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【新刊速览】李江文:固溶热处理温度对Fe-Mn-M
发布时间:2024-05-30 | 版权所有:必一体育

  (1.鞍钢集团北京研究院,北京 102299;2.北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心,北京 100083;

  为探究固溶热处理温度对Fe-Mn-Mo阻尼钢组织和性能的影响,采用真空感应熔炼和两阶段轧制,制备了15 mm厚度的Fe-Mn-Mo阻尼钢板。针对不同温度固溶热处理后的Fe-Mn-Mo阻尼钢,利用OM、SEM、EBSD表征手段,系统研究了不同固溶热处理温度对组织和性能的影响。结果表明,随着固溶温度的升高,Fe-Mn-Mo阻尼钢组织中ε马氏体增加,α′马氏体减少,屈服强度和抗拉强度逐渐降低,塑性和韧性逐渐升高。高的ε/ε马氏体界面密度有利于获得高的阻尼性能,经800 ℃固溶热处理后,组织中ε马氏体板条多为交叉态,在低应变振幅下阻尼性能较高;经1 000 ℃固溶热处理后,组织中ε马氏体板条多为平行态,在高应变振幅下阻尼性能较高。研究结果可为Fe-Mn-Mo阻尼钢的组织和性能控制提供参考。

  随着社会的发展和生活水平的不断提高,振动和噪声在工业生产和生活中越来越受到重视,人们对减振降噪的需求更为迫切。大量研究发现,减振降噪主要可以从系统减振、结构减振和材料减振3个角度出发。其中,用于材料减振的阻尼材料是一种可以将机械振动能快速转化为内能或其他形式能量耗散掉的材料。阻尼材料一般可分为高分子阻尼材料和金属阻尼材料,常用的高分子阻尼材料主要有硅橡胶、环氧树脂、聚氯乙烯等;常用的金属阻尼材料根据其阻尼机制大致可分为位错型、孪晶型、铁磁型、超塑性型、复相型以及Fe-Mn基型,其中Fe-Mn基型阻尼钢是近30年才开发出的一种新型阻尼合金,其强度高、成本低,阻尼性能随应变振幅的增大而增大,且不受外界磁场的影响,综合性能优异,应用前景非常好。

  目前,有关Fe-Mn阻尼钢的阻尼机制还存在争议,有待进一步深入研究,但研究人员普遍认为Fe-Mn阻尼钢的阻尼源主要来自4种界面的运动:ε马氏体中的层错界面、γ奥氏体中的层错界面、ε/ε马氏体界面、ε/γ界面。DURLU T N研究了奥氏体晶粒尺寸和预变形对Fe-Mn-Mo阻尼钢ε马氏体相变的影响,发现较大的奥氏体晶粒和预变形奥氏体更容易发生γ→ε马氏体相变。KIRINDI T等研究了Fe-Mn-Mo阻尼钢的奥氏体相变行为和磁学性能,发现ε马氏体为顺磁性,α′马氏体为铁磁性。Fe-Mn基阻尼钢经热轧后,通常需要进行固溶处理才具有高阻尼性能和良好的塑韧性,但是固溶温度对Fe-Mn-Mo阻尼钢组织性能影响的研究报道较少,因此本文采用不同固溶温度对Fe-Mn-Mo阻尼钢进行热处理并测试了其力学性能和阻尼性能,通过OM、SEM、EBSD表征其显微组织,系统分析了固溶热处理温度与组织、性能之间的关系。

  1)随着固溶温度从800 ℃升高至1 000 ℃,Fe-Mn-Mo阻尼钢组织中的ε马氏体相比例逐渐增大,α′马氏体相比例逐渐减小,屈服和抗拉强度逐渐降低,塑性和低温韧性逐渐升高。

  2)Fe-Mn-Mo阻尼钢中存在低Mn区,低Mn区不易发生γ→ε马氏体相变,在轧制后,容易沿轧制方向产生条带状分布的α′马氏体;1 000 ℃固溶热处理可以有效缩小低Mn区,降低组织中α′马氏体的比例。

  3)在高的应变振幅下(大于0.11%),高的ε/ε马氏体界面密度有利于Fe-Mn-Mo阻尼钢获得更高的阻尼性能;在低的应变振幅下(小于0.07%),组织中交叉态的ε马氏体板条有利于Fe-Mn-Mo阻尼钢获得更高的阻尼性能。

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