Alloy2310高锰基阻尼合金MnC

郑华国 https://m.39.net/disease/a_5488012.html

减振合金,又称阻尼合金,是指具有结构材料应有的强度并能通过内部的各种减振机制迅速将外部振动能转变为热能消耗掉的一种***金属功能材料。作为一类***功能材料,减振合金的特征是在受到敲击时不像青铜、钢材那样发出洪亮的“金属声”,而只是像橡胶那样发出微弱的哑声。随着工业生产的不断发展,各类工业机械日益增多,产生的振动损坏和噪声污染也日趋严重,将减振合金应用于振动源和噪声源部位不仅可以达到明显的减振降噪的效果,而且能有效避免机件的激烈振动而引起的疲劳损伤,延长机件使用寿命。减振合金的应用为防止振动和噪声的产生开辟了新的更积极的途径。

减振合金之所以能消耗振动的能量,主要是由于其内部存在一定的可动区域,当受到外力作用即振动时,具有阻尼松弛作用。由于内摩擦的作用,振动产生滞后消耗,将振动能转化为热能消耗掉,而使振动急剧衰减。衡量阻尼性能好环的主要指标是内耗值(Q-1)的大小,它是机械品质因数(Q)的倒数,Q-1越大,表明材料振动时内部损耗的能量越大,减振效果越好。

根据产生阻尼的机制,减振合金分为复相型(片状石墨铸铁)、超塑型(Zn-Al)、位错型(Mg系合金)、孪晶型(Mn-Cu合金)、铁磁型(Fe-Cr-Mo、Fe-Cr-Al)、Fe-Mn基等几大类。减振合金不仅可以减少机械及其部件所产生的噪音,而且由于它可以吸收减振能量,使减振极快衰减,避免了机件的激烈振动而引起的疲劳损伤,延长了机件的寿命。对工程应用的减振合金应尽可能具备大阻尼、高强度、易加工、大应用范围、***低等综合性能。表1是部分已商品化的阻尼合金的成分和性能。可以看出,孪晶型、铁磁型和位错型合金的Q-1值均在减振铸铁的3倍以上,虽然位错型(Mg系)合金内耗值,但机械强度远不及孪晶和铁磁型合金,因此不能作为工程机械设备上承担较大负荷的结构件使用。从阻尼性能、加工性能和机械性能等方面综合考虑,孪晶型和铁磁型合金是***为理想的减振合金。

表1部分已商品化的阻尼合金的成分和性能

阻尼合金,能迅速将振动能量转变成热能而迅速衰减的功能材料。年前后,FeCr12Ni铁素体不锈钢作为阻尼合金,首次在轮机叶片方面得到应用。20世纪50年代以来,先后研制出各种类型阻尼合金。按阻尼机理可分为:

①变晶型。锰铜合金和镍钛合金最突出,主要牌号有Sonostone(54Mn–37Cu–4Al–3Fe–2Ni)、Incramite(40%~48%Mn,1.4%~2.25%Al,余量为铜)及Abpopa等,其强度σb为~兆帕,延伸率为20%~40%,阻尼指数为20%~40%,但其使用温度一般低于80℃,而且冷热加工性能较差。镍钛合金的σb达兆帕,延伸率约为60%,阻尼指数为40%。且具有良好的耐磨性和耐蚀性,但加工性较差。

②铁磁性型。其阻尼效果主要依靠磁畴壁在交变应力作用下的不可逆移动,导致磁–机械滞后而损耗能量。主要有铁基和钴镍基两类型,使用温度分别为℃和℃以上。前者主要牌号有Silentalloy(Fe–12Cr–3Al)、Trangalloy(Fe–12Cr–1.36Al–0.59Mn)及Gentalloy(Fe–12Cr–3Mo),其σb为~兆帕,延伸率为25%以上,阻尼指数大于25%,已用于重型机械的支座和齿轮、真空泵的旋转部件及船舶螺旋桨等。

③位错型。由于在外力作用下位错的不可逆移动。导致合金高阻尼。主要为镁及其合金。

④复相型。含有两相以上的组织。在振动应力作用下,软质第二相与处于弹性行为的基体界面或第二相晶内产生局部塑性变形,导致振动能消耗掉,如铸铁和铝锌合金。⑤复合型。高阻尼的高分子物质与金属板的复合材料。




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