具有優良力學性能的高錳含量錳銅基高阻尼合金的制作方法【專利摘要】本發明提供一種錳銅基高阻尼合金，其包括：Cu:21.0-24.5wt.%；Ni:2.0-7.0wt.%；Fe:1.0-3.0wt.%；0＜稀土元素含量＜1.2wt.%；0＜高熔點金屬元素含量＜3.0wt.%；且所述高熔點金屬元素為Ti、Zr、V、Ta、Nb、W、Mo、Cr中的一種或多種；Mn：余量；且C＜0.1wt.%；以及其他不可避免的雜質。本發明還提供所述合金的制備方法。【專利說明】具有優良力學性能的高錳含量錳銅基高阻尼合金【
技術領域：
】[0001]本發明涉及金屬功能(阻尼)材料的合金成份及其制備工藝，具體地涉及具有優良力學性能的高錳含量錳銅基高阻尼合金及其制備工藝。【
背景技術：
】[0002]現代工業的發展，除了對機械提出更高要求，對機械振動及其引起的噪聲，也引起高度重視。振動與噪聲，不僅影響機械產品的質量，增加能源消耗，也危害人類健康。現在各國都對噪聲制定了相應的法規。噪聲控制技術在軍事上，例如艦艇的隱身技術，也有重要意義。減振降噪可以通過改進機械設計的途徑，但采用這些措施，會增加部件的質量，不符合結構簡便和輕量化的要求，而在航天等領域，也不允許增加質量。為此，減振降噪的阻尼材料受到了重視。[0003]阻尼材料具有高的內耗，它能夠把振動能和聲能轉變為熱能而被耗散。目前通常使用的阻尼材料有浙青型阻尼材料，液體阻尼材料，粘彈類阻尼材料，金屬類阻尼材料(阻尼合金、復合阻尼鋼板)等。阻尼合金由于兼有優良的阻尼性能和力學性能，因而在航空航天、軍事工業、汽車、建筑和海洋工程等方面有著廣泛的應用。[0004]根據阻尼產生的機制，阻尼合金可分為復相型、超塑性型、孿晶型、位錯型、鐵磁性型、金屬基復合材料，泡沫金屬材料及其它(例如表面裂紋)等幾大類。現有的各種阻尼合金(方前鋒朱震剛葛庭燧.高阻尼材料的阻尼機理及性能評估[J].物理，2000，29(9):541.)如圖1所示。[0005]圖1中縱坐標是阻尼性能(Pai比阻尼本領，％)，橫坐標是力學性能(σb抗拉強度，MPa)。其中錳銅合金在圖的右上方，即阻尼性能和力學性能都較高，是一種綜合性能良好的阻尼合金。[0006]錳銅系列合金高阻尼材料的主要阻尼機制是孿晶型。1948年C.Zener在88wt%Mn-12wt%Cu合金中，經時效幾小時后水淬，發現合金在室溫附近具有很高的內耗值(ZENERC.Elasticityandanelasticityofmetals[M].UniversityofChicagoPress,1948.孔慶平，周本濂等譯.金屬的彈性與滯彈性[M].北京:科學出版社，1965.)[0007]以后的研究表明，錳銅合金的高阻尼，是由于反鐵磁馬氏體顯微孿晶在外力作用下的弛豫運動及再取向，所以馬氏體相變是錳銅合金高阻尼的重要條件之一(SHMIZUK,0KUMURAY，KUBOH.CrystallographicandmorphologicalstudiesonthefeetofcttransformationinMn-Cualloy[J].TransactionsoftheJapanInstituteofMetals.1982，23(2):53.)。[0008]Vitek等人指出在YMn2Cu合金中的亞穩混溶區(miscibilitygap)內時效時發生Spinodal分解，在隨后冷卻時所形成的花呢狀馬氏體孿晶，是高阻尼的內耗源。孿晶界和反鐵磁性是錳銅合金高阻尼的主要起源(VITEKJM,WARLIM0NTH.0nametastablemiscibilitygapingammaMn-Cualloysandtheoriginoftheirhighdampingcapacity[J].MetalScienceJournal，1976，10:7.)。[0009]隨后，研究者在錳銅合金中加入各種合金元素，逐漸研發了一系列商品牌號合金。例如，鑄造合金有英國StoneManganeseMarine公司的Sonostone和前蘇聯的ABpopa:[0010]表一猛銅系列鑄造合金牌號[0011]【權利要求】1.一種錳銅基高阻尼合金，其特征在于，其包括:Cu:21.0-24.5wt.%；N1:2.0-7.0wt.%；Fe:1.0-3.0wt.%；0<稀土元素含量<1.2wt.%；O<高熔點金屬元素含量<3.0wt.%;且所述高熔點金屬元素為T1、Zr、V、Ta、Nb、W、Mo、Cr中的一種或多種；且所述稀土元素和高熔點元素的含量不可同時為O;Mn:余量；且C<0.1wt.%；以及其他不可避免的雜質。2.如權利要求1所述的錳銅基高阻尼合金，其特征在于，70.5wt.%<Mn<71.5wt.%。3.如權利要求1所述的錳銅基高阻尼合金，其特征在于，Cu較佳范圍:21.7-23.2wt.%。4.如權利要求1所述的錳銅基高阻尼合金，其特征在于，Ni較佳范圍:3.8-4.9wt.%。5.如權利要求1所述的錳銅基高阻尼合金，其特征在于，Fe較佳范圍:1.5-2.5wt.%。6.如權利要求1所述的錳銅基高阻尼合金，其特征在于，所述的稀土元素優選為Ce、La或二者組合，且0.1Owt.%<Ce+La:<0.75wt.%。7.如權利要求1所述的錳銅基高阻尼合金，其特征在于，高熔點元素較佳范圍:0.4wt.%<高熔點金屬元素<2.0wt.%。8.如權利要求1所述的錳銅基高阻尼合金，其特征在于，所述合金同時含有稀土元素和高熔點金屬元素，其組合如下:所述的稀土元素為Ce+La,且0.3wt.%<Ce+La:<0.5wt.%；所述高熔點元素加入量為:0.6wt.%<高熔點金屬元素<0.8wt.%;且所述高熔點元素為Cr和V的組合，且二者的重量比例Cr:V為:(0.8~1.5):1。9.一種如權利要求1所述的錳銅基高阻尼合金的制備方法，其特征在于，所述方法包括:提供如權利要求1所述的合金配方組合物；所述合金配方組合物進行冶煉，得到合金坯料；所述合金坯料進行后處理，得到合金。10.一種如權利要求1所述的錳銅基高阻尼合金的用途。【文檔編號】C22C1/02GK103556020SQ201310553896【公開日】2014年2月5日申請日期:2013年11月8日優先權日:2013年11月8日【發明者】章靖國申請人:上海匯智新材料科技有限公司