[发明专利]一种多元铸造态Fe-Cr基阻尼合金及其制备方法

说明书

本发明提供了一种多元铸造态Fe‑Cr基阻尼合金及其制备方法。该阻尼合金包括以下质量百分比的元素成分：Cr 10～30％、Mo 2.5～10％、V 0.05～5％、Co 0.1～4％、Cu 0.2～0.3％和Ni 0.01～0.1％，余量为Fe。其制备方法为：(1)熔炼；(2)精炼；(3)浇铸；(4)固溶。本发明采用特定原料制备得到的高性能阻尼合金材料，其阻尼机制是磁机械效应，即由磁机械滞后而造成能量耗散，此阻尼合金材料制备方法简单、成本较低并且容易实施，阻尼合金材料的能量衰减受频率的影响较小，具有使用极限温度较高，强度和韧性好，耐腐蚀，长期时效后性能良好的特点，应用前景广泛。

技术领域

本发明属于合金材料技术领域，具体涉及到一种多元铸造态Fe-Cr基阻尼合金及其制备方法。

背景技术

上世纪七十年代，企业界开发了价格低廉的，在高温下具有良好的阻尼性能的铁基合金如Silentalloy，Trangalloy，Fe-Cr-Co，Fe-Cr-Mo合金，该类合金在300℃的高温下仍能具有良好的阻尼性能，其阻尼机制是受到外界的交变振动时，合金中的磁畴壁发生非可逆性移动，形成磁-机械静滞后作用，从而在应力和应变关系上出现滞后曲线，造成能量的耗散，形成对振动的阻尼衰减。同时，该类合金的强度高，弹性模量大，加工性能好，已广泛应用于国防工业的舰艇、战机、导弹、坦克以及民用工业的飞机、船舶、汽车、机械和仪表制造等各个领域。

已知的Fe-Cr基阻尼合金需经过锻造或轧制热加工处理，然后再进行高温退火热处理，以便使材料的组织发生回复和再结晶，使磁畴壁的不可逆移动得以实现，并使高阻尼性能得到恢复。但这些合金的获得不仅制造工艺更加复杂，而且制造参数控制困难，从而使生产成本大幅升高。

基于上述分析，一种工艺流程简单，制造参数易于控制以及价格低廉的铸造态高阻尼合金是合金材料技术领域急需的。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供一种多元铸造态Fe-Cr基阻尼合金及其制备方法，本发明工艺流程简单，参数易于控制，价格低廉，且制备得到的阻尼合金具有使用极限温度较高，强度和韧性好，耐腐蚀，长期时效后性能良好的特点。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种多元铸造态Fe-Cr基阻尼合金，包括以下质量百分比组分：Cr 10～30％、Mo2.5～10％、V 0.05～5％、Co 0.1～4％、Cu 0.2～0.3％和Ni 0.01～0.1％，余量为Fe。

进一步地，多元铸造态Fe-Cr基阻尼合金包括以下质量百分比组分：Cr 29.99％、Mo 9.55％、V 4.48％、Co 4％、Cu 0.3％和Ni 0.1％，余量为Fe。

一种多元铸造态Fe-Cr基阻尼合金的制备方法，包括以下步骤：

(1)熔炼：称取Fe、Cr、Mo、V、Co、Cu及Ni混合，真空下加热，直至各原料完全熔化得液态混合物；

(2)精炼：将步骤(1)熔化后所得的液态混合物进行精炼；

(3)浇铸：将步骤(2)精炼后的液态混合物于惰性气体保护下进行浇铸至锭模，静置后得到铸锭；

(4)固溶：将步骤(3)浇铸得到的铸锭加热进行固溶处理。

进一步地，步骤(1)熔炼条件为真空环境，功率为10～40kw，温度为1600～1800℃，进一步优选为1600℃，所述原料的纯度均需大于99wt.％。

进一步地，步骤(2)精炼功率为12kw，温度为1400～1650℃，进一步优选为1450℃，时间为14～16min，进一步优选为15min。

进一步地，步骤(3)浇铸中通入惰性气体为纯度大于99.99％的氩气，通入氩气达到0.07Pa后进行浇铸。