[發明專利]一種耐工業大氣腐蝕的高強高韌高阻尼合金及制備方法

有效

• 申請號: 202211060644.0
• 申請日: 2022-08-30
• 公開（公告）號: CN115323280B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 侯華興;李江文;趙剛;李琳;李大航;王學敏;陳義慶;張弛;劉璇;王藝橦;傘宏宇;代春朵;蘇顯棟
• 申請（專利權）人: 鞍鋼集團北京研究院有限公司;鞍鋼股份有限公司;北京科技大學
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C22C38/16;C22C38/08;C22C38/02;C22C38/06;C21D8/02;G10K11/162
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所(普通合伙) 21224
• 代理人: 徐喆

本發明涉及一種耐工業大氣腐蝕的高強高韌高阻尼合金及制備方法，所述的阻尼合金的化學成分按重量百分比計為：C:0～0.035％，Mn:15％～28％，0.3％≤Cu≤3.0％，0.2％≤Ni≤1.5％，0.6≤Cu+Ni≤4.5％，Cu/Ni≥0.5，Si≤0.2％，Als：0.015％～0.035％，P≤0.005％，S≤0.002％，其余為鐵和不可避免的微量的化學元素；所述的阻尼合金的微觀組織為ε馬氏體、奧氏體及少量α'馬氏體的復相組織。通過添加Cu、Ni耐蝕性元素，提高合金在工業大氣環境下的耐蝕性能，同時控制Cu、Ni元素添加的比例，防止出現熱脆，影響合金的塑性和韌性。

技術領域

本發明屬于阻尼合金生產領域，尤其涉及一種耐工業大氣腐蝕的高強高韌高阻尼合金及制備方法。

背景技術

隨著現代科學技術的發展，振動、沖擊和噪聲的控制日益成為一個復雜而迫切的問題，因此對于減振降噪技術的研究，引起了許多部門的普遍重視，尤其在航海、航天和航空、核工業等領域。阻尼合金就是在這種條件下應運而生的，阻尼合金是指具有結構材料應有的強度并能通過阻尼過程(內耗)把振動能較快的轉變為熱能消耗掉的合金。近年來，我國在這方面作了很多努力，已開發出數十種阻尼合金，形成了一個新興的功能材料領域。阻尼合金可用于軍事工程、航空航天、建筑、船舶、汽車、工程機械等領域的減振降噪。

Fe-Mn基合金是近十幾年才開發出的一種新型阻尼合金，是上述幾類阻尼合金中強度最高(抗拉強度大于700MPa)、成本最低的(僅為Mn—Cu阻尼合金的1/4)，其阻尼性能隨著應變振幅的增大而增加，并且不受外界磁場的影響。這種合金非常適合承受較大振動和沖擊的部件使用。目前限制Fe-Mn基阻尼合金應用的關鍵問題就是其耐蝕性能較差，研發具有消音隔聲功能的高強、高韌、耐蝕、抗振性能的鐵基阻尼合金，實現材料的結構-功能一體化是具有十分重要的意義。

現有技術中，專利公開號為CN112899577A，公布了一種Fe-Mn系高強度高阻尼合金的制備方法，該發明的Fe-Mn系高強度高阻尼合金包括以下質量百分含量的元素組分：C?0～0.1％，Mn?15～30％，Nb?0.1～1％，余量為Fe。通過冶煉、凝固鑄造、熱加工(鍛/軋)、退火等步驟后，可制得抗拉強度≥700MPa、0.1％振幅下對數衰減系數(δ)≥0.12的高強度高阻尼性能；熱軋合金板材再經過酸洗、冷軋和退火后，可制得抗拉強度≥900MPa、0.1％振幅下對數衰減系數(δ)≥0.09高強度高阻尼性能。但該發明合金強度較高，但未考慮阻尼合金的耐腐蝕性能，具有較大的局限性。專利公開號為CN107699668A，公開了一種提高鐵錳阻尼合金耐腐蝕性能的方法，屬阻尼合金領域。該發明所述鐵錳阻尼合金的各元素含量的重量百分比為，Mn?15～23％，Ti?0～1％，Nb?0～1％，C?0～0.1％，余量為Fe及不可避免的雜質，具體方法如下：將鐵錳阻尼合金在真空度環境下用900℃～1250℃處理≥30分鐘，隨后爐冷至室溫。用該方法制備的鐵錳阻尼合金的表面有一層鐵素體，該鐵素體層平均厚度≥15微米。雖然該方法可以提高耐蝕性能，但處理工藝復雜，難以在實際生產大規模應用，且表面的鐵素體層也將對力學性能產生影響。

以上公布的專利中，未考慮阻尼合金耐腐蝕性能或提高耐腐蝕性能方式較為復雜，難以在實際生產中獲得高強、高韌、高阻尼及高耐蝕性能的阻尼合金。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明的目的是提供一種易于在實際生產中運用的耐工業大氣腐蝕的高強高韌高阻尼合金及制備方法，通過合金元素的添加，在不影響Fe-Mn合金阻尼性能的前提下，改善阻尼合金的耐蝕性能，同時利用控軋工藝及熱處理工藝來調整Fe-Mn的組織，獲得高強高韌高阻尼鐵錳阻尼合金，得到綜合性能優異的Fe-Mn阻尼合金。

為實現上述目的，本發明通過以下技術方案實現：

一種耐工業大氣腐蝕的高強高韌高阻尼合金，所述的阻尼合金的化學成分按重量百分比計為：