Fe-Mn-Si-Ni-Cu系弹塑性阻尼钢及其制造方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种Fe‑Mn‑Si‑Ni‑Cu系弹塑性阻尼钢及其制备方法与应用，其化学成分的质量百分数为：20.0％≤Mn≤34.0％，3.0％≤Si≤6.0％，0＜Ni≤5.0％，0＜Cu＜2.0％，0≤Al≤1.5％，0≤C≤0.15％，P≤0.02％，S≤0.03％，N≤0.02％，其余为Fe和不可避免的杂质元素，其中，Mn、Ni、Cu和Al元素的质量百分含量还需满足如下关系：Ni/Cu≥0.25，Mn+2Ni+5Al≤37％和Al+0.4Ni+0.25Cu≤3.5％。弹塑性阻尼钢经熔铸、热轧、热轧后退火生产工艺流程或熔铸、热轧、酸洗、冷轧、冷轧后退火生产工艺流程制备得到。高性能弹塑性阻尼钢的屈服强度＜340MPa；在循环拉伸‑压缩加载条件下，当应变振幅、应变比和加载频率分别为1％、‑1.0和0.1～0.2Hz时，应力幅值＜520MPa，并且钢板的室温疲劳寿命＞2000周次。

【技术实现步骤摘要】
Fe-Mn-Si-Ni-Cu系弹塑性阻尼钢及其制造方法与应用
本专利技术属于钢材料
，尤其是涉及Fe-Mn-Si-Ni-Cu系弹塑性阻尼钢及其制造方法与应用。
技术介绍
大规模地震以及外部长时间、长周期震动均会对建筑物和构筑物造成巨大危害。利用放置在建筑物和构筑物中的弹塑性钢减震阻尼器可以有效地吸收外部震动能量，使建筑物和构筑物损伤降低到最低程度。弹塑性钢阻尼器是通过钢材在外部往复震动作用下率先进入屈服和随后的弹塑性滞回变形来实现对震动能量的吸收。因此，用于阻尼器的钢材(下称“弹塑性阻尼钢”)需要具有以下属性：较低屈服强度和加工硬化能力、稳定的滞回特性并且滞回曲线饱满、良好低周疲劳性能。目前常用的弹塑性阻尼钢为低屈服点铁素体钢。铁素体钢在交变载荷作用下，由于位错交滑移的频繁发生，裂纹通常会较早地从应力集中和应变不相容处(如驻留滑移带、晶界和铁素体/渗碳体相界)以及位错胞状结构处诱发、扩展并最终使材料发生疲劳破坏，因而材料的疲劳寿命往往较低。一定成分范围内的Fe-Mn-Si-Al系合金具有较低屈服强度、良好低周疲劳性能和焊接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Fe-Mn-Si-Ni-Cu系弹塑性阻尼钢，其特征在于，化学成分的质量百分数为：20.0％≤Mn≤34.0％，3.0％≤Si≤6.0％，0＜Ni≤5.0％，0＜Cu＜2.0％，0≤Al≤1.5％，0≤C≤0.15％，P≤0.02％，S≤0.03％，N≤0.02％，其余为Fe和不可避免的杂质元素，其中，Mn、Ni、Cu和Al元素的质量百分含量还需满足如下关系：Ni/Cu≥0.25，Mn+2Ni+5Al≤37％和Al+0.4Ni+0.25Cu≤3.5％。/n

【技术特征摘要】
1.一种Fe-Mn-Si-Ni-Cu系弹塑性阻尼钢，其特征在于，化学成分的质量百分数为：20.0％≤Mn≤34.0％，3.0％≤Si≤6.0％，0＜Ni≤5.0％，0＜Cu＜2.0％，0≤Al≤1.5％，0≤C≤0.15％，P≤0.02％，S≤0.03％，N≤0.02％，其余为Fe和不可避免的杂质元素，其中，Mn、Ni、Cu和Al元素的质量百分含量还需满足如下关系：Ni/Cu≥0.25，Mn+2Ni+5Al≤37％和Al+0.4Ni+0.25Cu≤3.5％。


2.根据权利要求1所述一种Fe-Mn-Si-Ni-Cu系弹塑性阻尼钢，其特征在于，所述Fe-Mn-Si-Ni-Cu系弹塑性阻尼钢的显微组织为奥氏体和体积分数不超过10％的ε马氏体。


3.根据权利要求1所述一种Fe-Mn-Si-Ni-Cu系弹塑性阻尼钢，其特征在于，所述Fe-Mn-Si-Ni-Cu系弹塑性阻尼钢的屈服强度＜340MPa。


4.根据权利要求1所述一种Fe-Mn-Si-Ni-Cu系弹塑性阻尼钢，其特征在于，所述Fe-Mn-Si-Ni-Cu系弹塑性阻尼钢在循环拉伸-压缩加载条件下，当应变振幅、应变比和加载频率分别为1％、-1.0和0.1～0.2Hz时，应力幅值＜520MPa，并且钢板的室温疲劳寿命＞2000周次。


5.根据权利要求1所述一种Fe-Mn-Si-Ni-Cu系弹塑性阻尼钢，其特征在于，化学成分的质量百分数为：25.0％≤Mn≤31.0％，3.9％≤Si≤5.0％，0＜Ni≤3.0％，0＜Cu＜2.0％，0≤Al≤1.0％，0≤C≤0.10％，P≤0.02％，S≤0.03％，N≤0.01％，其余为Fe和不可避免的杂质元素，其中，Mn、Ni、Cu和Al元素的质量百分含量还需满足如下关系：Ni/Cu≥0.25，Mn+2Ni+5Al≤37％和Al+0.4Ni+0.25Cu≤2.3％。


6.权利要求1-4任一项所述Fe-Mn-Si-Ni-Cu系弹塑性阻尼钢的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)按以下成分配比冶炼、铸造...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨旗，杨蔚涛，孙琦迪，徐斌，
申请(专利权)人：上海材料研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31