阻尼合金

 M2052/Incramute/MC-77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新型金属功能材料。作为一类特殊的功能材料，减振合金最大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。通项金术了解，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、成本低等综合性能。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）合金内耗值最*高，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最为理想的减振合金。

表1  部分已商品化的阻尼合金的成分和性能  

自20世纪五十年代以来，英、美、苏、日等国家就已经陆续开展了减振合金的研究。Mn-Cu合金是最初研制的减振金属材料，主要应用在潜艇螺旋桨上，著名的牌号有20世纪60年代英国石锰海洋公司开发的Sonoston和国际铜研究协会开发的Incramute，由于其减振降噪效果明显，逐渐推广应用到航空航天、核工业、汽车制造和工业机械制造等领域。通项公司了解，由于铁基减振合金具有使用温度范围宽，力学性能、阻尼性能好，耐腐蚀性能优异，价格低廉等优点，因此逐渐受到人们的广泛关注。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，已被用在工业机械上来达到减振降噪的目的，美国海军研究院研发的一种Vacrosil-010合金减振降噪特性优越，用于制造的舰艇齿轮箱基座可使噪声降低10dB。另外，俄罗斯、瑞士、英国和法国等国的研究人员也相继对合金元素对Fe-Cr系列合金减振性能的影响进行了研究。目前，减振合金已广泛应用于各种机座、框架、高速箱体、各类齿轮、螺钉及垫片等，使用环境更加复杂，需要耐各种介质如海水、冷却循环水、酸碱和气体等的腐蚀，对材料的耐热性、减振性能、机械性能要求更高，同时，减振合金要制成圆环、薄片、棒、丝等各种形状，因此对合金的塑性加工性能以及加工的精度提出更高的要求。