Sonoston高錳基阻尼合金 Mn-Cu錳銅合金 減振減震合金 降噪合金材料 索諾斯同

減振合金，又稱阻尼合金，是指具有結(jié)構(gòu)材料應(yīng)有的強(qiáng)度并能通過(guò)內(nèi)部的各種減振機(jī)制迅速將外部振動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芟牡舻囊环N新型金屬功能材料。作為一類特殊的功能材料，減振合金最大的特征是在受到敲擊時(shí)不像青銅、鋼材那樣發(fā)出洪亮的“金屬聲”，而只是像橡膠那樣發(fā)出微弱的啞聲。隨著工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，各類工業(yè)機(jī)械日益增多，產(chǎn)生的振動(dòng)損壞和噪聲污染也日趨嚴(yán)重，將減振合金應(yīng)用于振動(dòng)源和噪聲源部位不僅可以達(dá)到明顯的減振降噪的效果，而且能有效避免機(jī)件的激烈振動(dòng)而引起的疲勞損傷，延長(zhǎng)機(jī)件使用壽命。減振合金的應(yīng)用為防止振動(dòng)和噪聲的產(chǎn)生開(kāi)辟了新的更積極的途徑。

減振合金之所以能消耗振動(dòng)的能量，主要是由于其內(nèi)部存在一定的可動(dòng)區(qū)域，當(dāng)受到外力作用即振動(dòng)時(shí)，具有阻尼松弛作用。由于內(nèi)摩擦的作用，振動(dòng)產(chǎn)生滯后消耗，將振動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉，而使振動(dòng)急劇衰減。衡量阻尼性能好環(huán)的主要指標(biāo)是內(nèi)耗值（Q-1）的大小，它是機(jī)械品質(zhì)因數(shù)（Q）的倒數(shù)，Q-1 越大，表明材料振動(dòng)時(shí)內(nèi)部損耗的能量越大，減振效果越好。

根據(jù)產(chǎn)生阻尼的機(jī)制，減振合金分為復(fù)相型（片狀石墨鑄鐵）、超塑型（Zn-Al）、位錯(cuò)型（Mg系合金）、孿晶型（Mn-Cu合金）、鐵磁型（Fe-Cr-Mo、Fe-Cr-Al）、Fe-Mn基等幾大類。減振合金不僅可以減少機(jī)械及其部件所產(chǎn)生的噪音，而且由于它可以吸收減振能量，使減振極快衰減，避免了機(jī)件的激烈振動(dòng)而引起的疲勞損傷，延長(zhǎng)了機(jī)件的壽命。對(duì)工程應(yīng)用的減振合金應(yīng)盡可能具備大阻尼、高強(qiáng)度、易加工、大應(yīng)用范圍、成本低等綜合性能。表1是部分已商品化的阻尼合金的成分和性能。可以看出，孿晶型、鐵磁型和位錯(cuò)型合金的Q-1值均在減振鑄鐵的3倍以上，雖然位錯(cuò)型（Mg系）合金內(nèi)耗值最高，但機(jī)械強(qiáng)度遠(yuǎn)不及孿晶和鐵磁型合金，因此不能作為工程機(jī)械設(shè)備上承擔(dān)較大負(fù)荷的結(jié)構(gòu)件使用。從阻尼性能、加工性能和機(jī)械性能等方面綜合考慮，孿晶型和鐵磁型合金是最為理想的減振合金。

表1  部分已商品化的阻尼合金的成分和性能  

自20世紀(jì)五十年代以來(lái)，英、美、蘇、日等國(guó)家就已經(jīng)陸續(xù)開(kāi)展了減振合金的研究。Mn-Cu合金是最初研制的減振金屬材料，主要應(yīng)用在潛艇螺旋槳上，著名牌號(hào)有20世紀(jì)60年代英國(guó)石錳海洋公司開(kāi)發(fā)的Sonoston和國(guó)際銅研究協(xié)會(huì)開(kāi)發(fā)的Incramute，由于其減振降噪效果明顯，逐漸推廣應(yīng)用到航空航天、核工業(yè)、汽車制造和工業(yè)機(jī)械制造等領(lǐng)域。由于鐵基減振合金具有使用溫度范圍寬，力學(xué)性能、阻尼性能好，耐腐蝕性能優(yōu)異，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此逐漸受到人們的廣泛關(guān)注。日本于七十年代成功研制了Silentalloy系列的Fe-Cr-Al和Fe-Cr-Mo合金，已被用在工業(yè)機(jī)械上來(lái)達(dá)到減振降噪的目的，美國(guó)海軍研究院研發(fā)的一種Vacrosil-010合金減振降噪特性優(yōu)越，用于制造的艦艇齒輪箱基座可使噪聲降低10dB。另外，俄羅斯、瑞士、英國(guó)和法國(guó)等國(guó)的研究人員也相繼對(duì)合金元素對(duì)Fe-Cr系列合金減振性能的影響進(jìn)行了研究。目前，減振合金已廣泛應(yīng)用于各種機(jī)座、框架、高速箱體、各類齒輪、螺釘及墊片等，使用環(huán)境更加復(fù)雜，需要耐各種介質(zhì)如海水、冷卻循環(huán)水、酸堿和氣體等的腐蝕，對(duì)材料的耐熱性、減振性能、機(jī)械性能要求更高，同時(shí)，減振合金要制成圓環(huán)、薄片、棒、絲等各種形狀，因此對(duì)合金的塑性加工性能以及加工的精度提出更高的要求。