RU2639751C1 - METHOD FOR HEAT TREATMENT OF SHEETS OF Mn-Cu SYSTEM ALLOYS - Google Patents

METHOD FOR HEAT TREATMENT OF SHEETS OF Mn-Cu SYSTEM ALLOYS Download PDF

Info

Publication number
RU2639751C1
RU2639751C1 RU2016129864A RU2016129864A RU2639751C1 RU 2639751 C1 RU2639751 C1 RU 2639751C1 RU 2016129864 A RU2016129864 A RU 2016129864A RU 2016129864 A RU2016129864 A RU 2016129864A RU 2639751 C1 RU2639751 C1 RU 2639751C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
alloys
temperature
sheets
heat treatment
aging
Prior art date
Application number
RU2016129864A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Галина Викторовна Маркова
Екатерина Сергеевна Клюева
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ)
Priority to RU2016129864A priority Critical patent/RU2639751C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2639751C1 publication Critical patent/RU2639751C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/16Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: method for heat treatment of sheets of Mn-Cu system alloys for restoring their damping capacity includes heating at the temperature 150-400 °C, holding at least 525 s per 1 mm of sheet thickness and cooling at a rate at least 2 °C/s.
EFFECT: increased recovery efficiency of Mn-Cu alloys with Mn content 36-80 percent after holding or deformation.
3 tbl, 3 ex

Description

Настоящее изобретение относится к области металлургии, а именно термической обработке конструкционных демпфирующих сплавов системы Mn-Cu, позволяющей восстанавливать функциональные свойства (демпфирующую способность) этих сплавов после пластической деформации и вылеживания.The present invention relates to the field of metallurgy, namely the heat treatment of structural damping alloys of the Mn-Cu system, which allows to restore the functional properties (damping ability) of these alloys after plastic deformation and aging.

Известен способ-аналог восстановления демпфирующей способности сплава Г75Д25 (Сплавы системы Mn-Cu. Структура и свойства: Монография / Удовенко В.А., Маркова Г.В., Ростовцев Р.Н. - Тула: Гриф и К, 2005. - 152 с.), включающий нагрев до температуры 400 К (~127°С) и выдержку в течение одного часа, при которой происходит полное восстановление демпфирующей способности.A known analogue method of restoring the damping ability of an alloy G75D25 (Alloys of the Mn-Cu system. Structure and properties: Monograph / Udovenko V.A., Markova G.V., Rostovtsev R.N. - Tula: Grif and K, 2005. - 152 C.), including heating to a temperature of 400 K (~ 127 ° C) and holding for one hour, at which there is a complete restoration of damping ability.

Недостатком этого способа является то, что нагрев до температуры выдержки 400 К (~127°С) производили в лабораторных условиях и полное восстановление демпфирующей способности фиксировали только у сплава указанного состава.The disadvantage of this method is that heating to a holding temperature of 400 K (~ 127 ° C) was carried out under laboratory conditions and a complete restoration of the damping ability was recorded only for an alloy of the specified composition.

Наиболее близким по технической сущности по сравнению с предлагаемым способом является способ восстановления физико-механических свойств металла (Пат. РФ 2084544, МПК8 C21D 1/78 Способ восстановления физико-механических свойств металла корпуса реактора. Опубл. 20.07.1997), заключающийся в нагреве металла при температуре Тн=(0,3-0,4)Тпл, где Тпл - температура плавления восстанавливаемого металла, выдержке при этой температуре, достаточной для диффузии примесных элементов, и дополнительным созданием с помощью терморадиационных электронагревателей и охлаждения воздухом перемещающихся по объему металла градиентов температурного поля - направленное перемещение примесей по объему металла до момента уменьшения локальных концентраций примесей, усреднения их по объему восстанавливаемого металла до допускаемых значений, и создают зоны сжатия, через которые пропускают электрический ток.The closest in technical essence compared with the proposed method is a method of restoring the physicomechanical properties of metal (Pat. RF 2084544, IPC 8 C21D 1/78 Method of restoring physicomechanical properties of metal in a reactor vessel. Publ. 20.07.1997), which consists in heating metal at a temperature T n = (0.3-0.4) T pl , where T pl is the melting temperature of the reduced metal, holding at this temperature, sufficient for the diffusion of impurity elements, and additional creation using thermal radiation electric heaters and cooling air of temperature field gradients moving throughout the metal volume — the directed movement of impurities over the metal volume until the local concentrations of impurities decrease, their averaging over the volume of the reduced metal to acceptable values, and create compression zones through which electric current is passed.

Недостатком способа-прототипа является трудоемкость и сложность реализации за счет необходимости использования дополнительных устройств, которые могли бы обеспечить создание градиентов температурного поля по объему металла и прямое пропускание электрического тока.The disadvantage of the prototype method is the complexity and complexity of the implementation due to the need to use additional devices that could ensure the creation of temperature field gradients by volume of the metal and direct transmission of electric current.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в снижении трудоемкости и ускорении способа восстановления высокого уровня функциональных свойств изделий или деталей из сплавов Mn-Cu после пластической деформации и/или длительного их хранения.The technical result of the invention is to reduce the complexity and accelerate the method of restoring a high level of functional properties of products or parts from Mn-Cu alloys after plastic deformation and / or long-term storage.

Указанный технический результат достигается за счет того, что способ термической обработки листов из сплавов системы Mn-Cu включает восстановление демпфирующей способности листов путем нагрева, выдержки и охлаждения, причем восстановление демпфирующей способности листов осуществляют путем нагрева при температуре 150÷400°С, выдержки не менее 525 с на 1 мм толщины листа и охлаждение проводят со скоростью не менее 2°С/с.The specified technical result is achieved due to the fact that the method of heat treatment of sheets of alloys of the Mn-Cu system includes restoring the damping ability of the sheets by heating, aging and cooling, and restoring the damping ability of the sheets is carried out by heating at a temperature of 150 ÷ 400 ° C, exposure not less than 525 s per 1 mm of sheet thickness and cooling is carried out at a rate of at least 2 ° C / s.

Заявленный способ был многократно апробирован в лабораторных условиях Тульского государственного университета. На кафедре «Физика металлов и материаловедение» Тульского государственного университета с 1980-х гг. ведутся работы по изучению сплавов высокого демпфирования, в частности сплавов системы Mn-Cu. Результаты этих исследований свидетельствуют о возможности получения высокой демпфирующей способности в сплавах с содержанием марганца 36…80%.The claimed method was repeatedly tested in laboratory conditions of Tula State University. At the Department of Physics of Metals and Materials Science of Tula State University since the 1980s. work is underway to study high damping alloys, in particular alloys of the Mn-Cu system. The results of these studies indicate the possibility of obtaining high damping ability in alloys with a manganese content of 36 ... 80%.

Ниже изобретение проиллюстрировано на примерах, не ограничивающих его объем.Below the invention is illustrated by examples, not limiting its scope.

ПримерыExamples

Восстановление функциональных свойств после вылеживанияRecovery of functional properties after aging

Лист толщиной 5 мм из сплава Г75Д25 (следующего химического состава: Mn 73,7%; Cu 25%; Fe 0,8%; S 0,25%; Р 0,25%; суммарное содержание примесей 1,3%) был термически обработан по оптимальному режиму, заключающемуся в закалке от 830°С в 10% раствор NaCl и старении при 440°С в течение 3 часов, и выдержан при комнатной температуре в течение 160 дней (3840 часов).A sheet 5 mm thick of alloy G75D25 (of the following chemical composition: Mn 73.7%; Cu 25%; Fe 0.8%; S 0.25%; P 0.25%; total impurity content 1.3%) was thermally processed according to the optimal mode, which consists in hardening from 830 ° C in a 10% solution of NaCl and aging at 440 ° C for 3 hours, and kept at room temperature for 160 days (3840 hours).

Пример 1Example 1

Лист толщиной 5 мм из сплава Г75Д25 (следующего химического состава: Mn 73,7%; Cu 25%; Fe 0,8%; S 0,25%; Р 0,25%; суммарное содержание примесей 1,3%) после термической обработки по оптимальному режиму и вылеживания нагрели до температуры 50±5°С, выдержали при этой температуре в течение 1 ч и охладили на воздухе до комнатной температуры.A sheet 5 mm thick of alloy G75D25 (of the following chemical composition: Mn 73.7%; Cu 25%; Fe 0.8%; S 0.25%; P 0.25%; total impurity content 1.3%) after thermal optimal treatment and aging were heated to a temperature of 50 ± 5 ° C, kept at this temperature for 1 h and cooled in air to room temperature.

Пример 2Example 2

Лист толщиной 5 мм из сплава Г75Д25 (следующего химического состава: Mn 73,7%; Cu 25%; Fe 0,8%; S 0,25%; Р 0,25%; суммарное содержание примесей 1,3%) после термической обработки по оптимальному режиму и вылеживания нагрели до температуры 200±5°С, выдержали при этой температуре в течение 1 ч и охладили на воздухе до комнатной температуры.A sheet 5 mm thick of alloy G75D25 (of the following chemical composition: Mn 73.7%; Cu 25%; Fe 0.8%; S 0.25%; P 0.25%; total impurity content 1.3%) after thermal optimal treatment and aging were heated to a temperature of 200 ± 5 ° C, kept at this temperature for 1 h and cooled in air to room temperature.

Пример 3Example 3

Лист толщиной 5 мм из сплава Г75Д25 (следующего химического состава: Mn 73,7%; Cu 25%; Fe 0,8%; S 0,25%; Р 0,25%; суммарное содержание примесей 1,3%) после термической обработки по оптимальному режиму и вылеживания нагрели до температуры 450±5°С, выдержали при этой температуре в течение 1 ч и охладили на воздухе до комнатной температуры.A sheet 5 mm thick of alloy G75D25 (of the following chemical composition: Mn 73.7%; Cu 25%; Fe 0.8%; S 0.25%; P 0.25%; total impurity content 1.3%) after thermal optimal treatment and aging were heated to a temperature of 450 ± 5 ° C, kept at this temperature for 1 h and cooled in air to room temperature.

Данные испытаний механических свойств сплава Г75Д25 после термической обработки (ТО) приведены ниже.The test data for the mechanical properties of the G75D25 alloy after heat treatment (TO) are given below.

Figure 00000001
Figure 00000001

Примечание: σв означает временное сопротивление разрыву;Note: σ in means temporary tensile strength;

σ0,2 означает условный предел упругости;σ 0.2 means the conditional elastic limit;

δ означает относительное удлинение;δ means elongation;

HV означает твердость по Виккерсу;HV means Vickers hardness;

Ψ означает относительное рассеяние энергии (демпфирующая способность);Ψ means relative energy dissipation (damping ability);

Е модуль нормальной упругости (Модуль Юнга).E is the modulus of normal elasticity (Young's modulus).

Как следует из приведенных данных в таблице 1, механические свойства сплава Г75Д25 после вылеживания при комнатной температуре в течение 160 дней (3840 часов) значимо не изменяются, а демпфирующая способность ниже на 50%, чем после термической обработки по оптимальному режиму. После нагрева предлагаемым в изобретении способом полностью восстанавливаются на прежнем уровне.As follows from the data in table 1, the mechanical properties of the G75D25 alloy after aging at room temperature for 160 days (3840 hours) do not significantly change, and the damping ability is 50% lower than after heat treatment at the optimum mode. After heating, the method according to the invention is completely restored to the previous level.

Данные испытаний механических свойств сплавов системы Mn-Cu с разным содержанием Mn приведены ниже в таблице 2.The test data of the mechanical properties of alloys of the Mn-Cu system with different Mn contents are shown below in table 2.

Листы толщиной 5 мм из сплавов системы Mn-Cu были термически обработаны по режиму, заключающемуся в закалке от 830°С в 10% раствор NaCl и старения при 450°С в течение 2 часов, а затем выдержан при комнатной температуре в течение 160 дней (3840 часов). По примеру 2, представленному выше, после термической обработки и вылеживания образцы нагрели до температуры 200±5°С, выдержали при этой температуре в течение 1 ч и охладили на воздухе до комнатной температуры.Sheets of 5 mm thick from alloys of the Mn-Cu system were heat-treated according to the regime consisting in quenching from 830 ° С in a 10% solution of NaCl and aging at 450 ° С for 2 hours, and then kept at room temperature for 160 days ( 3840 hours). According to example 2, presented above, after heat treatment and aging, the samples were heated to a temperature of 200 ± 5 ° C, kept at this temperature for 1 h and cooled in air to room temperature.

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Как следует из приведенных данных в таблице 2, во всех исследованных сплавах Mn-Cu (36…80% Mn) вылеживание при комнатной температуре в течение 160 дней (3840 часов) снижает демпфирующую способность, которая полностью восстанавливаются на прежнем уровне после нагрева предлагаемым в изобретении способом.As follows from the data in table 2, in all investigated Mn-Cu alloys (36 ... 80% Mn), curing at room temperature for 160 days (3840 hours) reduces the damping ability, which is completely restored to the previous level after heating according to the invention way.

Восстановление функциональных свойств после деформацииRecovery of functional properties after deformation

Листы толщиной 5 мм из сплавов системы Mn-Cu были термически обработаны по режиму, заключающемуся в закалке от 830°С в 10% раствор NaCl и старении при 450°С в течение 2 часов, а затем продеформированы на разную степень деформации (1-5%). По примеру 2, представленному выше, после термической обработки и вылеживания образцы нагрели до температуры 200±5°С, выдержали при этой температуре в течение 1 ч и охладили на воздухе до комнатной температуры.Sheets of 5 mm thick from alloys of the Mn-Cu system were thermally processed according to the regime consisting in quenching from 830 ° С in a 10% NaCl solution and aging at 450 ° С for 2 hours, and then deformed to different degrees of deformation (1-5 %). According to example 2, presented above, after heat treatment and aging, the samples were heated to a temperature of 200 ± 5 ° C, kept at this temperature for 1 h and cooled in air to room temperature.

Данные испытаний функциональных свойств (Ψ, %) сплавов системы Mn-Cu с разным содержанием Mn приведены ниже.Test data on the functional properties (Ψ,%) of alloys of the Mn-Cu system with different Mn contents are given below.

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

Данные, представленные в таблице 3, свидетельствуют о том, что функциональные свойства (Ψ, %) сплавов Mn-Cu снижаются после пластической деформации (γ) на 2%. После отжига предлагаемым в изобретении способом функциональные свойства (Ψ, %) сплавов Mn-Cu полностью восстанавливаются на прежнем уровне.The data presented in table 3 indicate that the functional properties (Ψ,%) of Mn-Cu alloys decrease after plastic deformation (γ) by 2%. After annealing by the method proposed in the invention, the functional properties (Ψ,%) of Mn-Cu alloys are completely restored to the previous level.

Предложенный способ позволил снизить трудоемкость и обеспечить ускорение способа восстановления высокого уровня функциональных свойств сплавов Mn-Cu.The proposed method allowed to reduce the complexity and to accelerate the method of restoring a high level of functional properties of Mn-Cu alloys.

Claims (1)

Способ термической обработки листов из сплавов системы Mn-Cu, включающий восстановление демпфирующей способности листов путем нагрева, выдержки и охлаждения, отличающийся тем, что восстановление демпфирующей способности листов осуществляют путем нагрева при температуре 150-400°С, выдержки не менее 525 с на 1 мм толщины листа и охлаждения со скоростью не менее 2°С/с.A method of heat treating sheets of alloys of the Mn-Cu system, comprising restoring the damping ability of the sheets by heating, holding and cooling, characterized in that the restoration of the damping ability of the sheets is carried out by heating at a temperature of 150-400 ° C, holding time of at least 525 s per 1 mm sheet thickness and cooling at a rate of at least 2 ° C / s.
RU2016129864A 2016-07-20 2016-07-20 METHOD FOR HEAT TREATMENT OF SHEETS OF Mn-Cu SYSTEM ALLOYS RU2639751C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016129864A RU2639751C1 (en) 2016-07-20 2016-07-20 METHOD FOR HEAT TREATMENT OF SHEETS OF Mn-Cu SYSTEM ALLOYS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016129864A RU2639751C1 (en) 2016-07-20 2016-07-20 METHOD FOR HEAT TREATMENT OF SHEETS OF Mn-Cu SYSTEM ALLOYS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2639751C1 true RU2639751C1 (en) 2017-12-22

Family

ID=63857343

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016129864A RU2639751C1 (en) 2016-07-20 2016-07-20 METHOD FOR HEAT TREATMENT OF SHEETS OF Mn-Cu SYSTEM ALLOYS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2639751C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2084544C1 (en) * 1994-04-19 1997-07-20 Опытное Конструкторское Бюро "Гидропресс" Method of restoring physico-mechanical properties of metal of reactor casings
US20030165395A1 (en) * 2002-03-04 2003-09-04 Sigenobu Sekiya Dampling alloy, process for producing the same, and damping part or vibration-proof product comprising or employing the same
JP2008121056A (en) * 2006-11-10 2008-05-29 National Institute For Materials Science High-temperature high-damping manganese-based alloy and its manufacturing method
CN101215660A (en) * 2007-12-26 2008-07-09 南昌大学 Mn-Cu reverse ferromagnetic magnetostriction alloy
CN104911425A (en) * 2015-07-09 2015-09-16 上海盛枫材料科技有限公司 High manganese content manganese (Mn) copper (Cu) nickel (Ni) aluminum (Al) iron (Fe) quinary damping alloy and a preparation method thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2084544C1 (en) * 1994-04-19 1997-07-20 Опытное Конструкторское Бюро "Гидропресс" Method of restoring physico-mechanical properties of metal of reactor casings
US20030165395A1 (en) * 2002-03-04 2003-09-04 Sigenobu Sekiya Dampling alloy, process for producing the same, and damping part or vibration-proof product comprising or employing the same
JP2008121056A (en) * 2006-11-10 2008-05-29 National Institute For Materials Science High-temperature high-damping manganese-based alloy and its manufacturing method
CN101215660A (en) * 2007-12-26 2008-07-09 南昌大学 Mn-Cu reverse ferromagnetic magnetostriction alloy
CN104911425A (en) * 2015-07-09 2015-09-16 上海盛枫材料科技有限公司 High manganese content manganese (Mn) copper (Cu) nickel (Ni) aluminum (Al) iron (Fe) quinary damping alloy and a preparation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Saghaian et al. Tensile shape memory behavior of Ni50. 3Ti29. 7Hf20 high temperature shape memory alloys
Miyazaki et al. Development and characterization of Ni-free Ti-base shape memory and superelastic alloys
RU2012136150A (en) GETTING HIGH STRENGTH TITANIUM
Fu et al. Effect of annealing temperature on microstructure and superelastic properties of a Ti-18Zr-4.5 Nb-3Sn-2Mo alloy
RU2016151791A (en) A method of manufacturing a high strength steel sheet and the resulting sheet
Khan et al. Combined effects of work hardening and precipitation strengthening on the cyclic stability of TiNiPdCu-based high-temperature shape memory alloys
Tian et al. Microstructure, elastic deformation behavior and mechanical properties of biomedical β-type titanium alloy thin-tube used for stents
Shinohara et al. Effect of annealing temperature on microstructure and superelastic properties of Ti-Au-Cr-Zr alloy
RU2639751C1 (en) METHOD FOR HEAT TREATMENT OF SHEETS OF Mn-Cu SYSTEM ALLOYS
Burow et al. Grain nucleation and growth in deformed NiTi shape memory alloys: An in situ TEM study
JP6252730B2 (en) Stainless steel strip for spring and manufacturing method thereof
Imahashi et al. The effect of Pd content on microstructure and shape-memory properties of Ti–Ni–Pd–Cu alloys
BR112014012756B1 (en) Biphasic steel
Fakić et al. Review of the Development of Research in the Design of Semi Austenitic Stainless Steel 17-7PH
Wang et al. Structure–property characterization of an age hardenable Al–Mg–Si alloy after straining and flash annealing
RU2495946C1 (en) METHOD OF THERMAL TREATMENT OF Fe-Ni-Co-Al-Nb FERROMAGNETIC ALLOY MONOCRYSTALS WITH THERMOELASTIC CONVERSIONS
Roy et al. Tensile properties of martensitic stainless steels at elevated temperatures
Reddy et al. An anomalous cyclic stress evolution in reduced activation ferritic/martensitic steel
TWI617678B (en) High manganese 3rd generation advanced high strength steels
Fallahi et al. Effect of heat treatment on mechanical properties of ECAPed 7075 aluminum alloy
Ghanbari et al. High-temperature deformation characteristics of a β-Type Ti-29Nb-13Ta-4.6 Zr alloy
Cotton et al. Phase transformations in Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-0.5 Fe
Yasuda et al. Effect of chemical composition on grain refinement of AlxCoCrFeNi high entropy alloys with NiAl grain boundary precipitates
RU2640702C1 (en) Method of deformation-thermal treatment of austenitic corrosion-resistant steels
Cai et al. Effect of annealing and cold work on mechanical properties of beta III titanium

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180721