阻尼合金

20世紀(jì)50年代以來，先后研制出各種類型阻尼合金。按阻尼機(jī)理可分為：

①變晶型。錳銅合金和鎳鈦合金最突出，主要牌號有Sonostone(54Mn–37Cu–4Al–3Fe–2Ni)、Incramite(40%～48%Mn,1.4%～2.25%Al，余量為銅)及Abpopa等，其強(qiáng)度σb為540～700兆帕，延伸率為20%～40%,阻尼指數(shù)為20%～40%，但其使用溫度一般低于80℃，而且冷熱加工性能較差。鎳鈦合金的σb達(dá)800兆帕，延伸率約為60%，阻尼指數(shù)為40%。且具有良好的耐磨性和耐蝕性，但加工性較差。

②鐵磁性型。其阻尼效果主要依靠磁疇壁在交變應(yīng)力作用下的不可逆移動，導(dǎo)致磁–機(jī)械滯后而損耗能量。主要有鐵基和鈷鎳基兩類型，使用溫度分別為300℃和500℃以上。前者主要牌號有Silentalloy(Fe–12Cr–3Al)、Trangalloy(Fe–12Cr–1.36Al–0.59Mn)及Gentalloy（Fe–12Cr–3Mo），其σb為400～500兆帕，延伸率為25%以上，阻尼指數(shù)大于25%，已用于重型機(jī)械的支座和齒輪、真空泵的旋轉(zhuǎn)部件及船舶螺旋槳等。

③位錯型。由于在外力作用下位錯的不可逆移動。導(dǎo)致合金高阻尼。主要為鎂及其合金。

④復(fù)相型。含有兩相以上的組織。在振動應(yīng)力作用下，軟質(zhì)第二相與處于彈性行為的基體界面或第二相晶內(nèi)產(chǎn)生局部塑性變形，導(dǎo)致振動能消耗掉，如鑄鐵和鋁鋅合金。⑤復(fù)合型。高阻尼的高分子物質(zhì)與金屬板的復(fù)合材料。

阻尼合金，能迅速將振動能量轉(zhuǎn)變成熱能而迅速衰減的功能材料。1920年前后，F(xiàn)eCr12Ni鐵素體不銹鋼作為阻尼合金，首次在輪機(jī)葉片方面得到應(yīng)用。

錳銅高阻尼合金是指以Mn-Cu二元合金為基加入Al、Ni、Fe等合金元素的高阻尼合金 。

鋁鋅高阻尼合金是指Al-Zn二元合金為基加Ti、Zr、RE等合金元素的高阻尼合金，如ZDA系列 。

其阻尼機(jī)制主要是合金經(jīng)熱處理，完成馬氏體相變后，馬氏體相內(nèi)部的微孿晶界面及馬氏體與母相之間的相界面在振動交變應(yīng)力作用下產(chǎn)生移動，將振動能轉(zhuǎn)化為熱能，從而實(shí)現(xiàn)減振降噪效果。

具有阻尼效應(yīng)的銅合金主要有錳銅合金，屬于孿晶型合金材料。其阻尼產(chǎn)生的機(jī)理是，合金通過熱處理在高溫緩冷過程中，因尼耳轉(zhuǎn)變和類馬氏體相變而產(chǎn)生大量的高密度孿晶亞結(jié)構(gòu)，在外部應(yīng)力的作用下，由于顯微孿晶界的移動和磁矩的偏轉(zhuǎn)而吸收外部能量，從而使應(yīng)力松弛，起到較好的減振、降噪效應(yīng)。 阻尼銅合金國內(nèi)研制的不多，只有少數(shù)的幾種合金牌號，美國和英國研制開發(fā)較早，合金品種也較多。