冷变形对Fe-19Mn合金的组织和阻尼性能的影响

Fe-Mn合金具有良好力学性能的同时,还具有较高的阻尼性能,因此被认为是一种非常具有应用前景的高阻尼合金,并可用于结构和汽车零部件。为了研究冷变形对Fe-Mn合金阻尼性能的影响,通过室温拉伸的方法,对Fe-19Mn合金进行了变形量为0～15%的冷变形处理。采用动态机械分析仪(DMA)对变形前后的Fe-19Mn合金的阻尼性能进行了测试,利用OM、SEM和TEM观察了显微组织的演变,以及XRD进行了物相分析和不同类型层错几率的计算。结果表明:当变形量小于15%时,Fe-19Mn在冷变形前后的阻尼性能均随振幅的增加呈近似线性增加,当变形量达到15%时,阻尼性能随振幅的变化偏离线性关系;随着频率的增加,不同变形量时的阻尼性能均基本不变。由G-L图可知,当振幅小于临界振幅时的阻尼性能变化符合G-L位错模型,振幅高于临界振幅时的阻尼性能变化与微塑性变形有关。随着变形量的增加,在不同的振幅范围内,Fe-19Mn的阻尼性能呈现不同的变化特征:当振幅小于20μm时,阻尼性能随变形量的增加而增大,并且与ε-马氏体中的形变层错几率的变化趋势相似;当振幅高于20μm时,阻尼性能呈先增加后降低的趋势,变形量为5%时的阻尼性能最好,并且与γ/ε相界面长度的变化趋势相似。因此,振幅小于20μm时,Fe-19Mn的阻尼性能随冷变形量的变化主要受ε-马氏体中的形变层错的边界影响;振幅高于20μm时,Fe-19Mn的阻尼性能随冷变形量的变化主要受γ/ε相界面长度的影响。由γ-奥氏体中的层错观察和层错几率计算可知,在变形前后,γ-奥氏体中的层错边界对Fe-19Mn合金的阻尼性能均无明显贡献。