[发明专利]一种高阻尼双相Mn-Cu合金的制备方法

说明书

本发明公开了一种高阻尼双相Mn‑Cu合金的制备方法，包括以下步骤：步骤1：按照Mn‑Cu基合金的目标成分配比称取各原材料；步骤2：对上述原材料进行真空感应熔炼，得到初级合金锭，得到所需试样；步骤3：确定试样固相线温度T1和液相线温度T2；步骤4：在T1～T2温度范围内对试样保温0.1～1h进行半固态固溶处理，随后进行淬火；步骤5：将试样在400～600℃下保温0.5～20h进行时效处理，随后进行淬火，得到所需高阻尼双相Mn‑Cu合金；本发明制备的合金可在较高温度下及较宽温域内保持高阻尼态。

技术领域

本发明涉及一种合金制备方法，具体涉及一种高阻尼双相Mn-Cu合金的制备方法。

背景技术

随着现代工业的发展和科学技术的进步，控制振动和减少噪声成为各行各业高度重视和迫切需要解决的重大工程问题，尤其是在航空、航天、航海、核工业、武器装备、汽车及轨道交通等领域；在这种背景之下，人们寄希望于通过采用减振材料从源头上减轻或防止振动和噪声；阻尼合金既具有结构材料应有的强度，同时还能通过材料内部的各种阻尼机制吸收外部振动能并将其转化为热能耗散掉；是一种具有广泛应用前景的功能结构材料；其中Mn-Cu合金由于兼具高的阻尼性能（比阻尼SDC：20%~40%）和优良的力学性能（σ_b：490~608 MPa；δ：20%~40%），因而备受关注。

目前，主要采用真空感应熔炼技术制备Mn-Cu合金锭；该类合金的热处理方法主要为首先在低于固相线的某一温度下进行普通固溶处理，然后进行随炉冷却或者淬火后进行时效处理，有时也直接进行时效处理，以获得具有高阻尼机制的孪晶结构；然而，Mn-Cu合金的使用温度较低（通常小于100℃），且只能在较窄的温域内维持高阻尼态，这在一定程度上限制了该类合金的推广及应用；因此，如何提高Mn-Cu合金的使用温度并增大其使用温度范围，成为研究者们迫切关心和亟待解决的重要问题。

发明内容

本发明提供一种能够在较高温度下及较宽温域内使用的高阻尼双相Mn-Cu合金的制备方法。

本发明采用的技术方案是：一种高阻尼双相Mn-Cu合金的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：按照Mn-Cu基合金的目标成分配比称取各原材料；

步骤2：对上述原材料进行真空感应熔炼，得到初级合金锭，得到所需试样；

步骤3：确定试样固相线温度T1和液相线温度T2；

步骤4：在T1～T2温度范围内对试样保温0.1～1h进行半固态固溶处理，随后进行淬火；

步骤5：将试样在400～600℃下保温0.5～20h进行时效处理，随后进行淬火，得到所需高阻尼双相Mn-Cu合金。

进一步的，所述步骤1中Mn-Cu基合金的目标成分按照质量百分比如下：Mn 40~80wt.%、Cu 10~60 wt.%、Zn 0~10 wt.%、Al 0~8 wt.%、Ni 0~10 wt.%、Fe 0~10 wt.%、Ce 0~0.5 wt.%和Y 0~0.5 wt.%。

进一步的，所述步骤2中真空熔炼条件为，真空度1×10^-3~1×10^-1 Pa，纯度为99.999 vol.%的氩气氛围。

进一步的，所述步骤3中通过对试样进行差示扫描量热分析确定固相线和液相线温度。

进一步的，所述步骤2中对初级合金锭按照一定尺寸切割成试样，并将其表面打磨吹干得到所需试样。

进一步的，所述步骤2真空熔炼过程中Mn-Cu基合金原材料按照易挥发难易程度从高到低，而从上到下放置。

本发明的有益效果是：