一种超低屈强比低屈服点阻尼软钢及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种超低屈强比低屈服点阻尼软钢及制备方法，一种超低屈强比低屈服点阻尼软钢，按重量百分比包括以下化学成分为：

【技术实现步骤摘要】
一种超低屈强比低屈服点阻尼软钢及制备方法


[0001]本专利技术涉及阻尼钢生产领域，尤其涉及一种超低屈强比低屈服点阻尼软钢及制备方法
。

技术介绍

[0002]随着现代科学技术的发展和人们对于生活质量不断提升的需求，振动和噪声的危害越来越受到研究人员的广泛关注，因此对于减振降噪技术的研究，引起了许多部门的普遍重视，尤其在航海
、
航天和航空
、
核工业等领域
。
阻尼合金就是在这种条件下应运而生的，阻尼合金是指具有结构材料应有的强度并能通过阻尼过程
(
内耗
)
把振动能较快的转变为热能消耗掉的合金
。
[0003]目前研究较为成熟的金属阻尼材料按照阻尼机制，可分为复相型
(
铸铁
)、
超塑性型
(Zn
‑
Al
合金
)、
位错型
(Mg
及
Mg
合金
)、
孪晶型
(Mn
‑
Cu
合金
)、
铁磁型
(Fe
‑
Cr)
；
Fe
‑
Mn
阻尼钢是近十几年才开发出的一种新型金属阻尼材料，在这些金属阻尼材料中，
Fe
‑
Mn
阻尼钢成本最低的
(
仅为
Mn
‑
Cu
阻尼合金的
1/4)
，其阻尼性能随着应变振幅的增大而增加，并且不受外界磁场的影响，在较高服役温度下，仍可以具有高阻尼性能
。Fe
‑
Mn
阻尼钢非常适合承受较大振动和冲击的部件中使用
。
[0004]在建筑
、
桥梁等领域中，为了实现在地震中的减震消能，保护主体结构不被破坏，常使用软钢制作阻尼器，来进行消能
。
在地震来临时，软钢阻尼器首先发生塑性变形，在地震中循环拉伸变形，大量吸收地震能量，阻尼器吸收大量能量，建筑物主体结构吸收少量能量，达到大震不倒，小震可修
。
目前常用的软钢仅具有在地震中进行塑性消耗能量的作用，
Fe
‑
Mn
阻尼钢作为一种高阻尼金属材料，屈强比低，在塑性范围具有抗震性能，同时在弹性范围，还具备减振降噪的功能
。
建筑物的安全不仅要关注抗震性能，在日常生活中，振动对于建筑物也有着的较大危害，同时随着人民群众对美好生活的需求，建筑物中振动引起的噪声也亟待解决，因此，一种既具备抗震消能，又具备减振降噪的软钢是一个非常值得研究的问题
。
[0005]现有技术中，专利号为
CN103898401B
的专利技术专利公布了一种提高高强度铁锰基阻尼合金阻尼性能的方法，该方法采用固溶热处理
+
时效热处理
+
室温变形的方法，制造出层错区溶质原子的偏聚，通过室温变形，使得扩展位错脱离高浓度溶质原子区域，扩展位错的运动能力得到提高，都达到提高铁锰基阻尼合金阻尼性能的效果
。
该方法在室温下进行变形，应用范围小，仅能在薄尺寸规格中使用，且室温变形还会导致材料产生内应力，不利于合金的长期寿命
。
[0006]专利号为
CN112899577B
的专利技术专利公布了一种
Fe
‑
Mn
系高强度高阻尼合金的制备方法，该方法采用冶炼
、
锻造
、
热轧得到2～
20mm
的热轧板，进一步采用退火或冷轧等步骤，得到高强度高阻尼合金
。
该方法虽然通过复杂的热处理及冷轧等工艺得到抗拉强度大于
900MPa
的阻尼合金，但是并未考虑合金的耐蚀和韧性，在目前要求材料具有多种性能的环境下，合金的应用是具有很大限制的
。
[0007]专利号为
CN107699668B
的专利技术专利公布了一种提高铁锰阻尼合金耐腐蚀性能的方法，该方法通过在真空环境下，进行高温热处理，使铁锰阻尼合金表面出现一层铁素体，来提高铁锰阻尼合金的耐腐蚀性能，同时还能提高阻尼性能
。
但该方法需要在真空环境下进行高温热处理，工艺条件苛刻，同时表面的铁素体层会严重降低阻尼合金的强度
。
[0008]专利号为
CN103966529A
的专利技术专利公布了一种高阻尼
Mn
‑
Fe
基减振合金及其制备方法，该方法在氩气保护气氛的感应炉中熔炼，采用
24h
均匀化热处理，
900
～
1150℃
锻造，并在
1000℃
进行退火，最后在
1000℃
固溶处理得到高阻尼减振合金
。
此方法虽然得到的阻尼合金性能较好，但其采用均匀
、
退火
、
固溶等多次热处理工序以及锻造，制备流程复杂，仅适合小批量生产，难以进行大规模生产
。
[0009]专利号为
CN106282786A
的专利技术专利公布了一种含
Nb
铁锰基阻尼合金及其制备方法，该方法采用真空电弧熔炼，依次进行均匀化热处理
、
热轧
、
定型和固溶处理，得到阻尼损耗因子
tan
φ
达到
0.055
的高阻尼合金
。
该方法虽然得到了高阻尼的阻尼合金，但采用电弧熔炼制备的阻尼合金重量小，应用领域十分受限，将阻尼合金放入不锈钢管内进行热处理的工艺，更是难以推广使用，因此该方法仅适用于在实验室阶段制备阻尼合金或极小尺寸的阻尼合金需求应用
。
[0010]专利号为
CN106011636A
的专利技术专利公布了一种船用铁锰基高强韧阻尼合金，该专利技术专利通过控制组织：
ε
马氏体组织含量不低于
70
％，
α
马氏体
+
奥氏体组织含量不高于
30
％，得到了良好强韧性匹配的船用铁锰基阻尼合金
。
虽然该专利技术阻尼合金具有良好的强韧性，该专利技术未考虑耐蚀性能，铁锰基阻尼合金在船用领域没有得到大规模应用的主要原因就是其耐蚀性能很差，甚至不如普通的
Q235/Q345
，在应用仍具有非常大的困难
。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的是提供一种超低屈强比低屈服点阻尼软钢及制备方法，既是一种低屈服点软钢，又具备超低屈服比
、
高塑韧性
、
高阻尼和高耐蚀性，同时具备软钢的抗震消能作用和阻尼钢的减振降噪功能，成分及工艺简单，易于实施
。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种超低屈强比低屈服点阻尼软钢，其特征在于，按重量百分比包括以下化学成分为：
C≤0.05
％，
Si≤0.05
％，
Mn 13
％～
24
％，
Al 4
％～
13
％，
Al≥0.792
％
×
Mn
‑
6.5
％，
P0
～
0.045
％，
S
：0～
0.012
％，，余量为
Fe
和不可避免的杂质；所述的超低屈强比低屈服点阻尼软钢的微观组织为奥氏体和
δ
铁素体，其中，
δ
铁素体
≤10
％
。2.
根据权利要求1所述的一种超低屈强比低屈服点阻尼软钢，其特征在于，所述的超低屈强比低屈服点阻尼软钢按重量百分比还包括以下化学成分：
Nb 0.02
％～
0.04
％，
Ti0.013
％～
0.026
％，
Zr 0.02
％～
0.04
％中的一种或多种
。3.
根据权利要求2所述的一种超低屈强比低屈服点阻尼软钢，其特征在于，所述的超低屈强比低屈服点阻尼软钢按重量百分比还包括以下化学成分：
V 0.02
％～
0.04
％
。4.
根据权利要求1所述的一种超低屈强比低屈服点阻尼软钢，其特征在于，所述的阻尼软钢的性能为：屈服强度
≤160MPa
，抗拉强度
≥400MPa
，断后伸长率
≥...

【专利技术属性】
技术研发人员：李江文，孙美慧，郭呈宇，张弛，刘文月，秦哲，范刘群，张群，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司本钢板材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：