不同变形条件下锰铜合金的应力松弛特性及数值仿真

计算机运算能力的提升为有限元仿真分析提供支撑,可更高效地求解较复杂的结构及非线性问题。文中基于有限元仿真分析技术,针对锰铜合金复杂的力学特性进行仿真计算,分别采用Prony级数本构模型和并联流变本构模型对锰铜合金进行不同变形条件下的应力松弛实验仿真。通过提取应力松弛实验数据将其转化为相应模型参数并进行有限元仿真计算,获得可准确描述锰铜合金非线性力学特性的仿真模型参数。通过对比仿真和实验结果可知,并联流变模型能够更加准确地表征锰铜合金的应力松弛行为,在不同初始应变条件下,仿真结果和相应工况下的实验结果相对误差小于1%。并联流变模型比Prony级数模型更适用于锰铜合金在复杂工况下的仿真计算。

新型锰铜合金圆环类部件动力学特性测试研究

根据基础激振—共振质量法测试原理设计专用的实验测试系统,对作为高速旋转引信实验机减振部件使用的新型锰铜合金圆环类部件进行动力学特性测试。获得测试对象的刚度系数、阻尼系数以及损耗因子等动力学特征参数值与使用频率、作用力幅值以及合金厚度之间的对应关系。从微观晶粒运动角度,结合应力、应变以及振动能量等特征值变化,对获得的新型锰铜合金环类部件的测试结论进行理论分析。通过实验测试得出新型锰铜合金适合作为高速旋转设备减振部件的结论。

锰铜合金导线在电涡流位移传感器中的应用

针对电涡流式传感器的线圈采用铜质漆包线存在温度稳定性差的缺点,本文设计了抗腐蚀性强、温度稳定性好的锰铜合金导线为线圈的电涡流式传感器测量系统,该系统由电涡流式传感器、测量及信号处理电路、FPGA和显示模块组成。验证了温度对该传感器的线圈输出电压的影响为0.01%/10℃,实验结果表明,该传感器系统具有抗腐蚀性强、温度稳定性好的优点。

ICP-AES法测定锰铜合金中低含量元素

锰铜合金中铜含量为53～60％、锰含量为1～6％。根据用途不同,其元素成分和含量范围变化也比较大。在国家标准“黄铜化学分析方法”中多数元素是用普通化学方法单独测定,分析过程长,应用试剂种类多,要用普通化学方法了解不同用途锰铜合金中元素成分及其含量困难较大。应用ICP-AES法测定锰铜合金中元素成分尚未见报导。

锰铜合金奥贝球铁齿轮啮合后表面组织特征探讨

利用扫描电镜测试研究了锰铜合金奥贝球铁锥齿轮啮合后齿轮表面显微组织的演变。结果表明,齿轮啮合后其表面残余奥氏体转变成马氏体组织,显著提高了齿轮的表面硬度导致其耐磨性和使用寿命提高。

锰铜合金奥贝球铁汽车螺旋锥齿轮研制

利用光学显微镜、扫描电镜和性能测试等手段研究了Cu-Mn合金奥贝球铁标准试样和齿轮的显微组织与力学性能。结果表明，Cu—Mn合金奥贝球铁标准试样经等温淬火和回火后的力学性能范围为σb：1007．4—1200MPa，δ：5．2％～8．8％，HRC：32～35，ακ：70～120J／cm^2，达到了ENl564—97／EN．CJS-1000—5欧洲标准。齿轮啮合后其表面残余奥氏体转变成马氏体组织，显著提高了齿轮的表面硬度、耐磨性和使用寿命。台架试验和跑车试验表明，Cu-Mn合金奥贝球铁可代替20CrMnTi合金钢生产EQ140汽车后桥螺旋锥齿轮。

低锰锰铜合金的内耗与相变特征

本文对贫锰的 Mn—Cu—Zn—Al—Ce 合金固溶和时效两种状态下在140K—500K 温度范围内进行了低频内耗及扬氏模量的测定,给出了时效合金共存的马氏体相变峰和孪晶弛豫峰。并通过微观组织的观察及晶体结构的分析就内耗峰的形成机制进行了讨论。

高阻尼锰铜合金的阻尼特性探究

针对高锰含量（Mn％≥70％）锰铜阻尼合金的阻尼特性开展了研究，采用高精度多功能内耗测试仪在受迫振动模式下测试了合金的内耗随温度、频率和应变振幅变化的规律，同时考察了适量Al部分替代Ni对合金阻尼特性的影响。结果表明：振动频率对内耗大小无影响，但随着振动频率增加，孪晶转变的内耗峰向高温方向移动；应变振幅对内耗大小影响显著，随着应变振幅增加，内耗大大增加；A1的添加使马氏体相变的内耗峰与孪晶转变的内耗峰分离，并移至l00～120℃，内耗的峰值达1．5×10，值得注意的是，马氏体相变内耗峰对应变振幅的变化不敏感，随频率增加，内耗峰下降。分析认为，A1元素提高了马氏体相变的温度，从而使阻尼特性的温度范围增加。

高阻尼锰铜合金/40CrNiMoA异种材料焊接工艺研究

介绍了高阻尼锰铜合金GZ50与齿轮钢40CrNiMoA异种材料TIG焊接工艺,并对焊接接头拉伸、冲击、冷弯、疲劳性能和接头金相组织、冲击断口、显微硬度以及接头耐海洋大气腐蚀性能等进行了分析.结果表明,采用合理的焊接工艺参数和焊后消应力处理,保证了焊接接头各项性能指标满足要求,焊缝金相组织均匀,断口为韧性断裂;GZ50合金侧和40CrNiMoA钢侧的热影响区宽度基本相同,GZ50合金侧的热影响区与基体组织由于热作用的不同,各相形态与比例不同;焊接接头在海洋大气环境中,12个月的腐蚀速率比6个月的腐蚀速率约低1/2.

带状组织对锰基锰铜合金加工性能的影响

锰基锰铜合金在热（冷）加工时表面出现开裂现象。通过金相分析的方法观察到该合金的开裂现象系由带状组织的存在所致。带状组织在材料的锻态、热轧态、冷轧态及复合态时均有存在。带状组织的存在导致材料的力学性能下降，是该类合金在加工过程中开裂的原因之一。

ZMnD-1J锰铜阻尼合金的时效组织

借助于透射电子显微分析和衍射花样分析,研究了ZMnD 1J四元锰铜阻尼合金时效时的组织转变过程,进而探索了其组织变化与合金阻尼性能的关系。结果表明:时效时的组织变化包括时效初期花呢结构的形成、微细孪晶的形成和稳定相α Mn形成的3个阶段;时效前后最明显的差别是时效后产生了微细孪晶,随孪晶数量的增加阻尼性能增加,孪晶密度达最大值时,阻尼性能也最大;随时效时间的延长,α Mn数量增加,孪晶数量减少,阻尼性能也降低。

火法冶炼锰基减振合金热处理后的组织性能

使用火法冶炼的金属锰与铜组成锰基减振合金系,并为改善性能而填加了其他元素。以该类合金热处理后的显微组织特征为对象,研究热处理组织与减振性能的联系;同时测试其在不同振动频率下的减振性能,探索加入某些元素后对材料减振性的影响效果。该研究成果可为火法冶炼的锰合金开拓使用领域。

锰铜减振合金的研究

从原材料配比、显微组织分析、减振性能测试等方面对火法冶炼的锰铜减振合金进行研究,并为改善其机械性能而加入了某些其他元素,得到了在不同频率下具有不同吸振性能的数据,为动力机械的选材提供了依据。

锰铜基防振合金的高阻尼特性

主要研究Mn-Cu系及Cu-Zn-Al合金的阻尼性能与力学行为的关系,并探讨了受力条件对阻尼性能的影响。 试验表明,此类合金的阻尼能力与振动中的受力状态有较强的依赖关系。经适当热处理后可得到较高的阻尼性能。

锰铜阻尼合金的研究

在锰铜系合金研究基础上，确定了一种实用型５０Ｍｎ４０Ｃｎ３．５Ａｌ３Ｆｅ１．５Ｎｉ合金，研究表明该合金除具有良好的工艺性能、机械性能和阻尼性能外，还具有调幅分解和马氏体转变过程，马氏体相变形成的微孪晶对阻尼功能作出了贡献。

成分和工艺因素对Mn-Cu合金阻尼性能的影响

考察了化学成分、热处理工艺及铸造冷却速度对Mn Cu合金阻尼性能的影响。试验结果表明,铝的影响与热处理状态密切相关,硅是有害的,加入稀土可提高阻尼性能。随着铸造冷却速度的加快,合金的阻尼性能降低。依据成分等情况提出了较佳的热处理工艺。

热处理对Mn-Cu合金微观组织和阻尼性能的影响

通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和动态机械热分析仪(DMA)的相结构、微观结构和阻尼性能的测试结果,研究了热处理工艺对轧制态CuMn50合金的微观组织和阻尼性能的影响。结果表明合金的阻尼性能随着应变振幅先缓慢增加而后迅速增加;随着冷速提高,Mn-Cu合金开始出现晶粒,阻尼性能降低,缓慢冷却有利于富锰区的产生,起到了时效的作用;炉冷时效后,阻尼性能进一步提高,时效时间对炉冷试样的微观结构和阻尼性能没有影响;水冷时效后,随着时效时间的增大,合金的晶粒先变得粗大随后析出第二相α-Mn,阻尼性能先增大到峰值随后略为减低,840℃固溶0.5h又420℃时效8h后,合金的阻尼性能达到最好。

热处理对挤压态Mn-Cu阻尼合金性能的影响

论述了挤压态锰铜阻尼合金的热处理工艺对阻尼性能的影响 ,并与水冷金属型试样的阻尼性能进行比较。结果表明 :挤压态锰铜合金在热处理工艺为 80 0℃保温 4h固溶处理 ,水淬后在 40 0℃保温 4h时效处理的条件下 ,其阻尼性能最好 ,与水冷金属型试样相比要高出 2 0 %。同时 ,该合金的阻尼性能随频率变化而变化 ,在f=2 2

稀土元素Ce对Mn-Cu合金阻尼性能的影响

对用稀土Ｃｅ 改性的高阻尼ＭｎＣｕ 合金的阻尼性能与微观组织进行了研究。结果表明，添加稀土元素Ｃｅ，不仅能显著提高ＭｎＣｕ 合金的阻尼性能，而且能缩短达到峰值阻尼性能的时效时间，同时还抑制了过时效时阻尼性能的下降。

新型轻质高阻尼Mn-27Cu多孔合金的制备及其性能研究

采用粉末冶金法制备了Mn-27Cu(原子百分比,下同)二元多孔合金,通过扫描电子显微镜(SEM)观察,Mn-27Cu二元多孔合金中亚微米或毫米量级的孔分布均匀。与相同组分的致密Mn-Cu合金相比,多孔材料的密度大幅下降,当孔隙率为71.5%时,密度为2.3 g/cm^3,约是致密Mn-Cu合金密度的1/3;在微应变振幅(10^-6)下,Mn-27Cu二元多孔合金的阻尼性能最高可达0.012,属于微振动敏感型高阻尼材料范畴;其最大抗压强度约为41.2 MPa,但其压缩坍塌过程却表明该Mn-Cu多孔合金属于脆性材料。