitet og høj brugstemperatur, er opnået ved legering design og varmebehandling optimering i dette arbejde. Den optimale varmebehandling proces ældes ved 435 grader i to timer, hvilket kan føre til den største nanoskala mangan adskillelse, hvilket væsentligt forbedre dæmpning kapacitet og brugstemperatur sammenlignet med den oprindelige S støbt legering. Dette arbejde vil få stor betydning for design og forberedelse af nye mangan-kobberbaserede dæmpningslegeringer med fremragende egenskaber til praktiske industrielle anvendelser.

Research

JoVE Journal

Engineering

Synthesis and Microdiffraction at Extreme Pressures and Temperatures

Syntese og Microdiffraction ved ekstreme tryk og temperaturer

High pressure compounds and polymorphs are investigated for a broad range of purposes such as determine structures and processes of deep planetary ...

Fabrication of Low Temperature Carbon Nanotube Vertical Interconnects Compatible with Semiconductor Technology

Fabrikation af lav temperatur kulstof nanorør Lodrette Interconnect Kompatibel med Semiconductor Technology

We demonstrate a method for the low temperature growth (350 &#176;C) of vertically-aligned carbon nanotubes (CNT) bundles on electrically conductive ...

Fiber Optic Distributed Sensors for High-resolution Temperature Field Mapping

Fiber Optic Distribuerede Sensorer til høj opløsning Temperature Field Mapping

The reliability of computational fluid dynamics (CFD) codes is checked by comparing simulations with experimental data. A typical data set consists ...

Applying X-ray Imaging Crystal Spectroscopy for Use as a High Temperature Plasma Diagnostic

Anvendelse X-ray Imaging Crystal spektroskopi til brug som en høj temperatur Plasma Diagnostic

X-ray spectra provide a wealth of information on high temperature plasmas; for example electron temperature and density can be inferred from line ...

Adsorption Device Based on a Langatate Crystal Microbalance for High Temperature High Pressure Gas Adsorption in Zeolite H-ZSM-5

Adsorption Device Baseret på en Langatate Crystal Microbalance for High Temperature High Pressure Gas Adsorption i zeolit ​​H-ZSM-5

We present a high-temperature and high-pressure gas adsorption measurement device based on a high-frequency oscillating microbalance (5 MHz langatate ...

Synthesis of Ionic Liquid Based Electrolytes, Assembly of Li-ion Batteries, and Measurements of Performance at High Temperature

Syntese af ioniske væske baserede Elektrolytter, Forsamlingen af ​​Li-ion-batterier, og Målinger af ydeevne ved høj temperatur

The chemical instability of the traditional electrolyte remains a safety issue in widely used energy storage devices such as Li-ion batteries. Li-ion ...

Experimental Procedure for Warm Spinning of Cast Aluminum Components

Eksperimentel Procedure for Warm Spinning i støbt aluminium komponenter

High performance, cast aluminum automotive wheels are increasingly being incrementally formed via flow forming/metal spinning at elevated temperatures to ...

High Temperature Fabrication of Nanostructured Yttria-Stabilized-Zirconia (YSZ) Scaffolds by In Situ Carbon Templating Xerogels

High Temperature Fabrication of Nanostructured Yttria-Stabilized-Zirconia YSZ Scaffolds by In Situ Carbon Templating Xerogels

Høj temperatur Fabrikation af nanostrukturerede yttriastabiliseret-Zirconia (YSZ) Stilladser ved<em&gt; In Situ</em&gt; Carbon Templatering Xerogeler

We demonstrate a method for the high temperature fabrication of porous, nanostructured yttria-stabilized-zirconia (YSZ, 8 mol% yttria - 92 mol% zirconia) ...

Preparation and High-temperature Anti-adhesion Behavior of a Slippery Surface on Stainless Steel

Forberedelse og høj temperatur anti-friktion opførsel af en glat overflade på rustfrit stål

Anti-adhesion surfaces with high-temperature resistance have a wide application potential in electrosurgical instruments, engines, and pipelines. A ...

Magnet Assisted Composite Manufacturing: A Flexible New Technique for Achieving High Consolidation Pressure in Vacuum Bag/Lay-Up Processes

Magnet bistået Composite produktion: En fleksibel ny teknik til at opnå høj konsolidering trykket i vakuum pose/Lay-oppe processer

This work demonstrates a protocol to improve the quality of composite laminates fabricated by wet lay-up vacuum bag processes using the recently developed ...