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Fe-Mn基减振合金阻尼性能的研究

李中元  
【摘要】:为了提高Fe-Mn合金的阻尼性能和力学性能。采用中频感应电炉熔炼制备了Fe-Mn阻尼合金。设计了不同成分的Mn含量(Fe-11Mn、Fe-15Mn、Fe-18Mn)以及添加第三方C、Al、Nb元素(Fe-16Mn-0.6C、Fe-16Mn-0.6C-1.5Al、Fe-16Mn-0.6C-1.5Al-0.005Nb),利用多功能内耗仪、X射线衍射技术(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光学显微镜、GXL-42-Q高温箱式气氛炉、HBRV-187.5型电动布络维硬度计、MTSLandmark材料测试系统等,并对合金的微观形貌、物相组成、阻尼机制、拉伸断口等进行了分析。深入探讨其阻尼行为及产生机制,为其进一步的工程应用研究作好预研,并对后期研究奠定理论基础。研究在Fe-xMn合金中不同成分Mn含量对马氏体的形态与数量的影响。随着Mn含量的升高,马氏体含量逐渐增加。合金的内耗值也随着应变振幅的增加呈现增加趋势。同时还研究了在不同Mn含量的Fe-xMn合金中,应力随应变的变化关系。得出Fe-18Mn的应力随应变的增加而增加的速度最快,其次,Fe-15Mn的应力随应变的增加而增加的速度相对较快,而Fe-11Mn的应力随应变的增加速度较慢、应变范围较窄塑性较差;通过合金的断口形貌分析可知,合金的室温拉伸的断口显微形貌中均出现了大量的韧窝,且随着Mn含量的增多,韧窝深度逐渐变浅。研究加入C、Al、Nb元素对合金性能的影响。合金中加入Nb元素后,Fe-Mn合金淬火组织明显细化,促使基体形核核心变多,板条马氏体片层数量增多、间距变薄厚度约1-2μm。同时其抗拉强度和屈服强度比加入C元素时有提升,但是延伸率相比未加入Al元素的合金下降。由此可知,适当的增加Nb元素含量可以提高合金的力学性能。


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