新型高阻尼双相Mn-Cu合金的组织控制与阻尼机制研究

基本信息
批准号:51701167
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:24.00
负责人:张松
学科分类:
依托单位:西南交通大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:胥永刚,尹冬弟,钟帅,李金柳,杨静
关键词:
调幅分解双相MnCu合金协同阻尼阶梯马氏体相变孪晶结构
结项摘要

As a typical class of functional and structural materials, Mn-Cu alloys have attracted much attention and possessed broad application prospects because of their high damping capacity and excellent mechanical properties. Nevertheless, relatively lower operating temperatures and a narrower operating temperature range are significant barriers to applications of the alloys. Aiming at relatively higher operating temperatures and a broader operating temperature range, a novel duplex Mn-Cu alloy characterized by alternative distribution of Mn-rich phase and Mn-poor phase will be prepared by semi-solid solution treatment, and also duplex twinning structures will be regulated by semi-solid solution and aging treatment in this project. Spinodal decomposition structure, fractional martensite phase transformation and twinning structure of the Mn-Cu alloys with different duplex structures, as well as their variation will be investigated, and the effect of spinodal decomposition structure on the formation of twinning structure induced by fractional martensite phase transformation will be revealed. Variation of damping behavior with environmental factors will be explored for the Mn-Cu alloys with different duplex structures. Furthermore, their microscopic damping mechanism, especially the cooperative damping mechanism between duplex twinning structures will be revealed. Effects of different duplex structures on microhardness and tensile properties of the alloys will be studied, and also the reason for the change of mechanical properties caused by different duplex structures will be revealed. The research above can contribute to providing the theoretical and practical basis for the design, development and application of novel duplex Mn-Cu alloys with high damping capacity and their composites.

Mn-Cu合金具有高的阻尼性能和优良的力学性能,是一种具有广泛应用前景的减振降噪用功能结构材料。然而,其相对较低的使用温度及较窄的使用温域限制了该类合金的应用。本项目拟采取半固态固溶处理的方法制备一种高Mn相和低Mn相交替分布的双相Mn-Cu合金,并采用半固态固溶+时效工艺对双相的孪晶结构进行调控,使其在较高温度下及较宽温域内保持高阻尼态。研究在不同双相结构下,合金调幅分解组织、阶梯马氏体相变、孪晶结构的特征及其变化规律,揭示调幅分解组织对阶梯马氏体相变诱发孪晶形成的作用机理;研究在不同双相结构下,合金阻尼行为随环境因素的变化规律,揭示双相结构的阻尼产生机制,特别是双相的孪晶协同阻尼机制;研究不同双相结构对Mn-Cu合金显微硬度及拉伸性能的影响,揭示由不同双相结构引起的力学性能的变化机制。旨在通过以上研究,为该类新型高阻尼双相Mn-Cu合金及其复合材料的设计、开发与应用提供理论和实践依据。

项目摘要

Mn-Cu合金具有高的阻尼性能和优良的力学性能,已成为具有广泛应用前景的减振降噪用功能结构材料。然而,其相对较低的使用温度及较窄的使用温域在一定程度上限制了该类合金的应用。本项目采用半固态固溶处理的方法制备了一种富Mn相和贫Mn相交替分布的双相Mn-Cu合金,并通过改变半固态固溶温度及时效时间对其组织、阻尼性能和力学性能进行了调控和优化。具体地,采用真空感应熔炼法制备了Mn65-Cu23.75-Zn3-Al3-Ni3-Fe2-Ce0.05 (at.%)合金。对该合金进行轧制处理,然后进行均匀化退火。分别在850℃和950~1050℃对合金进行普通固溶及半固态固溶处理,随后在430℃时效0~16 h。研究了半固态固溶温度及时效时间对Mn-Cu合金组织、阻尼性能和力学性能的影响。结果表明:普通固溶合金组织由单一γ-MnCu相构成,而半固态固溶合金组织则由富Mn和贫Mn的γ-MnCu相构成,且随着半固态固溶温度的升高,贫Mn相的含量不断增加。合金阻尼性能随时效时间的延长呈现出先上升后下降趋势。在最优时效条件下,较低的半固态固溶温度可提高合金的阻尼性能,而较高的半固态固溶温度则会降低其阻尼性能。和普通固溶的S850合金相比,半固态固溶的S950合金强塑积提高了约70%。但随着半固态固溶温度的增加,合金强塑积又有所下降。本项目的研究可为该类新型高阻尼双相Mn-Cu合金及其复合材料的设计、开发与应用提供理论和实践依据。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

DOI:10.15957/j.cnki.jjdl.2016.12.031
发表时间:2016
2

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
3

宽弦高速跨音风扇颤振特性研究

宽弦高速跨音风扇颤振特性研究

DOI:
发表时间:2021
4

惯性约束聚变内爆中基于多块结构网格的高效辐射扩散并行算法

惯性约束聚变内爆中基于多块结构网格的高效辐射扩散并行算法

DOI:10.19596/j.cnki.1001-246x.8419
发表时间:2022
5

基于协同表示的图嵌入鉴别分析在人脸识别中的应用

基于协同表示的图嵌入鉴别分析在人脸识别中的应用

DOI:10.3724/sp.j.1089.2022.19009
发表时间:2022

张松的其他基金

批准号:81801096
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11047116
批准年份:2010
资助金额:4.00
项目类别:专项基金项目
批准号:51271126
批准年份:2012
资助金额:77.00
项目类别:面上项目
批准号:51778428
批准年份:2017
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
批准号:20675018
批准年份:2006
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:20105002
批准年份:2001
资助金额:18.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51175309
批准年份:2011
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:50578111
批准年份:2005
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:51201102
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81170124
批准年份:2011
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:11875066
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:81401466
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51575321
批准年份:2015
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:11105207
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21075021
批准年份:2010
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:81172756
批准年份:2011
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:31501396
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

基于Snoek驰豫效应的高阻尼合金设计及阻尼行为研究

批准号:50901049
批准年份:2009
负责人:余黎明
学科分类:E0104
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
2

双相阻尼镁合金的成型工艺、微观组态及性能影响研究

批准号:51801189
批准年份:2018
负责人:鲁若鹏
学科分类:E0104
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

形状记忆合金的高阻尼机理研究

批准号:51001071
批准年份:2010
负责人:范根莲
学科分类:E0110
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
4

阻尼增强混凝土与高阻尼自减振结构

批准号:50608025
批准年份:2006
负责人:刘铁军
学科分类:E0806
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目