铝锌阻尼合金的组织和阻尼性能研究

发布时间：2022-05-08 15:14

　　为了测试合金的阻尼性能，自行研制了一套声频阻尼测试系统。根据对高阻尼合金轻质高强的要求，采用正交试验法确定了具有良好阻尼性能的铝合金的成分为Al-20％Zn-6％Si-0.4％Mg（下称AZSM合金）；探讨了合金化、变质和不同热处理工艺对AZSM合金组织、阻尼性能和力学性能的影响；最后提出了AZSM合金的室温阻尼机制。主要结论如下： 1) 开发出的声频阻尼测试系统，成本低，构造简单，测试精度高，适于科研和工程中阻尼合金的声频阻尼测试。 2) AZSM合金的阻尼为3.45×10^-3，强度为264.6MPa。 3) AZSM合金中加入合金化元素Cu、Mn后，对合金的组织和形态影响不大，但明显提高了合金的力学强度，而阻尼性能略有下降。 4) 微量元素Ti（B）、富Ce混合稀土和2r盐显著细化了AZSM合金的初生α枝晶。在最佳用量下，合金的阻尼性能分别提高了68.4％、86.6％和102.9％。 5) 铸态AZSM合金经200℃时效3小时、固溶4小时后空冷和炉冷、400℃固溶-水淬90℃时效和自然时效的综合性能较铸态有显著的提高。其... 

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第1章 文献综述
    1.1 材料阻尼
    1.2 材料阻尼的测试原理
        1.2.1 比阻尼能力
        1.2.2 相位差角及其正切
        1.2.3 对数衰减率
        1.2.4 品质因子的倒数
        1.2.5 衰减
        1.2.6 模量亏损率（△M/M）
        1.2.7 阻尼损耗因子η
    1.3 阻尼合金材料的发展现状及应用
    1.4 阻尼合金材料的分类
    1.5 铝合金阻尼材料的发展与研究状况
        1.5.1 铝合金发展概述
        1.5.2 铝合金阻尼的应用研究现状
        1.5.3 铝合金阻尼的理论研究
    1.6 课题背景及选题意义
第2章 研究内容和研究方法
    2.1 研究内容
    2.2 材料制备
    2.3 组织分析与力学性能测试
        2.3.1 显微组织分析
        2.3.2 力学性能测试
    2.4 阻尼性能测试
        2.4.1 阻尼试样制备
        2.4.2 声频阻尼测试
第3章 测试系统
    3.1 设计思路
    3.2 测试系统的主要组成及作用简介
    3.3 振动信号分析及处理方法
    3.4 测试系统关键技术及可靠性分析
    3.5 小结
第4章 合金成分选定及合金化作用
    4.1 合金成分选定
        4.1.1 合金的阻尼性能
        4.1.2 组织分析
        4.1.3 AZSM合金的力学性能
        4.1.4 ZL401的阻尼性能
    4.2 Cu、Mn合金化AZSM合金
        4.2.1 Cu、Mn对AZSM合金组织的影响
        4.2.2 Cu、Mn对AZSM合金阻尼性能的影响
        4.2.3 Cu、Mn对AZSM合金力学性能的影响
    4.3 微量元素变质AZSM合金
        4.3.1 Al-STi-B变质AZSM合金
        4.3.2 Re对AZSM合金组织和性能的影响
        4.3.3 Zr变质AZSM合金的组织和性能
    4.4 小结
第5章 热处理AZSM合金
    5.1 200℃时效对铸态AZSM合金组织和性能的影响
        5.1.1 过饱和固溶体时效的基本过程
        5.1.2 AZSM合金200℃时效的组织变化
        5.1.3 200℃时效对合金阻尼性能的影响
        5.1.4 200℃时效对合金力学性能的影响
    5.2 AZSM合金固溶处理后炉冷和空冷的组织和性能
        5.2.1 AZSM合金固溶后炉冷和空冷的组织
        5.2.2 AZSM合金固溶后炉冷和空冷的阻尼性能
        5.2.3 AZSM合金固溶后炉冷和空冷的力学性能
    5.3 固溶-水淬后90℃时效AZSM合金
        5.3.1 90℃时效AZSM合金的组织
        5.3.2 90℃时效AZSM合金的阻尼性能
        5.3.3 90℃时效AZSM合金的力学性能
    5.4 固溶-水淬后自然时效AZSM合金
        5.4.1 自然时效过程中的组织变化
        5.4.2 自然时效AZSM合金的阻尼性能
        5.4.3 自然时效AZSM合金的力学性能
    5.5 小结
第6章 AZSM合金的阻尼机理
    6.1 固体的滞弹性
    6.2 固体缺陷与内耗
    6.3 铝锌合金的阻尼机理
        6.3.1 点缺陷内耗
        6.3.2 位错内耗
        6.3.3 晶界内耗
    6.4 热弹性阻尼
    6.5 AZSM合金铸态和热处理态的阻尼
    6.6 小结
第7章 主要结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]镍和锰对Al-Si-Cu-Mg合金凝固组织及时效硬化的影响[J]. 王金国,周宏,大成桂作,姜孝京.  中国有色金属学报. 2000(S1)
[2]变质和热处理工艺对铸造铝硅铜合金组织性能的影响[J]. 黄新民.  热加工工艺. 1999(05)
[3]热处理工艺对高强铝合金性能的影响[J]. 王玉伏,李启友,毛凯泉,范宏利.  武汉汽车工业大学学报. 1998(05)
[4]高阻尼铝合金层压板的低温内耗峰[J]. 罗兵辉,张迎元,柏振海,朱劲松.  中国有色金属学报. 1997(02)
[5]高阻尼合金在工程上的应用[J]. 王政红.  材料开发与应用. 1996(06)
[6]Zn－Al－Si合金的组织性能及Na变质研究[J]. 刘金水,舒震,张福全,蒋冰.  热加工工艺. 1994(05)
[7]Ti对高Al-Zn合金组织性能的影响[J]. 刘金水,舒震,李传平.  金属学报. 1993(11)
[8]具有高减振（高阻尼）特性的Al系合金及其用途[J]. 顾敏,高光慧.  上海金属.有色分册. 1990(05)
[9]锰钢基减振合金及其在工程中的应用[J]. 方正春.  特种铸造及有色合金. 1987(02)
[10]减振合金及其应用[J]. 谭延昌.  仪表材料. 1986(06)



本文编号：3651890