[發(fā)明專利]鐵錳基耐蝕高阻尼合金及其制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010208644.1
• 申請日: 2010-06-21
• 公開（公告）號: CN101871075A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于學(xué)勇;胡朝斌;潘毅
• 申請（專利權(quán)）人: 常熟理工學(xué)院
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C22C33/04;C21D1/26;C21D1/18
• 代理公司: 常熟市常新專利商標(biāo)事務(wù)所 32113
• 代理人: 朱偉軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于合金材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鐵錳基耐蝕高阻尼合金，并且還涉及該鐵錳基耐蝕高阻尼合金的制造方法。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，各種機(jī)械的功率和速度不斷提高，伴隨而至的由振動引起的有害噪聲也相應(yīng)增大。有害的振動會導(dǎo)致材料疲勞，并且降低機(jī)械部件的工作可靠性。以潛艇為例，潛艇發(fā)動機(jī)振動噪聲的傳播和發(fā)射不但會干擾導(dǎo)航儀器的正常工作，而且會將自己暴露給對方；又，以音像系統(tǒng)為例，音像系統(tǒng)中的機(jī)械振動將不可避免地調(diào)制成背景噪聲，影響圖象的質(zhì)量和聲音；及，振動和噪聲還嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量、儀器儀表的精度和機(jī)械設(shè)備的使用壽命。

可見，不論是從保護(hù)人們的身心健康和工作環(huán)境的角度考慮，還是從工業(yè)化的發(fā)展趨勢出發(fā)，振動和噪聲已成為了當(dāng)今世界各國日益重視并且迫切渴望解決的技術(shù)問題。

目前，減少和消除有害振動和噪聲的途徑不僅在于采用合理的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，還有賴于改善材料的阻尼性能，即選用具有高阻尼合金的材料，以阻止和降低振動應(yīng)力峰的傳播，從而消除并減少有害振動和噪音的產(chǎn)生。通常，降低材料或結(jié)構(gòu)振動所采用的方法主要有以下三種：一是增加質(zhì)量和提高剛性的方法，將結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)得足夠龐大和堅(jiān)固，以降低振動振幅，此法雖能表現(xiàn)出顯著的效果，但不適合于小型化、輕量化和高速化；二是追求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性的方法，以巧妙的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)件避開共振條件即避免共振，但此法僅適合于振動源為單一振動頻率的場合；三是利用高阻尼材料使振動衰減的方法，采用柔性設(shè)計(jì)，即，使振動通過彈性能轉(zhuǎn)化為熱能而消失，該方法不增加構(gòu)件本身的質(zhì)量并且不降低構(gòu)件的強(qiáng)度，同時還能起到良好的減振降噪的效果。

目前，在航天航空航海和交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)，高阻尼合金特別是耐蝕高阻尼合金已越來越多地用于各種結(jié)構(gòu)件。鐵錳基(Fe-Mn)阻尼合金如Fe-15Mn或Fe-17.1Mn因其具有強(qiáng)度高、阻尼性能好以及成本比銅基和鎳基阻尼合金低等優(yōu)點(diǎn)而越來越多地用于航天航空航海和國防軍事等領(lǐng)域。但是，該合金在航海和軍事等特殊的使用環(huán)境中，因其耐蝕性能不夠理想而在相當(dāng)程度上受到限制。

關(guān)于阻尼合金的報道除了前述的Fe-Mn基阻尼合金外，在文獻(xiàn)特別是中國專利文獻(xiàn)中還可見諸，例如發(fā)明專利申請公開號CN101532114A披露了一種Fe-Cr-Mo基耐蝕高阻尼合金，該Fe-Cr-Mo合金在應(yīng)變小于4×10^-4時表現(xiàn)出阻尼性能，而且隨著應(yīng)變量的增加而增大，但達(dá)到峰值后便隨著應(yīng)變量的增加而減小；因此，F(xiàn)e-Cr-Mo合金主要應(yīng)用于振動能較小的工作環(huán)境，應(yīng)用范圍受到限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的首要任務(wù)在于提供一種既具有理想的耐蝕性能又具有卓越的阻尼性能而藉以拓展應(yīng)用領(lǐng)域的鐵錳基耐蝕高阻尼合金。

本發(fā)明的另一任務(wù)在于提供一種鐵錳基耐蝕高阻尼合金的制造方法，該方法工藝要求不苛刻并且能保障所述鐵錳基耐蝕高阻尼合金的技術(shù)效果的全面體現(xiàn)。

本發(fā)明的首要任務(wù)是這樣來完成的，一種鐵錳基耐蝕高阻尼合金，其化學(xué)元素及其含量為0.4-0.9wt％的鈦，15-23wt％的錳，余為鐵和不可避免的微量的化學(xué)元素。

本發(fā)明的另一任務(wù)是這樣來完成的，一種鐵錳基耐蝕高阻尼合金的制造方法，包括以下步驟：

A)制備鑄錠，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15-23wt％并且純度為99.9％的錳和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4-0.9wt％并且純度為99.9％的鈦以及其余為工業(yè)純鐵加入到真空感應(yīng)爐中熔煉，并且控制不可避免的微量的化學(xué)元素的含量，待完全熔化后澆注，經(jīng)冷卻得到鑄錠；

B)退火，將鑄錠引入退火爐退火，并且控制退火溫度和退火時間，得到退火鑄錠；

C)鍛造，對退火鑄錠熱鍛，并且控制開鍛溫度和終鍛溫度，得到鍛造棒材；

D)淬火，先將箱式電阻爐升溫，而后將鍛造棒材放入爐內(nèi)保溫，保溫后投入水中淬火，得到鐵錳基耐蝕高阻尼合金。

在本發(fā)明的一個具體的實(shí)施例中，步驟A)中所述的控制不可避免的微量的化學(xué)元素的含量是將不可避免的化學(xué)元素碳、硅、磷和硫的含量分別控制為碳≤1.0％、硅≤0.3％、磷≤0.04％和硫≤0.05％。

在本發(fā)明的另一個具體的實(shí)施例中，步驟B)中所述的控制退火溫度是將退火溫度控制為1140-1160℃，所述的控制退火時間是將退火時間控制為20-30h。

在本發(fā)明的又一個具體的實(shí)施例中，步驟C)中所述的控制開鍛溫度是指將開始鍛造時的溫度控制為940-960℃；而所述的控制終鍛溫度是指將結(jié)束鍛造時的溫度控制為890-910℃。