环境温度对M2052阻尼合金阻尼性能的影响

阻尼合金是一类具有优良的力学性能和较高的减振能力的功能性结构材料。该类材料能够通过合金内部的各种阻尼机制吸收振动能，并将振动能转化成热能而耗散，从而达到对有关机电产品的减振和降噪功效。由于减振合金能直接从振动源或噪声源的构体制造材料本身解决减振或降噪的问题，相比传统的从结构设计、提高精度、附加减振器和消声器等方法措施，具有成本低、工艺简便、适用范围广、技术先进和减振降噪效果事半功倍等优点，因而成为减振降噪的 材料之一。根据阻尼机制的不同，阻尼合金可分为四大类：复相型阻尼合金(如Al-Zn合金)、位错型阻尼合金(如Mg合金)、铁磁性阻尼合金(如Fe-Cr-Mo合金)和孪晶型阻尼合金(如Mn-Cu合金)。其中，孪晶型Mn-Cu阻尼合金由于具有一系列优异的性能，而受到广泛关注。如其阻尼性能不受磁场影响，兼具耐腐蚀性能较好、强度高、加工容易、成本低等优点，而且相比其他阻尼合金阻尼性能更加容易启动，在很小的应变下就能达到较高的阻尼效果，并且阻尼不随应变的增加而减小。对于Mn-Cu阻尼合金，其阻尼性能和Ms相变点随Mn含量的增加而升高，但是Mn含量的增加也会显著降低合金的力学性能和加工性能。为了解决这种矛盾，通过向合金中加入Ni、Fe可以提高合金的强韧性、耐腐蚀性，改善加工性能，同时保持了合金良好的阻尼性能。工件的实际服役工况往往不是在室温，而是在更高的温度下进行的。随着温度的升高，由于发生相变等原因，材料的性能势必发生变化，为此本文研究了环境温度对M2052阻尼合金阻尼性能的影响，以便指导工程应用。

实验用Mn-Cu合金以电解锰、电解铜、工业纯铁、电解镍为原料，名义组分为Mn-20Cu-5Ni-2Fe(at%)。合金在ZG-25A型真空感应炉内熔炼。铸锭经过均匀化热处理后，热锻成10mm的板材，经900℃×1h炉冷，线切割成Φ 07进行，测试采用JN-1型葛氏倒扭摆仪。

M2052合金的阻尼性能随应变振幅的增加而快速升高达到峰值，随后则基本保持不变。当工况温度低于M2052合金马氏体向奥氏体转变温度时，阻尼性能随工况温度的升高而减小；当工况温度高于M2052合金马氏体向奥氏体转变温度时，阻尼性能加速下降。

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