環境溫度對M2052阻尼合金阻尼性能的影響

阻尼合金是一類具有優良的力學性能和較高的減振能力的功能性結構材料。該類材料能夠通過合金內部的各種阻尼機制吸收振動能，并將振動能轉化成熱能而耗散，從而達到對有關機電產品的減振和降噪功效。由于減振合金能直接從振動源或噪聲源的構體制造材料本身解決減振或降噪的問題，相比傳統的從結構設計、提高精度、附加減振器和消聲器等方法措施，具有成本低、工藝簡便、適用范圍廣、技術先進和減振降噪效果事半功倍等優點，因而成為減振降噪的首選材料之一。根據阻尼機制的不同，阻尼合金可分為四大類：復相型阻尼合金(如Al-Zn合金)、位錯型阻尼合金(如Mg合金)、鐵磁性阻尼合金(如Fe-Cr-Mo合金)和孿晶型阻尼合金(如Mn-Cu合金)。其中，孿晶型Mn-Cu阻尼合金由于具有一系列優異的性能，而受到廣泛關注。如其阻尼性能不受磁場影響，兼具耐腐蝕性能較好、強度高、加工容易、成本低等優點，而且相比其他阻尼合金阻尼性能更加容易啟動，在很小的應變下就能達到較高的阻尼效果，并且阻尼不隨應變的增加而減小。對于Mn-Cu阻尼合金，其阻尼性能和Ms相變點隨Mn含量的增加而升高，但是Mn含量的增加也會顯著降低合金的力學性能和加工性能。為了解決這種矛盾，通過向合金中加入Ni、Fe可以提高合金的強韌性、耐腐蝕性，改善加工性能，同時保持了合金良好的阻尼性能。工件的實際服役工況往往不是在室溫，而是在更高的溫度下進行的。隨著溫度的升高，由于發生相變等原因，材料的性能勢必發生變化，為此本文研究了環境溫度對M2052阻尼合金阻尼性能的影響，以便指導工程應用。

實驗用Mn-Cu合金以電解錳、電解銅、工業純鐵、電解鎳為原料，名義組分為Mn-20Cu-5Ni-2Fe(at%)。合金在ZG-25A型真空感應爐內熔煉。鑄錠經過均勻化熱處理后，熱鍛成10mm的板材，經900℃×1h爐冷，線切割成Φ1mm的絲材。阻尼性能按GB/T13665-2007進行，測試采用JN-1型葛氏倒扭擺儀。

M2052合金的阻尼性能隨應變振幅的增加而快速升高達到峰值，隨后則基本保持不變。當工況溫度低于M2052合金馬氏體向奧氏體轉變溫度時，阻尼性能隨工況溫度的升高而減小；當工況溫度高于M2052合金馬氏體向奧氏體轉變溫度時，阻尼性能加速下降。

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