[发明专利]一种预应力作用下抗阻尼衰减的Fe-Cr-Mo基合金及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种Fe‑Cr‑Mo基合金，以质量百分数计，包括以下组分：Cr 4.0％～12.0％、Mo 1.5％～4.0％、Si(0,3.5％]、Mn(0,3.5％]、Ni 0.1％～6.0％、Cu(0,2.5％]、Zr(0,1.0％]和余量为Fe；所述Fe‑Cr‑Mo基合金由合金坯料在真空条件下，经900～1200℃热处理后冷却得到。本发明的Fe‑Cr‑Mo基合金的阻尼性能由磁‑机械滞后机制和位错机制共同决定，在预应力作用下，该Fe‑Cr‑Mo基合金阻尼性能稳定，衰减幅度明显降低。

技术领域

本发明涉及阻尼合金领域，尤其涉及一种预应力作用下抗阻尼衰减的Fe-Cr-Mo基合金及其制备方法和应用。

背景技术

随着工业的发展，机器运行过程中带来的振动和噪音问题越来越严重。一方面，振动和噪音会影响人们的身体和心理健康；另一方面，振动和噪音会影响机器的精度、使用寿命。目前，控制振动和噪声的方式主要有：系统减振、结构减振、材料减振，其中材料减振是解决这类问题的根本途径。Fe-Cr-Mo基铸造铁磁性阻尼合金由于其具有高的阻尼性能、良好的力学性能、对振动频率不敏感、阻尼性能受温度影响较小、价格便宜等优点被广泛使用在船舶、潜水艇、飞机的重要零部件上。

但是传统Fe-Cr-Mo基铸造铁磁性阻尼合金在室温下为单相铁素体组织，其阻尼机制为磁—机械滞后型阻尼机制，即合金在交变振幅作用下，90°磁畴壁发生不可逆移动，从而将机械能转化为热能消耗掉。在工程实际应用中，Fe-Cr-Mo基阻尼合金通常制成支撑垫板、托架等支撑类零部件，支撑部件会受到来自被支撑物体恒定重力(即预应力)的影响。但是，在预应力的作用下，磁畴壁沿预应力加载方向重新排列形成饱和180°畴壁，使得磁畴壁无法耗能，导致阻尼性能明显下降。Fe-Cr-Mo基阻尼合金的阻尼性能会随着预应力的增大而明显降低，当预加载应力为40MPa时，其阻尼性能已经衰减85％。

发明内容

本发明提供了一种预应力作用下抗阻尼衰减的Fe-Cr-Mo基合金及其制备方法和应用。本发明提供的Fe-Cr-Mo基合金在预应力作用下，阻尼性能稳定，衰减幅度明显降低。

本发明提供了一种Fe-Cr-Mo基合金，以质量百分数计，包括以下组分：

所述Fe-Cr-Mo基合金由合金坯料在真空条件下，经热处理后冷却得到；所述热处理的温度为900～1200℃；所述合金坯料的化学组成与Fe-Cr-Mo基合金的组分组成一致。

优选的，所述Fe-Cr-Mo基合金还包括以下组分：

本发明提供了上述技术方案所述Fe-Cr-Mo基合金的制备方法，包括以下步骤：

在真空条件下，将合金坯料经热处理后冷却得到；所述热处理的温度为900～1200℃；

所述合金坯料的化学组成与权利要求1或2中所述Fe-Cr-Mo基合金的组分组成一致。

优选的，所述热处理的时间为0.5～2h。

优选的，所述冷却的方式包括随炉冷却、空冷或者水淬。

优选的，当所述合金坯料包括Cr、Mo、Si、Ni、Cu、Fe、Zr和Mn时，所述合金坯料的制备方法包括以下步骤：

(1)将Cr、Mo、Si、Ni、Cu和Fe对应组分的原料进行真空精炼处理，得到金属液；

(2)在氩气保护下，将所述步骤(1)得到的金属液和Zr对应组分的原料以及Mn对应组分的原料混合，进行精炼处理后冷却，得到合金液；

(3)将所述步骤(2)得到的合金液进行浇铸处理后冷却，得到合金坯料；