鑄造鎂合金阻尼性能研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)和交通業(yè)的發(fā)展,振動和噪聲的危害日益凸顯。無論是軍事上還是民用上,振動和噪聲都會直接影響機械裝備的運行精度,也極易降低疲勞壽命和使用壽命。阻尼鎂合金的開發(fā)及應用就是從材料角度達到防止噪聲源發(fā)出噪聲和阻尼噪聲源傳播的有效措施之一。本文采用鑄造合金化的方法對Mg-Cu-Mn、Mg-Si和Mg-Ni系阻尼合金進行了研究,并得到了一些有意義的結論。
　　首先,本文通過研究Mg-Mn二元合金的阻尼性能、力學性能和耐腐蝕性能,開發(fā)

2、出新型Mg-1％Mn高阻尼合金。Cu元素添加到Mg-1%Mn基體合金后可以顯著細化合金組織,并在晶內(nèi)析出點狀的二次Mg2Cu相和在晶界上形成帶狀Mg2Cu離異共晶相。晶界上逐漸增多的離異共晶組織對合金力學性能不利,并促使脆性沿晶斷裂的產(chǎn)生。由于Cu在鎂基體中固溶度較小,而Mn在α-Mg中具有一定的固溶度,因此Cu加入到Mg-1%Mn基體合金后并不會增加位錯的弱釘扎點數(shù),從而對Mg-Cu-Mn合金低應變振幅下阻尼性能影響較小;而在高應變振

3、幅階段,合金阻尼值隨著晶粒細化和Mg2Cu相的形成而有所下降。
　　其次,本文探討了Si含量對Mg-x%Si和Mg-9%Al-x%Si合金組織及性能的影響規(guī)律。對于Mg-Si二元合金,Si的添加能細化合金組織,改善合金力學性能。由于少量Si原子的固溶,Mg-x%Si合金的低應變振幅阻尼值均要低于純鎂,但隨著Mg2Si相含量的增加,合金位錯密度會不斷增加,合金阻尼性能得到一定改善。在高應變振幅階段,由于位錯密度增加對合金阻尼性能提高

4、的貢獻有限,合金的阻尼值隨著晶粒細化和Mg2Si相含量的增加而降低。對于Mg-9%Al-x%Si合金,合金中Mg2Si相的形態(tài)與Si的添加量密切相關,當Si含量低于1.3%,合金中Mg2Si相呈漢字狀,而Si含量達到2.3%后,合金中主要形成樹枝狀Mg2Si顆粒。Mg2Si相的形貌、體積分數(shù)以及Mg17Al12相的分布情況對Mg-9%Al-x%Si合金的阻尼性能有重要的影響。低應變振幅下,由Mg2Si相產(chǎn)生而增加的位錯密度會提高合金阻尼

5、值;而在高應變振幅階段,離散分布的Mg17Al12相和粗大的Mg2Si枝晶都會降低Mg-Al-Si合金的阻尼性能。
　　最后,本文對Mg-3%Ni-x%Cu合金的組織及性能進行了研究。Cu元素的加入能夠細化Mg-3%Ni基體合金組織,并在晶界上形成(α-Mg+Mg2Cu)層片狀共晶相。當Cu含量低于1.5%時,α-Mg枝晶細化和晶界上逐漸增多的片狀共晶含量能夠顯著提高合金力學性能。低應變振幅階段,Cu含量的增加對Mg-3%Ni-x