Mn-Cu減振合金Sonostone、Incramute變形Mn-Cu阻尼合金

20世紀60年代末，英國海軍研制了Mn-Cu系實用孿晶型減振合金Sonostone(成分為：Cu37%、Al4.25%、Fe3%、Ni1.5%、余為Mn)，隨后美國國際銅研究聯合公司也開發出Incramute變形Mn-Cu合金(含Mn40%-48%，All.4%-2.5%，余為Cu)，二者分別經580℃×2h水冷或450℃×4h水冷和750℃×1/2h水冷后具有優良的阻尼性能，并成功地用作潛艇和魚雷螺旋槳的材料。這也掀起了Mn-Cu阻尼合金研究的熱潮。近年來，對鑄造Mn-Cu阻尼合金的研究較多，而對變形Mn-Cu阻尼合金的研究較少；對Mn-Cu阻尼合金的阻尼機制研究較多，而對其工程應用研究較少。鑒于此，本文研究了成分為Mn-20Cu-5Ni-2Fe(原子分數，%)的變形Mn-Cu阻尼合金的力學性能及阻尼特性，并通過對比試驗測試了其桶形構件的減震性能。

實驗用Mn-Cu合金以電解錳、電解銅、工業純鐵、電解鎳為原料。合金在ZG-25A型真空感應爐內熔煉。鑄錠經過均勻化熱處理后，熱鍛成板材，經900℃×1h，爐冷，線切割成準1mm的絲材。熱鍛后的板材經3次冷軋成2mm的板材，然后加工成無蓋圓桶構件，熱處理工藝同絲材，尺寸為320mm×30mm×2mm。對比材料使用18-8不銹鋼，不進行熱處理。

該Mn-Cu阻尼合金經退火處理后具有良好的綜合力學性能。抗拉強度在530MPa以上，屈服強度超過300MPa，斷后伸長率也超過了30%。該Mn-Cu合金同18-8不銹鋼相比，具有顯著的高阻尼減振特性。Mn-Cu合金的阻尼效果隨應變振幅的增加迅速增加，在2×10-4左右出現平臺并一直保持下去。Mn-Cu阻尼合金圓桶構件的加速度自由衰減速度明顯快于18-8不銹鋼，表現出高減振降噪性能。在受迫振動條件下，當激振頻率在20～400Hz變化時，Mn-Cu阻尼合金的整體加速度最大峰值較18-8不銹鋼低。隨著激振力的增大，兩構件的加速度響應均增大，但Mn-Cu阻尼合金試樣的加速度響應峰值較18-8不銹鋼試樣顯著降低。