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

Wij geven dankzij de financiële steun van de nationale Natural Science Foundation van China (11076109), de Hong Kong geleerden Program (XJ2014045, G-YZ67), de "1000 talenten Plan" van de provincie Sichuan, de Talent introductie programma van Sichuan Universiteit ( YJ201410), en de innovatie en creatieve Experiment programma van de Universiteit van Sichuan (20171060, 20170133).

1. bereiding van de grondstoffen
<ol><li>Weeg alle nodig grondstoffen met een elektronische schaal door massale percentage (65% elektrolytische Mn, 26% elektrolytische Cu, 2% industriële pure Fe, 2% elektrolytische Ni, 3% elektrolytische Al, en 2% elektrolytische Zn), zoals afgebeeld in Figuur 1. Opmerking: Alle deze grondstoffen waren commercieel beschikbaar.</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/5...

<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>

Om ervoor te zorgen dat dit soort als-cast Mn Cu-gebaseerde legering zowel superieure demping capaciteit en uitstekende mechanische eigenschappen bezit, is het noodzakelijk om ervoor te zorgen dat de gietstukken een hoge zuiverheid, een stabiele chemische samenstelling en een uitstekende kristalstructuur. Daarom is strikte kwaliteitscontrole is noodzakelijk voor het smelten, gieten en warmtebehandeling processen.
Ten eerste is het noodzakelijk om te kiezen van de juiste ingrediënten voor de l...

Aangezien de Mn-Cu legeringen werden gevonden door Zener demping capaciteit1hebben, hebben zij wijdverspreide aandacht en onderzoek2ontvangen. De voordelen van Mn-Cu legeringen zijn dat er hoge demping capaciteit, met name bij lage spanning amplitudes, en de demping capaciteit kan niet worden verstoord door een magnetisch veld, die heel anders dan Ferromagnetische demping legeringen is. De hoge demping capaciteit van Mn Cu-gebaseerde legeringen kan vooral worden toegeschreven aan de bewegelijkheid van de interne grenzen, vooral met inbegrip van twin grenzen en de grenzen van de fase, die worden gegenereerd in de face-centered-cubic-to-face-centered-tetragonal) FCC-f.c.t.) faseovergang onder de martensiet transformatie temperatuur (T-t)3. Het is gebleken dat Tt is rechtstreeks afhankelijk van de inhoud van Mn in de legering Mn Cu-gebaseerde4,5; oftewel, hoe hoger de Mn inhoud, hoe hoger de Tt en hoe beter de demping capaciteit van het materiaal. De legering, die meer dan 80 op % mangaan bevat, bleek te hebben hoge demping vermogen en een optimale weerstand wanneer uitgeblust uit de solid-oplossing temperatuur6. De hogere concentratie van Mn in de legering zou echter rechtstreeks leiden tot de legering worden meer broos en hebben een lagere rek, effect taaiheid en een slechtere weerstand tegen corrosie, waardoor de legering niet voldoet aan de technische eisen. Eerdere bevindingen van het onderzoek is gebleken dat de behandeling van een veroudering onder adequate omstandigheden is een effectieve manier om te verzoenen van dit probleem; bijvoorbeeld, Mn Cu-gebaseerde demping legeringen bevattende 50-80% Mn kan ook verkrijgen een hoge Tt en gunstige demping capaciteit door een veroudering behandeling in de juiste temperatuur bereik7. Dit is te wijten aan de ontleding van de γ-bovenliggende fase in nanoschaal Mn-rijke en nanoscale Cu-rijke regio's terwijl veroudering in het temperatuurbereik van de mengbaarheid kloof8,9,10, die wordt beschouwd als Tt van dit legering samen met haar demping vermogen verbeteren. Het is duidelijk dat een effectieve methode die hoge demping capaciteit met uitstekende werkbaarheid combineren kunt.
M2052 legering gebruikt voor het smeden van vormen, een vertegenwoordiger Mn Cu-gebaseerde high-demping legering met medium Mn inhoud ontwikkeld door Kawahara et al. 11, is uitgebreid bestudeerd in de afgelopen decennia. Onderzoekers vonden dat M2052 legering een goede sweet spot tussen demping capaciteit, vloeispanning en werkbaarheid heeft. Vergeleken met de techniek van de smeden, gieten is wijd gebruikt tot nu toe als gevolg van de eenvoudige molding proces, lage productiekosten en hoge productiviteit, etc. de invloedrijke factoren (e.g., trilling de frequentie, stam amplitude, koeling snelheid, warmtebehandeling temperatuur/tijd, enz.) op de demping capaciteit, microstructuur en mechanisme van M2052 legering demping hebben bestudeerd door sommige onderzoekers12,13,14,15 ,16,17,18. Echter is de prestaties van de casting van M2052 legering inferieur, bijvoorbeeld, een breed scala van kristallisatie temperatuur, het vóórkomen van gieten porositeit, en geconcentreerde krimp, , uiteindelijk resulterend in de onbevredigende mechanische eigenschappen van de gietstukken.
Het doel van dit document is bedoeld als industrieel gebied met een haalbare methode voor het verkrijgen van een cast die MN-Cu gebaseerd legering met uitstekende eigenschappen die kunnen worden gebruikt in machines en in de industrie van de precisie instrumenten trillingen verminderen en ervoor zorgen dat het product kwaliteit. Volgens het effect van legeringselementen op de transformatie van de fase en de prestaties van de casting, Al element wordt geacht om de γ-fase van de regio en de stabiliteit van de γ fase, waardoor de γ fase gemakkelijker transformeren in een γ' fase met micro-twins. Bovendien, de oplossing van Al atomen in de γ fase zal het verhogen van de sterkte van de legering, die de mechanische eigenschappen kan verbeteren. Ook is Al element een van de belangrijke elementen die de eigenschappen van de casting van Mn-Cu legering kunnen verbeteren. Zn element is gunstig voor de verbetering van de casting en de demping van de eigenschappen van de legering. Tot slot 2 wt % Zn en 3 wt % Al zijn toegevoegd aan de quaternaire MnCuNiFe-legering in dit werk en een nieuwe cast Mn-26Cu-12Ni-2Fe-2Zn-3Al (wt %) legering werd ontwikkeld. Bovendien verschillende warmtebehandeling verschillende methoden zijn gebruikt in dit werk en hun afzonderlijke effecten als volgt worden besproken. De homogenisering behandeling werd gebruikt ter vermindering van segregatie van dendriet. De behandeling van de oplossing werd gebruikt voor onzuiverheden immobilisatie. De veroudering behandeling wordt gebruikt voor het genereren van de ontleding van de Spinodale; Ondertussen, de verschillende tijden van de veroudering worden gebruikt voor het zoeken naar de optimaliseren parameters voor zowel uitstekende demping capaciteit en een hoge service-temperatuur. Uiteindelijk werd een beter warmte behandelingsmethode vertoond voor superieure demping capaciteit, evenals een hoge service-temperatuur.
Het blijkt dat de maximale interne wrijving (Q-1) en de hoogste temperatuur van de dienstverlening kan gelijktijdig worden bereikt door de veroudering van de legering bij 435 ° C gedurende 2 uur. Vanwege de eenvoud en efficiëntie van deze voorbereiding methode, kan een roman als-cast Mn Cu-gebaseerde demping legering met uitstekende prestaties worden geproduceerd, die van grote praktische betekenis voor de technische toepassing ervan is. Deze methode is vooral geschikt voor de bereiding van het gieten van Mn Cu-gebaseerde hoge demping legering die kan worden gebruikt voor vermindering van de trilling.

<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

Mangaan (Mn) - koper (Cu) - gebaseerd legeringen is gebleken dat de demping van de capaciteit en kunnen worden gebruikt voor het verminderen van de schadelijke trillingen en lawaai effectief. M2052 (Mn-20Cu-5Ni-2Fe, %) is een belangrijke tak van Mn gebaseerde Cu legeringen, die zowel uitstekende demping capaciteit en verwerkbaarheid bezit. In de afgelopen decennia veel studies zijn verricht over de prestatieoptimalisatie van M2052, verbetering van de demping capaciteit, mechanische eigenschappen, corrosiebestendigheid, en dienst temperatuur, etc. de belangrijkste methoden van prestaties optimalisatie zijn legeringen, warmtebehandeling, voorbehandeling en verschillende manieren van molding enz, onder welke legering, alsmede tot vaststelling van een redelijke hittebehandeling hebben ondergaan, is de eenvoudigste en meest effectieve methode om perfect en uitgebreide te verkrijgen prestaties. Voor het verkrijgen van de M2052-legering met uitstekende prestaties voor gieten molding, stellen wij voor Zn en Al toevoegen aan de matrix MnCuNiFe legering en gebruiken een verscheidenheid van methoden van warmtebehandeling voor een vergelijking in de microstructuur, demping vermogen en temperatuur van de dienstverlening. Dus, een nieuw soort cast-verouderde Mn-22.68Cu-1.89Ni-1.99Fe-1.70Zn-6.16Al (at.%) legering met superieure demping capaciteit en hoge service temperatuur wordt verkregen door een geoptimaliseerde warmtebehandeling methode. Vergeleken met de techniek van de smeden, gegoten molding is eenvoudiger en efficiënter, en de demping capaciteit van dit legering als-cast is uitstekend. Daarom is er een geschikt reden om te denken dat het is een goede keuze voor technische toepassingen.

Figure 7 toont de afhankelijkheid van de demping capaciteit op de amplitude van de stam voor de als-cast MnCuNiFeZnAl legering specimens #1 - #7 en als-cast M2052. Uit de resultaten blijkt dat de demping capaciteit voor specimen #1 hoger is dan die van M2052 legering gegoten (zoals weergegeven in figuur 7a) en de traditionele gesmeed M2052 high-demping legering genoemd in de vorige artikelen20,<...

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

Hier presenteren we een protocol om te verkrijgen van een roman Mn Cu-gebaseerde legering met uitstekende uitgebreide optredens van een techniek voor het smelten van hoge kwaliteit en redelijke warmte behandelingsmethoden.

Een beschikbare techniek voor de voorbereiding van nieuwe Cast MnCuNiFeZnAl legering met superieure capaciteit en hoge Service temperatuur demping

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. ...

Het doel van dit werk is het ontwerpen en ontwikkelen van een edele cast leeftijd mangaan-koper-nikkel-ijzer-zink-aluminium legering met superieure demping capaciteit en hoge gebruikstemperatuur, die kan fungeren als een veelbelovende kandidaat voor engineering toepassingen. Het korte voorbereidingsproces is als volgt. De eerste stap is het bereiden van grondstoffen.De tweede is om deze zuivere metalen smelten in een vacuüm inductie smeltoven en woestijn atmosfeer. De derde is om de legering gietstukken door aangepaste gesmolten legering vloeistof in silica zand schimmel soepel. De vierde is om de gietstukken te verwijderen door het breken van de zandmal wanneer de temperatuur van de mal daalt tot een laag niveau.De vijfde is om de exemplaren van legeringsgietsingen onderworpen te maken aan verschillende warmtebehandelingen. Ten slotte worden dunne microstructuur, dempingscapaciteit en gebruikstemperatuur systematisch onderzocht door een reeks karakteriserings- en testmethoden. Mangaan-koper gebaseerde legeringen zijn gevonden om demping capaciteit om lawaai en trillingen te verminderen, die voornamelijk kan worden toegeschreven aan het rooster vervorming geïnduceerde tweeling grenzen geproduceerd door gezicht gecentreerd kubieke, twee geconfronteerd gecentreerd tetragonale gezicht transformatie onder het gezicht transformatie punt.Terwijl de temperatuur van de gezichtstransformatie direct afhankelijk is van het mangaangehalte in mangaan koperlegeringen. Dat wil zeggen, hoe hoger de mangaanconcentratie, hoe groter de roostervervorming is. Hoe hoger de Martensitische transformatietemperatuur is, hoe meer de FCT-fase microtests dempingszagen bij kamertemperatuur is.Dus, hoe beter de demping capaciteit is. Onder deze mangaan-koper gebaseerde legeringen, gesmeed mangaan-koper-nikkel-ijzerlegering zijn op grote schaal bestudeerd en gebruikt in de afgelopen decennia. De onderzoekers vonden dat dit soort legering kan een goede demping capaciteit te bereiken door veroudering van de behandeling in de juiste temperatuur bereik, die voornamelijk te wijten is aan de afbraak van gamma ouderfase in nanoschaal mangaan rijke ruggen en nanoschaal koper rijke ruggen, wat resulteert in de verbetering van de demping capaciteit.Vergeleken met smederij en vorming, gieten is op grote schaal gebruikt tot nu toe, als gevolg van het eenvoudige productieproces, lage geïntegreerde kosten, en hoge productie-efficiëntie, enz. De onderzoeksgroep en andere hoofdonderzoekers hebben de invloedsfactoren op de dempingscapaciteit en de microstructuur van S-cast van M2052-legering onderzocht. Echter, de M2052 legering was defect in castability.Bijvoorbeeld, een breed scala van kristallisatie temperatuur, het verhoogde risico van gieten porositeit, geconcentreerde krimp, en ga zo maar door, uiteindelijk leidt tot de onbevredigende mechanische praktijk. Daarom, om deze problemen op te lossen, zink en aluminium elementen worden toegevoegd in de mangaan-koper-nikkel-ijzer legering metrics in dit werk om de casting prestaties te verbeteren, en de voorkeur warmtebehandeling proces wordt gescreend op zowel een goede demping capaciteit en hoge gebruikstemperatuur. Ten slotte, een nieuw type mangaan-koper-nikkel-ijzer-zink-aluminium gieten gerijpte legering, met een uitstekende demping capaciteit en hoge gebruikstemperatuur, werden verkregen door legering ontwerp en warmtebehandeling optimalisatie.Daarom is er een geschikte reden om te denken dat het een goede keuze is voor technische toepassingen. Bereid grondstoffen voor. Bereid de nieuwe legering voor met 65%elektrolytisch mangaan, 26%elektrolytisch koper, 2%industrieel zuiver ijzer, 2%elektrolytische deco, 3%elektrolytisch aluminium en 2% elektrolytisch zink.De grondstoffen waren commercieel beschikbaar. Smelt- en gietproces. Gebruik een medium frequentie vacuüm inductie smeltoven in het experiment.Ten eerste, bereid patronen voor. Gebruik twee houtpatronen in dit werk. Zorg ervoor dat de grootte van het patroon is iets vergroot om rekening te houden met krimp, en bewerken maakt dit mogelijk.Ten tweede, bereid gieten zand. Meng 4%tot 8% natriumsilicaat en kwartszand samen. Maak vervolgens de mal met de hand.Doe twee patronen in de spuitkolf. Rol vervolgens over de kolf na het rammen van het gietzand rond de patronen en haal de patronen uit het zand. Bestrijk het oppervlak van de zandmal met coating voor zandgieten om de kwaliteit van het gietoppervlak te verbeteren en gietgebreken te verminderen.Eindelijk, om een droge zandmal te verkrijgen, zet de zandmal in een oven om het te bakken op 180 graden voor meer dan acht uur. Ten derde, passen in grondstoffen. Open het ovendeksel, doe mangaan, koperen nikkel, ijzer, zink en aluminium materialen in de smeltkroes.Bedek de materialen eindelijk met droog licht. Ten vierde, haal de gietvorm uit de oven en zet het in de oven. Pas zijn positie aan voor succesvol gieten.Sluit het deksel, vacuüm de oven, en open de warmte distributie systeem om te beginnen met smelten legering. Giet het gesmolten metaal soepel in de gietvorm na het raffinageproces. Tot slot, na gesmolten metaal is volledig gestold, neem de gietvorm.Verwijder de gietstukken uit de gietvorm wanneer de temperatuur van de mal daalt tot een laag niveau. Voorbehandeling van gietstukken. Snijd exemplaren uit het gietwerk met behulp van lineaire snijmachine.De exemplaren voor XRD metingen en metallografische observatie zijn tien keer tien keer tien keer een millimeter groot. De exemplaren voor de meting van DNA bezitten een afmeting van 0.8 keer tien keer vijfendertig millimeter. Warmtebehandeling.Verdeel de polijstmonsters in zeven groepen, waaronder exemplaren waarvan er één vrij van behandeling was. Het handhaven van een gegoten staat voor herdenking en zet anderen in een doos type weerstand oven voor verschillende warmtebehandelingen. Het doel van homogenisatiebehandeling is het verminderen van dendritische segregatie.Het doel van de oplossingsbehandeling is om onzuiverheden te immobiliseren, evenals verschillende verouderingstijden worden gebruikt om de optimale parameters voor een uitstekende dempingscapaciteit en gebruikstemperatuur te achterhalen. Test dempingscapaciteit. Gebruik dynamische mechanische analyse voor het meten van de capaciteit van specimens.Detecteer tijdens de test de gezichtshoekgegevens tussen de belasting die op het monster wordt uitgeoefend en de belasting die op het monster wordt geproduceerd. Karakteriseer vervolgens de dempingscapaciteit door q aan de kracht van min één. Die wordt bepaald door de formule q aan de macht van min een gelijk aan tangent delta.Hoe groter de deltawaarde, hoe beter de dempingscapaciteit. Eenvoudige karakterisering. Voor dendrieten microstructuur observatie, etsen alle exemplaren voor ongeveer een minuut in een gemengde oplossing van perchloorzuur en alcohol na mechanische polijsten.Maak vervolgens de exemplaren schoon met aceton. Droog het monster met een blower en observeer de dendritische structuur met een metallografische microscoop. Figuur zeven toont de sterkte amplitude afhankelijkheid van q aan de kracht van min een voor zijn gegoten mangaan-koper-nikkel-ijzer-zink-aluminium legering exemplaren, nummer een tot nummer zeven, en de gegoten M2052.Deze krommen tonen aan dat vervolgens het uitvoeren van homogenisatie veroudering, oplossing veroudering, en veroudering verder verbeterd de demping capaciteit van de S gegoten mangaan-koper-nikkel-ijzer-zink-aluminium legering respectievelijk. Waarin, veroudering voor twee uur, resulteren in de hoogste dempingscapaciteit onder hen. Figuur acht toont het effect van warmtebehandeling op microscopisch mangaandendgregatie.Vergeleken met de microstructuur van exemplaar één zijn de mangaandendingsscheidingen van specimen vijf en zes tot op zekere hoogte verzwakt, terwijl de tegenhanger van exemplaar zeven geen onderscheidend verschil heeft. Deze resultaten geven aan dat de homogenisatie veroudering en oplossing veroudering behandelingen verzwakken de microscopische mangaan segregatie, maar de directe veroudering behandeling heeft geen duidelijk effect op. Volgens de temperatuurafhankelijke dempingscapaciteitscurve neemt de dempingscapaciteit snel af en stijgt de temperatuur.De oppervlaktetemperatuur van exemplaar één, vijf tot zeven, is opgenomen in tabel 2. Het is duidelijk te zien dat veroudering bij 435 graden gedurende twee uur de optimale gebruikstemperatuur kan noemen. Figuur negen toont de relatie tussen roostervervorming, q aan de kracht van min één, en gebruikstemperatuur van S gegoten mangaan-koper-nikkel-ijzer-zink-aluminium legeringen onderworpen aan verschillende warmtebehandelingen.Blijkbaar is het rooster vervorming is positief gerelateerd aan de q aan de kracht van min een en gebruikstemperatuur. Namelijk, hoe groter de roostervervorming, hoe beter de dempingscapaciteit en gebruikstemperatuur. Alle resultaten geven aan dat de optimale dempingscapaciteit van de hoogste gebruikstemperatuur wordt bereikt door ouder worden op 435 graden gedurende twee uur S gegoten mangaan-koper-nikkel-ijzer-zink-aluminiumlegering, voornamelijk als gevolg van de grootste nanoschaal mangaan segregatie, wat resulteert in de maximale roostervervorming in de legering.En edele S gegoten mangaan-koper-nikkel-ijzer-zink-aluminium legering, met een superieure demping capaciteit en hoge gebruikstemperatuur, is verkregen door legering ontwerp en warmtebehandeling optimalisatie in dit werk. Het optimale warmtebehandelingsproces veroudert twee uur lang op 435 graden, wat kan leiden tot de grootste nanoschaal mangaansegregatie, waardoor de dempingscapaciteit en de gebruikstemperatuur aanzienlijk worden verbeterd in vergelijking met de oorspronkelijke S-gietlegering. Dit werk zal van groot belang zijn bij het ontwerp en de voorbereiding van nieuwe mangaan-koper gebaseerde dempinglegeringen met uitstekende eigenschappen voor praktische industriële toepassingen.

Research

JoVE Journal

Engineering

Synthesis and Microdiffraction at Extreme Pressures and Temperatures

Synthese en microdiffraction bij extreme drukken en temperaturen

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

Fabricage van Low Temperature koolstof nanobuis Verticale Verbindingen Compatibel met halfgeleidertechnologie

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 Distributed Sensoren voor Mapping Temperature Field High-resolution

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

Het toepassen van X-ray Imaging Crystal Spectroscopie voor gebruik als een High Temperature 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 basis van een Langatate kristal microbalans voor hoge temperatuur hoge druk gas adsorptie in zeoliet 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

Synthese van ionische vloeistof Based Elektrolyten, Assemblee van Li-ion batterijen, en metingen van de prestaties bij hoge temperatuur

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

Experimentele procedure voor Warm Spinning van gegoten aluminium onderdelen

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

High Temperature Fabricage van nanostructuur yttriumoxide-gestabiliseerde Zirconia (YSZ) Steigers door<em&gt; In Situ</em&gt; Carbon Templating xerogels

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

Voorbereiding en hoge-temperatuur-Anti-adhesie gedrag van een glad oppervlak op roestvast staal

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

Magneet bijgestaan samengestelde productie: Een flexibele nieuwe techniek voor het bereiken van hoge consolidatie druk in vacuüm zak/Lay-opwaarts processen

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