一种新型Mn-Ni阻尼合金的组织结构与阻尼性能研究-北京金属学会.docVIP

一种新型Mn-Ni阻尼合金的组织与阻尼性能研究 谢东辉，傅祖明，蔡凯洪，丁绍松 （北京北冶功能材料有限公司 北京 100192） 了一种新型Mn-Ni阻尼合金材料。研究了合金的微观组织结构及阻尼性能。利用XRD、热膨胀分析、光学显微镜、SEM和维氏硬度测试等手段加工热处理对合金微观组织结构的影响规律。利用强迫共振法测试了合金的内耗，研究了固溶处理+不同温度、时间时效处理对合金阻尼性能的影响，并分析了合金的阻尼机理。结果表明，在450~650℃之间合金的面心立方结构（fcc）基体发生体心四方相（bct）转变，并有体心立方结构的第二相析出；合金经固溶处理后在550℃时效处理具有最佳的阻尼性能。分析认为，合金在450~650℃之间的复相结构是合金内耗增大的主要原因。 阻尼合金；热处理；相转变；内耗 ehavior of A New-type Mn-Ni Damping Alloy Xie Donghui, Fu Zuming, Cai Kaihong, Ding Shaosong (Beijing Beiye Functional Materials Corporation) Abstract: A new-type Mn-Ni damping alloy material was developed. The microstructure and damping behavior of the alloy were studied. The XRD, Thermal expansion analysis, Optical Microscope, SEM and the Vickers-hardness test were used to analyze the rule of microstructural transformation of the alloy by processing and heat treatment. The internal friction was measured by forced resonance viberation method to study the effect of solution treatment and ageing treatment at different temperature and hours on the damping behavior, and the damping mechanism was analyzed. The results show that at 450~650℃ the body-centered tetragonal (bct) phase transformation occurs in the alloy face-centered cubic (fcc) matrix, and there is the precipitation of the second cubic face-centered phase. The alloy has optimal damping behavior after solution treatment and 550℃ ageing treatment. The complex phase structure at 450~650℃ is considered to be the main reason for the increase of internal friction of the alloy. Key words: damping alloy; heat treatment; phase transformation; internal friction 1 引言 阻尼合金是近几十年发展起来的一类新型金属功能材料，它能迅速通过合金内部组织的摩擦，将振动能转化成热能而散失掉，从而达到减振降噪的效果。阻尼合金不仅内耗大，而且具有较高的机械强度，因此可以作为结构材料直接应用在机械振动的振源部位，既能达到减振降噪的目的，又减少了材料疲劳，提高仪表精度和机械部件的可靠性[1]。目前，阻尼合金已经广泛应用于航海、航空和航天、核工业、及汽车等民用领域。 根据产生阻尼的机制，阻尼合金分为复相型（片状石墨铸铁）、超塑型（Zn-Al）、位错型（Mg系合金）、孪晶型（Mn-Cu合金）、铁磁型（Fe-Cr-Mo、Fe-Cr-Al）、Fe-Mn基等几大类[2]。其中，高锰合金具有高阻尼性能、强度和良好的工艺性能而获得广泛应用。最初研制的Mn-Cu合金主要应用在潜艇螺旋桨上[2]，由于其减振降噪效果明显，逐渐被其他行业开发应用。高锰阻尼合金属于孪晶型阻尼合金，主要有Mn-Cu、Mn-Ni和M