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 ger tack vare ekonomiskt stöd från den nationella naturvetenskap Foundation i Kina (11076109), till Hong Kong Scholars-programmet (XJ2014045, G-YZ67), ”1000 talanger Plan” i Sichuan provinsen, den talang introduktion Program av Sichuan universitet ( YJ201410), och Innovation och kreativa Experiment Program av Sichuan universitet (20171060, 20170133).

1. beredning av råvaror
<ol><li>Väger alla nödvändiga råvaror med en elektronisk våg med massa procentsats (65% elektrolytisk Mn, 26% elektrolytisk Cu, 2% industriellt rent Fe, 2% elektrolytisk Ni, 3% elektrolytisk Al, och 2% elektrolytisk Zn), som visas i figur 1. Obs: Alla dessa råvaror var kommersiellt tillgängliga.</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57180/57180fig1.jpg"> <strong cla...

<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>

För att säkerställa att denna typ av som gjuten Mn-Cu-baserade legering besitter både överlägsen dämpning kapacitet och utmärkta mekaniska egenskaper, är det nödvändigt att säkerställa att gjutgods har en stabil kemisk sammansättning, en hög renhet och en utmärkt kristallstruktur. Därför behövs strikt kvalitetskontroll för smältning, hälla och värmebehandling processer.
För det första är det nödvändigt att välja rätt ingredienser för legeringen. Det bör övervä...

Eftersom de Mn-Cu-legeringarna hittades av Zener att ha dämpning kapacitet1, har de fått omfattande uppmärksamhet och forskning2. Fördelarna med Mn-Cu legering är att den har hög dämpning kapacitet, särskilt vid låg belastning amplituder och dess dämpning kapacitet inte kan störas av ett magnetfält, som är helt annorlunda från ferromagnetiska dämpning legeringar. Hög dämpning kapacitet av Mn Cu-legeringar kan främst hänföras till movabilityen av inre gränser, främst bland twin gränser och fas gränser, som genereras i den face-centered-cubic-to-face-centered-tetragonal ( f.c.c.-f.c.t.) fasövergång under martensit omvandling temperatur (Tt)3. Det har konstaterats att Tt beror direkt på Mn innehållet i Mn-Cu-baserade legering4,5; Det är, ju högre Mn innehåll, desto högre Tt och desto bättre vibrationsdämpning kapacitet av materialet. Legeringen, som innehåller mer än 80 på % mangan, befanns ha hög dämpning kapacitet och optimal styrka när kylda från fast-lösning temperatur6. Dock skulle högre Mn koncentrationen i legeringen direkt orsaka legeringen mer sprött och har en lägre töjning, inverkan seghet och en sämre korrosionsbeständighet, vilket betyder att legeringen inte uppfyller de tekniska kraven. Tidigare forskningsresultat avslöjade att en åldrande behandling under lämpliga betingelser är ett effektivt sätt att förena detta problem; till exempel, Mn-Cu-baserade dämpning legeringar som innehåller 50-80% Mn kan även få en hög Tt och gynnsamma dämpning kapacitet en åldrande behandling i lämplig temperatur intervall7. Detta beror på nedbrytning av den γ-överordnade fas i nanoskala Mn-rika och nanoskala Cu-rika regioner medan åldrande i temperaturintervallet blandbarhet lucka8,9,10, som anses förbättra Tt av denna legering tillsammans med dess dämpning kapacitet. Klart, det är en verkningsfull metod som kan kombinera hög dämpning kapacitet med utmärkt Arbetbarhet.
M2052 legering som används för smide bildar, en representant Mn-Cu-baserade hög-dämpning legering med medium Mn innehåll utvecklats av Kawahara o.a. 11, har studerats under de senaste decennierna. Forskarna fann att M2052 legering har en bra sweet spot mellan dämpning kapacitet, sträckgräns och användbarhet. Jämfört med tekniken som smide, gjutning har varit allmänt använt hittills på grund av den enkla gjutprocessen, låga produktionskostnader, och hög produktivitet, etc. de inflytelserika faktorerna (t.ex., det svängningen frekvens, stam amplitud, kylning hastighet, värmebehandling temperatur/tid, etc.) på dämpningen kapacitet, mikrostruktur och dämpning mekanism av M2052 legering har studerats av vissa forskare12,13,14,15 ,16,17,18. M2052 aluminiumlegering gjutning prestanda är dock sämre, exempelvis ett brett utbud av kristallisation temperaturen, förekomsten av gjutning porositet och koncentrerad krympning, som så småningom resulterar i den otillfredsställande mekaniskt egenskaper av gjutgods.
Syftet med denna uppsats är att förse industriområdet med en möjlig metod för att erhålla en gjuten Mn-Cu baserat legering med utmärkta egenskaper som kan användas i maskiner och i precision instrument industrin att minska vibrationer och säkerställa att produkten kvalitet. Enligt effekten av legeringselement på fasomvandling och gjutning prestanda, Al element anses minska den γ-fas regionen och stabiliteten i fasen γ , vilket kan göra fasen γ lättare förvandla till en γ' fas med mikro-tvillingar. Dessutom kommer lösningen av Al atomer i fasen γ öka styrkan i legeringen, som kan förbättra mekaniska egenskaper. Dessutom är Al element en av de viktiga faktorer som kan förbättra egenskaperna gjutning av Mn-Cu legering. Zn-elementet är fördelaktigt att förbättra gjutning och dämpning boenden i legeringen. Slutligen, 2 wt % Zn och 3 wt % Al lades till den MnCuNiFe quaternary legeringen i detta arbete och en ny gjuten Mn-26Cu-12Ni-2Fe-2Zn-3Al (wt %) legering utvecklades. Dessutom flera olika värmebehandling metoder används i detta arbete och deras distinkta effekter diskuteras enligt följande. Homogenisering behandling användes för att minska dendrite segregering. Lösning behandling användes för orenheter immobilisering. Den åldrande behandlingen används för att utlösa spinodal nedbrytning; under tiden används de olika åldrande tidpunkter för sökande ut optimera parametrarna för både utmärkt dämpning kapacitet och en hög temperatur. I slutändan, en bättre värmebehandlingsmetod visades för överlägsen dämpning kapacitet, liksom en hög temperatur.
Det visar sig att den maximala inre friktionen (Q-1) och den högsta service-temperaturen kan uppnås samtidigt genom åldrande legeringen vid 435 ° C i 2 h. På grund av enkelheten och effektiviteten av denna förberedelse metod, kan en roman som gjuten Mn-Cu-baserade dämpning legering med utmärkt prestanda produceras, som är av viktig praktisk betydelse för dess engineering program. Denna metod är särskilt lämplig för beredning av gjutning Mn-Cu-baserade hög dämpning legering som kan användas för vibrationsreducering.

<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) - koppar (Cu) - baserade legeringar har befunnits ha dämpning kapacitet och kan användas för att minska skadliga vibrationer och buller effektivt. M2052 (Mn-20Cu-5Ni-2Fe, %) är en viktig gren av Mn Cu-legeringar, som äger både utmärkt dämpning kapacitet och processbarhet. Under de senaste decennierna, massor av studier har genomförts på prestandaoptimering av M2052, att förbättra dämpningen kapacitet, mekaniska egenskaper, korrosionsbeständighet, och service temperatur, etc. de stora metoderna för prestanda optimering är legeringselement, värmebehandling, förbehandling och olika sätt att gjutning etc., bland vilka legeringselement, samt att anta en rimlig värmebehandling, är den enklaste och mest effektiva metoden att få perfekt och omfattande prestanda. För att få den M2052 legeringen med utmärkt prestanda för gjutning gjutning, föreslår vi att lägga till Zn och Al MnCuNiFe legering matrisen och använda en mängd värmebehandling metoder för en jämförelse i mikrostruktur, dämpning kapacitet och drifttemperaturer. Således, en ny typ av cast-åldern Mn-22.68Cu-1.89Ni-1.99Fe-1.70Zn-6.16Al (at.%) legering med överlägsen dämpning kapacitet och hög service temperatur erhålls genom en optimerad värmebehandlingsmetod. Jämfört med smide tekniken, cast gjutning är enklare och effektivare, och dämpningen kapaciteten för detta som gjuten aluminiumlegering är utmärkt. Därför finns det en lämplig anledning att tänka att det är ett bra val för tekniska tillämpningar.

Figur 7 visar beroendet av dämpningen kapacitet på stam amplituden för som gjuten MnCuNiFeZnAl legeringen exemplar #1 - #7 och som gjuten M2052. Resultaten visar att dämpningen kapaciteten av prov #1 är högre än det av gjutna M2052 legering (som visas i figur 7a) och den traditionella smidda M2052 hög-dämpning legering nämns i föregående artiklar20,21. Dessuto...

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

Här presenterar vi ett protokoll för att få en roman Mn-Cu-baserade legering med utmärkt omfattande uppträdanden av en smältning teknik för hög kvalitet och rimliga värmebehandling metoder.

En tillgänglig teknik för beredning av ny gjuten MnCuNiFeZnAl legering med överlägsen dämpning kapacitet och hög 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. ...

Syftet med detta arbete är att utforma och utveckla en ädel gjuten ålder mangan-koppar-nickel-järn-zink-aluminiumlegering med överlägsen dämpning kapacitet och hög användningstemperatur, som kan fungera som en lovande kandidat mot ingenjörstekniska tillämpningar. Den korta förberedelseprocessen är följande. Det första steget är att förbereda råvaror.Den andra är att smälta dessa rena metaller i en vakuum induktion smältugn och öken atmosfär. Den tredje är att få legeringen gjutgods av anpassade smält legering vätska i kiseldioxid sand mögel smidigt. Den fjärde är att ta bort gjutgods genom att bryta upp sanden mögel när temperaturen i formen sjunker till en låg nivå.Den femte är att göra exemplaren från legeringsgjutgods föremål för olika värmebehandlingar. Slutligen undersöks tunn mikrostruktur, dämpningskapacitet och användningstemperatur systematiskt genom en serie karakteriserings- och testmetoder. Mangan-koppar baserade legeringar har visat sig ha dämpning kapacitet att minska buller och vibrationer, som kan främst hänföras till gitter snedvridning inducerad twin gränser som produceras av ansikte centrerad kubik, två inför centrerad tetragonal ansikte omvandling under ansiktet omvandlingspunkten.Medan ansiktet omvandling temperaturen är direkt beroende av mangan innehållet i mangan koppar baserade legeringar. Det vill säga, ju högre mangankoncentrationen är, desto större är gitterdistorsionen. Ju högre den Martensitiska omvandlingstemperaturen är, desto mer är FCT-fasmikrotestens dämpningssågar som erhålls vid rumstemperatur.Alltså, desto bättre är dämpningsförmågan. Bland dessa mangan-koppar baserade legeringar, smidda mangan-koppar-nickel-järnlegering har studerats i stor utsträckning och används under de senaste decennierna. Forskarna fann att denna typ av legering kan nå god dämpningskapacitet genom åldrande behandling i lämpligt temperaturområde, vilket främst beror på nedbrytningen av gamma förälder fas i nanoskala mangan rika åsar och nanoskala koppar rika åsar, vilket resulterar i förbättring av dämpning kapacitet.Jämfört med smedja och formning, gjutning har använts i stor utsträckning hittills, på grund av den enkla tillverkningsprocessen, låg integrerad kostnad, och hög produktionseffektivitet, etc. Forskargruppen och andra ledande forskare har undersökt påverkansfaktorerna på dämpningsförmåga och mikrostruktur av S-gjuten av M2052-legering. M2052-legeringen var dock defekt i gjutbarhet.Till exempel, ett brett spektrum av kristallisering temperatur, upp risken för gjutning porositet, koncentrerad krympning, och så vidare, så småningom leder till otillfredsställande mekanisk praxis. Därför, för att lösa dessa problem, zink och aluminium element läggs i mangan-koppar-nickel-järnlegering legering metrics i detta arbete för att förbättra sin gjutning prestanda, och den att föredra värmebehandlingsprocessen är screenas för både god dämpning kapacitet och hög användning temperatur. Slutligen, en ny typ av mangan-koppar-nickel-järn-zink-aluminium gjutning åldern legering, med utmärkt dämpning kapacitet och hög användning temperatur, erhölls genom legering design och värmebehandling optimering.Därför finns det en lämplig anledning att tro att det är ett bra val för tekniska applikationer. Förbered råmaterial. Förbered den nya legeringen genom 65%elektrolytisk mangan, 26%elektrolytisk koppar, 2%industriell rent järn, 2%elektrolytisk deco, 3%elektrolytisk aluminium, och 2%elektrolytisk zink.Råvarorna var kommersiellt tillgängliga. Smältning och gjutning process. Använd en medelhög frekvens vakuum induktion smältugn i experimentet.För det första, förbereda mönster. Använd två trämönster i detta arbete. Se till att storleken på mönstret är något förstorad för att ta hänsyn till krympning, och bearbetning tillåter detta.För det andra, förbereda gjutning sand. Blanda 4%till 8%natriumsilit och kvartssand tillsammans. Sedan, gör formen för hand.Lägg två mönster i formkolven. Sedan, rulla över kolven efter ramma gjutning sanden runt mönstren och dra tillbaka mönster från sand. Borsta ytan av sanden mögel med beläggning för sandgjutning för att förbättra gjutning yta kvalitet och minska gjutfel.Äntligen, för att få en torr sand mögel, lägg sanden mögel i en ugn för att baka den på 180 grader i mer än åtta timmar. För det tredje, passa i råvaror. Öppna ugnen locket, sätta mangan, koppar nickel, järn, zink, och aluminiummaterial i degeln.Täck över materialen med torrt ljus äntligen. För det fjärde, ta ut gjutformen från ugnen och lägg den i ugnen. Justera dess position för framgångsrik hällning.Stäng locket, dammsuga ugnen, och öppna värmedistributionssystemet för att börja smälta legering. Häll den smälta metallen smidigt i gjutformen efter raffineringsprocessen. Slutligen, efter smält metall är helt stelnat, ta ut gjutformen.Ta bort gjutgods från gjutformen när temperaturen på formen sjunker till en låg nivå. Förbehandling av gjutgods. Kapade preparat från gjutningen med hjälp av linjär skärmaskin.Exemplaren för XRD-mätningar och metallografisk observation är i storlek av tio gånger tio gånger en millimeter. Proverna för DNA-mätning äger en dimensionera av 0.8 tider tio tider thirty-five millimeter. Värmebehandling.Dela upp de polering exemplaren i sju grupper, bland vilka exemplar en var fri från behandling. Upprätthålla en gjuten stat för åminnelse och sätta andra i en låda typ motstånd ugn för olika värmebehandlingar. Syftet med homogeniseringsbehandling är att minska dendritsegregationen.Syftet med lösningsbehandling är att immobilisera orenheter, liksom olika åldringstider används för att ta reda på de optimala parametrarna för utmärkt dämpningskapacitet och användningstemperatur. Testa dämpningskapacitet. Använd dynamisk mekanisk analys för dämpningskapacitetsmätning av provkroppar.Under provningen, detektera data med ansiktsvinkel mellan den stress som appliceras på preparatet och den stam som framställs på preparatet. Sedan, karakterisera dämpningskapaciteten genom q till kraften av minus ett. Vilket bestäms av formeln q till kraften i minus en lika med tangent delta.Ju större delta värde, desto bättre dämpningskapacitet. Enkel karakterisering. För dendrites mikrostruktur observation, etsa alla exemplar i ungefär en minut i en blandad lösning av perklorsyra och alkohol efter mekanisk polering.Rengör sedan exemplaren med aceton. Torka provet med blåsbblåsare och observera dendritstrukturen med ett metallografiskt mikroskop. Figur sju visar styrkan amplitud beroende av q till kraften i minus en för sin gjutna mangan-koppar-nickel-järn-zink-aluminiumlegering exemplar, nummer ett till nummer sju, och dess gjutna M2052.Dessa kurvor visar att därefter genomföra homogenisering åldrande, lösning åldrande, och åldrande ytterligare förbättrat dämpning kapacitet S gjutna mangan-koppar-nickel-järn-zink-aluminiumlegering respektive. I vilket, åldrande i två timmar, resultera i den högsta dämpningsförmåga bland dem. Figur åtta visar effekten av värmebehandling på mikroskopisk mangan dendritsegregation.Jämfört med mikrostrukturen för exemplar ett försvagas mangandendritsegregationerna av exemplar fem och sex i viss utsträckning, medan motsvarigheten till exemplar sju inte har någon särskiljande skillnad. Dessa resultat indikerar att homogeniseringen åldrande och lösning åldrande behandlingar försvaga mikroskopiska mangan segregation, men den direkta åldrande behandling har ingen uppenbar effekt på den. Enligt temperaturberoende dämpningskapacitetskurvan minskar dämpningskapaciteten snabbt och temperaturen stiger.Yttemperaturen på prov ett, fem till sju, anges i tabell 2. Det kan tydligt ses att åldrandet vid 435 grader i två timmar kan ringa den optimala användningstemperaturen. Figur nio visar förhållandet mellan gitter distorsion, q till kraften i minus en, och användning temperatur av S gjutna mangan-koppar-nickel-järn-zink-aluminiumlegeringar utsätts för olika värmebehandlingar.Uppenbarligen är gitter distorsionen positivt relaterade till q till kraften i minus en och användningstemperatur. Nämligen, ju större gitter distorsion, desto bättre dämpning kapacitet och användning temperatur. Alla resultaten indikerar att den optimala dämpningskapaciteten för den högsta användningstemperaturen uppnås genom att åldras vid 435 grader för två timmar S gjuten mangan-koppar-nickel-järn-zink-aluminiumlegering, främst på grund av den största mangansegregationen i nanoskala, vilket resulterar i den maximala gitterdistorsionen i legeringen.Och ädla S gjutna mangan-koppar-nickel-järn-zink-aluminiumlegering, med överlägsen dämpning kapacitet och hög användning temperatur, har erhållits genom legering design och värmebehandling optimering i detta arbete. Den optimala värmebehandlingsprocessen åldras i 435 grader i två timmar, vilket kan leda till den största mangansegregationen i nanoskala, vilket avsevärt förbättrar dämpningskapaciteten och användningstemperaturen jämfört med den ursprungliga S-gjutna legeringen. Detta arbete kommer att ha stor betydelse vid konstruktion och beredning av nya mangan-kopparbaserade dämpningslegeringar med utmärkta egenskaper för praktiska industriella tillämpningar.

Research

JoVE Journal

Engineering

Synthesis and Microdiffraction at Extreme Pressures and Temperatures

Syntes och Microdiffraction vid extrema tryck och 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

Tillverkning av låg temperatur Nanorör Vertikala Kopplingar 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

Fiberoptiska Distribuerade sensorer för hög upplösning Temperatur 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

Tillämpa X-ray Imaging Crystal spektroskopi för användning som en hög 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 enhet baserad på en Langatate Crystal Micro för 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

Syntes av jonisk vätska baserade elektrolyter, Montering av Li-ion batterier, och mätningar av prestanda vid hög 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

Experimentell Förfarande för varmt Spinning av gjutna aluminiumkomponenter

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 Fabrication av nanostrukturerade yttriumoxidstabiliserad-zirkonium (YSZ) Ställningar av<em&gt; In Situ</em&gt; Carbon schablon 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

Förberedelse och hög temperatur anti vidhäftning beteende av en hal yta på rostfritt 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 assisterad sammansatta tillverkning: En flexibel ny teknik för att uppnå hög konsolidering trycket i vakuum påse/lay-off upp 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 ...