Fe-Cr-Mo、Cu-Zn-Al、Fe-Mn合金减振性能的研究

针对目前不同阻尼合金之间可比性差的问题,采用同种测试方法研究了Fe-Cr-Mo、Cu-Zn-Al和Fe-Mn三种阻尼合金的阻尼性能和力学性能,有利于针对实际应用条件选取合适的合金。利用倒扭摆测试合金阻尼性能,万能实验机测试力学性能。结果表明:同18-8不锈钢相比,三种合金都具有显著的高阻尼性能;Fe-Cr-Mo合金的阻尼性能随着应变振幅增加而迅速增加,在1×10-4～2×10-4范围内出现峰值,随后又逐渐下降;Cu-Zn-Al合金的阻尼性能随着应变振幅的增加而增加,在2×10-4左右出现平台;Fe-Mn合金的阻尼性能随应变振幅的增加呈现线性增加趋势。Fe-Mn合金的综合力学性能最好,Fe-Cr-Mo合金次之,Cu-Zn-Al合金最低。

热处理对Fe-Cr-Mo合金阻尼性能的影响

通过DMA（动态热机械分析仪）测量Fe-Cr-Mo合金阻尼性能,研究了热处理工艺对Fe-Cr-Mo合金阻尼性能的影响;通过OM进行组织观察,并且分析了不同退火温度及冷却方式下合金微观组织对阻尼性能的影响。结果表明,合金在950~1150℃的退火温度范围内,随着退火温度升高,内耗增大;并且水冷后的合金内耗较小,炉冷后的合金内耗较大。分析认为,950℃热处理,内应力大,内耗较小,并且由于晶界多,磁畴壁移动困难,对应边敏感度小,而1150℃的热处理则内应力小,内耗较大,并且由于晶粒长大,晶界数量少,磁畴壁移动容易,对应边敏感度大。由于水冷冷速过快,造成成分不均,内应力较大,内耗小于炉冷的内耗。

直流磁场对Fe-Cr-Mo合金阻尼性能的影响

利用倒扭摆内耗仪研究了外加直流磁场对Fe-16Cr-2.5Mo合金阻尼性能的影响,采用水基磁流体观察分析了磁畴结构的变化。实验表明,在直流磁场作用下,Fe-16Cr-2.5Mo合金阻尼性能随磁场强度的增大而增大,在0.08mT磁场强度下,合金的阻尼性能达到最大,之后随磁场强度的增大又降低到最低值。施加外磁场后,磁畴显得宽大和均匀,并且发生了明显壁移。研究表明,直流磁场对磁畴结构的影响是导致合金阻尼变化的重要原因。

Mo元素对Fe-Cr-Mo-C堆焊合金组织和性能的影响

采用等离子弧堆焊技术对不同Mo含量的Fe-Cr-Mo-C系合金进行堆焊,研究不同Mo含量对Fe-Cr-Mo-C堆焊层组织和性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对堆焊层组织和物相进行分析,采用显微硬度计对堆焊层显微硬度进行测试。结果表明:Fe-Cr-Mo-C合金组织由γ,M_(23)C_(6),M_(2)C以及M_(6)C组成,随着合金中Mo含量的增加,M_(23)C_(6)数量逐渐减少,蜂窝状的共晶碳化物M_(2)C数量逐渐增多,且M_(2)C逐渐转变为菊花状的共晶碳化物M_(6)C,大量高硬度M_(2)C均匀分布在堆焊层中,使得w(Mo)8.2%和w(Mo)10.1%合金堆焊层顶端显微硬度平均值较高,达到HV_(0.2)795,有利于促进堆焊层耐磨性的提高。

Fe-Cr-Mo三元系高温区的金属间化合物及其生成反应

用实验方法研究了Fe-Cr-Mo三元系高温区金属间化合物的成分范围和温度范围,对Fe-Cr-Mo三元系1250℃等温截面以及各金属间化合物的生成反应进行了讨论。

INTERMETALLIC COMPOUNDS AND THEIR FORMATION REACTIONS IN SYSTEM Fe-Cr-Mo AT HIGH-TEMPERATURES

The stable ranges concerning the composition and temperature have been experimentally de- termined for the intermetallic compounds in system Fe-Cr-Mo at high-temperatures. The isothermal section of the Fe-Cr-Mo ternary phase diagram at 1250℃ and the formation re- actions for the intermetallic compounds, which are different in part from those shown in the literature, have been proposed.

Fe-Cr-Mo,Fe-Cr-W合金中的过渡R相

研究了Fe-Cr-Mo、Fe-Cr-W合金的时效析出过程,发现在时效初期、两合金系中均有过渡R相析出,过渡R相为菱形点阵,α=0.9075nm,α=74.45°,其成分在Fe-Cr-Mo合金中为Pe-(27.5—34.9)Mo-(0—25.5)Cr,在Fe-Cr-W合金中为Fe-(28.9—33.0)W-(9.36—21.0)Cr(at.-%),时效后期,过渡R相分别向平衡相μ相、Laves相、χ相及σ相转变。

退火温度对汽车用Fe-Cr-Mo合金组织及阻尼性能的影响

以高阻尼汽车用Fe-Cr-Mo合金为对象,研究了不同退火温度对其组织和阻尼性能的影响规律。结果表明,随着磁场强度的增加,合金的磁致伸缩系数先增加然后趋于稳定;当退火温度为900℃,合金的磁致伸缩系数最高;随着退火温度的升高,合金的损耗因子先增加后降低,在退火温度为900℃时取得最大值;合金经充分的退火后,饱和磁致伸缩系数与最大阻尼值成正比关系。

Fe-Cr-Mo合金降噪性能的研究

从工程应用出发,对比研究了18-8不锈钢和Fe-Cr-Mo阻尼合金圆桶试样在自由和受迫振动条件下噪声的响应规律,同时还研究了激振力大小对两试样噪声响应峰值的影响以及两试样的隔声降噪性能。研究结果表明:无论自由振动条件下,还是受迫振动条件下,Fe-Cr-Mo阻尼合金都表现出较低的噪声响应即高阻尼性能。随着激振力的增大,两试样的噪声响应峰值均增大,但Fe-Cr-Mo阻尼合金试样的响应峰值较18-8不锈钢试样明显降低;Fe-Cr-Mo阻尼合金试样隔声时,较18-8不锈钢更能显著地降低了声源的噪声。

Fe-Cr-Mo合金颗粒对磁流变弹性体损耗因子的影响

为改善磁流变弹性体（MRE）的阻尼性能，使用Fe-Cr-Mo合金颗粒（通过电火花方法制备得到）与硅橡胶混合制备得到了MRE样品．利用DHVTC振动测试系统测试了MRE在0～500mT磁场范围内的动态剪切性能（激振频率为5Hz，应变振幅为1．90％）．重点研究了Fe-Cr-Mo颗粒对MRE的损耗因子的影响．结果表明，Fe-Cr-Mo合金颗粒含量达到70％时，MRE的零场损耗因子具有最大值0．24．此外，当磁场强度达到500mT时，MRE（颗粒含量为60％）的损耗因子增加了13％．增加MRE中Fe-Cr-Mo合金颗粒含量，或者增大外磁场都会导致MRE损耗因子的提高．

METASTABLE R-PHASE IN Fe-Cr-Mo AND Fe-Cr-W ALLOYS

The precipitation behaviour of Fe-Cr-Mo and Fe-Cr-W alloys during aging has been ex- perimentally studied.It was found that in the early stage of aging,a metastable R phase pre- cipitated in both alloys,it was transformed into stable μ-phase,Laves-phase,X-phase or σ-phase in the later stages.The crystallographic structure of metastable R-phase is rhombohedral with lattice parameters of a=0.9075 nm and α=74.45°.The chemical compo- sition of R-phase is Fe-(27.5—34.9)Mo-(0—25.5)Cr and Fe-(28.9—33.0)W-(9.36— 21.0)Cr in at.-% in Fe-Cr-Mo and Fe-Cr-W system,respectively.

Fe-13Cr-2.5Mo阻尼合金的热处理工艺

研究了热处理工艺对冷拉态Fe 13Cr 2.5Mo阻尼合金的微观组织、力学性能和阻尼性能的影响。研究发现:水淬温度为900℃和1100℃时对数衰减率各有一个相近的峰值;900℃时由于合金组织完成了回复再结晶,阻尼性能保持较高的水平;而1100℃时,合金中碳化物溶解,晶粒快速长大,导致较大尺寸的磁畴形成,使得合金的内耗值很高。淬火温度的提高,使合金的强度和塑性逐渐降低。合金的较佳热处理工艺为900℃×2h水淬。

磁场对Fe-16Cr-2．5Mo合金阻尼性能及磁畴结构的影响

研究了直流和交流磁场对Fe-16Cr-2．5Mo合金阻尼性能的影响，并通过观察磁畴结构的变化解释了阻尼性能变化的原因。结果表明：随着直流和交流磁场强度的增加，合金的阻尼性能都呈现先增加后下降的变化规律，但直流磁场时合金在0．08mT达到最大值，而交流磁场时合金在0．03mT达到最大值。另外在交流磁场作用下，合金阻尼性能峰值对应的应变振幅位置发生明显的左移。

Fe-Mn-Cr-Mo-V系抗冲击磨料磨损堆焊材料的研制

根据材料的抗冲击磨损机制,研制出了一种具有良好抗冲击磨损性能的TKCE50堆焊焊条,其材料为Fe-Mn-Cr-Mo-V合金系。经过冲击磨损试验、硬度测试及金相显微分析,并与传统的高锰钢焊条D256进行对比分析,结果表明:所研制的TKCE50堆焊焊条具有较高的韧性、抗裂性及优异的加工硬化性能,TKCE50堆焊层硬度比D256焊条的高出很多;抗冲击磨料磨损性能十分突出,D256焊条堆焊层金属磨损自身质量损失是TKCE50焊条的2倍多。本文探讨了合金元素Cr,Mo,V对焊条熔敷金属耐磨机理的影响规律。

离子束辅助沉积TiN薄膜在模拟口腔溶液中的耐蚀性

应用离子束辅助沉积技术(IBAD)在Fe-Cr-Mo合金基体上制备了TiN薄膜,在模拟口腔环境溶液中测定了其自腐蚀电位、腐蚀电流密度、极化电阻、极化曲线,并用未经表面镀膜的铁铬钼合金进行了对比。结果表明:经TiN薄膜处理的Fe-Cr-Mo软磁合金在口腔环境中的耐腐蚀性较未经表面镀膜处理的有明显提高;当氮气流量为1.5cm3/min,溅射时间为4 h,得到的膜厚为2μm,此时TiN膜在口腔溶液中的耐腐蚀性能最好。

Fe-Mn-Cr-Mo-V系抗冲击磨料磨损堆焊材料

采用H08A焊芯,研制的TKCE50焊条与传统的高锰钢焊条D256进行对比分析,通过冲击磨损试验,硬度测试及金相显微分析,系统研究了堆焊层的硬度、耐磨性、抗冲击后的加工硬化程度以及各种合金元素对堆焊层性能的影响规律。结果表明,所研制的Fe-Mn-Cr-Mo-V系堆焊焊条具有较高的韧性、抗裂性及优异的加工硬化性能,抗冲击磨料磨损性能十分突出;随着Cr,Mo,V元素含量的增加,堆焊层金属端面硬度增加,达到一定值后,其增加变缓。冲击9000次后,加工硬化达到极限,此时的堆焊层金属磨损失重最小,耐磨性最好。

Fe-16Cr-2．5Mo合金构件减振降噪性能实验研究

从某一实际工程应用背景出发,在20Hz^400Hz范围内,采用相同的实验方法研究了0Cr18Ni9Ti不锈钢与Fe-16Cr-2.5Mo合金圆筒状构件在宽频带激励条件下的减振降噪性能。结果表明,在20Hz^400Hz频带内Fe-16Cr-2.5Mo阻尼合金使振动得到有效抑制,降噪效果也很明显。

Ni和Nb元素对Fe-Cr-Mo合金力学和阻尼性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、弯曲共振试验机和万能材料试验机等分析了复合添加质量分数0.8%Ni元素和0.1%Nb元素的Fe-Cr-Mo合金组织和析出相的大小、形态,研究了Ni和Nb元素的添加对FeCr-Mo合金力学性能和阻尼性能的影响。结果表明,Ni和Nb元素的加入不但使合金晶粒显著细化,而且有效抑制了富Cr析出物的析出,使析出物明显细化且分布弥散。晶粒和析出物的细化同时提高了合金的强度和塑韧性,尤其是显著地提高了材料的塑性。1 000和1 100℃退火后,Ni和Nb元素的加入将提高减振合金的矫顽力,降低磁致伸缩系数,使减振合金的阻尼性能降低。900℃退火后,Ni和Nb元素的添加虽然提高了合金的矫顽力,但由于Mo元素的回溶使磁致伸缩系数增大,阻尼性能获得提高。

退火温度对Fe-Cr-Mo合金减振性能及力学性能的影响

采用弯曲共振法测量Fe-Cr-Mo合金的减振性能,通过光学显微镜和扫描电镜对合金组织进行观察,研究了退火温度(900～1100℃)对Fe-Cr-Mo合金减振性能和力学性能的影响。结果表明,Fe-Cr-Mo合金在900～1100℃退火温度范围内,随着退火温度的升高,合金的内耗先升高后降低,在1000℃达到峰值4. 7×10^(-3)。同时,退火温度对合金的力学性能有明显的影响。900℃退火后,合金的抗拉强度和塑韧性最好,抗拉强度为513 MPa,伸长率为37. 25%,断面收缩率为83%,冲击吸收能量为414 J。1100℃退火后,规定塑性延伸强度最大,为395. 5 MPa。

Mn、Si合金化和退火温度对Fe-Cr-Mo减振合金性能的影响

采用弯曲共振法测量合金的减振性能,研究了添加0.3%Mn、0.5%Si元素及不同的退火温度对Fe-Cr-Mo减振合金性能的影响。结果表明,Fe-Cr-Mo合金在900~1100℃退火温度范围内,随着退火温度的升高,阻尼和强度先增大后减小,均在1000℃存在峰值,而冲击吸收能量逐渐减小。同时,0.3%Mn、0.5%Si合金元素的添加对Fe-Cr-Mo合金减振性能和力学性能有较大影响。900℃和1000℃退火时,合金阻尼值分别降低10.6%和16.8%,1100℃退火时,阻尼值提高8.1%。900~1100℃退火时,添加0.3%Mn和0.5%Si元素使抗拉强度提高;冲击吸收能量在900℃提高9.1%,在1000℃和1100℃分别降低90.8%和75.4%。