通过优化Fe-Mn基合金微观组织结构以提高其阻尼性能的研究

Fe-Mn基阻尼合金具有高强度、高阻尼性能的双高特点，因此在工程中具有广阔的应用前景。本项目针对其低应变振幅下阻尼性能差，以及使用过程中由于碳在阻尼源界面偏聚和钉扎导致阻尼性能衰减这两个限制其应用的主要问题，拟借鉴Fe-Mn-Si-Cr-Ni形状记忆合金的研究成果，通过两种特殊的处理工艺优化Fe-Mn基合金的微观组织结构，以进一步提高其阻尼性能。首先，利用热与应力循环工艺使主要阻尼源ε马氏体实现区域化，进而掌握与其阻尼性能之间的联系和控制因素；其次，利用形变时效工艺使碳化物实现方向性析出，进而掌握对ε马氏体形态以及合金阻尼性能的影响规律和控制因素。通过本项目的研究，可望在理论上揭示ε马氏体形态和碳化物方向性析出对合金阻尼源界面运动的影响本质，为开发出低应变振幅下具有更高阻尼性能，且使用过程中不因发热而导致阻尼性能降低的Fe-Mn基合金提供一种新的研究思路和制备技术，为其应用作出贡献。

本项目针对Fe-Mn合金低应变振幅下阻尼性能差，以及使用过程中由于碳在阻尼源界面偏聚和钉扎导致阻尼性能衰减这两个限制其应用的主要问题，重点研究了热与应力循环工艺和控制碳化物第二相析出对其ε马氏体形态和阻尼性能的影响规律。研究结果表明，不同次数的热与应力循环工艺（在室温或无马氏体温度变形而后在不同温度保温）可以明显改变ε马氏体形态和分布，会形成更多更加细小的ε马氏体片以及沿应力方向的ε马氏体取向分布，增强了界面的可动性，提高了合金低应变下的阻尼性能。在含有少量C的Fe-Mn合金中添加强碳化物形成元素Cr和Ti，并通过固溶+时效和形变时效等工艺方法，有效改变了Cr23C6和TiC第二相颗粒的产生、分布和形态，降低了C元素对合金阻尼性能的不利影响。