鐵基阻尼合金種類(lèi)及應(yīng)用

  鐵基阻尼合金具有良好的阻尼性能、力學(xué)性能和加工性能,在船舶減振降噪中可發(fā)揮重要作用。鐵基阻尼合金主要分為鐵磁類(lèi)阻尼合金、層錯(cuò)類(lèi)阻尼合金和復(fù)相類(lèi)阻尼合金。

  1、鐵磁類(lèi)阻尼合金

  鐵磁類(lèi)阻尼合金主要依靠磁疇壁的不可逆移動(dòng)產(chǎn)生磁致伸縮,將振動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能,該類(lèi)鐵基阻尼合金主要包括Fe-Cr系、Fe-Al系鐵基阻尼合金等。

  由于鋼中的第二相會(huì)阻礙磁疇壁的移動(dòng),在冶煉軋制中通過(guò)奧氏體化形成單一的晶粒,避免晶界、夾雜物、析出相影響磁疇壁移動(dòng),減小晶界的面積,增大晶粒尺寸。磁致伸縮除與鐵基阻尼合金的內(nèi)部組織和相有關(guān)外,還與鋼的矯頑力、彈性模量變量有關(guān),矯頑力阻礙磁致伸縮的進(jìn)行,而彈性模量變量則與磁致伸縮的大小成正比。

  2、層錯(cuò)類(lèi)阻尼合金

  層錯(cuò)類(lèi)阻尼合金主要通過(guò)層錯(cuò)滑移的彈性形變將振動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,層錯(cuò)類(lèi)阻尼合金應(yīng)用較為廣泛的是Fe-Mn阻尼合金。Fe-Mn阻尼合金的阻尼值低于Fe-Cr阻尼合金,但強(qiáng)度較高。

  3、復(fù)相類(lèi)阻尼合金

  復(fù)相類(lèi)阻尼合金一般存在著在2相或2相以上的組織,在循環(huán)應(yīng)力的作用下,強(qiáng)度較高的基體相會(huì)發(fā)生彈性變形,強(qiáng)度較低的第二相發(fā)生塑性變形使振動(dòng)能耗散。

  主要有灰鑄鐵和其它復(fù)相類(lèi)阻尼合金。但是,由于鑄鐵及復(fù)相類(lèi)阻尼合金強(qiáng)度不足,并且相比其他鐵基阻尼合金,阻尼性能偏低,僅為Fe-Cr系鐵基阻尼合金的1/3,甚至于更低。因此在鐵基阻尼合金研究方面,發(fā)展較為緩慢。

  船舶噪音是影響船舶舒適性的重要因素。減振降噪是當(dāng)前船舶的發(fā)展趨勢(shì),鐵基阻尼合金可以在不改變船舶原有設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,顯著降低船舶的振動(dòng)和噪聲,提高船舶的舒適度,受到重視。

  展望未來(lái),由于在海洋上使用的特殊需求,鐵基阻尼合金不僅需要具備良好的阻尼性能,而且需要具備良好的力學(xué)性能和耐海水腐蝕能力,滿(mǎn)足艦船的強(qiáng)度要求,適應(yīng)海洋環(huán)境的影響。同時(shí),由于船舶建造技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步,鐵基阻尼合金需要具備良好的焊接和冷加工性能工藝,以滿(mǎn)足船舶建造設(shè)計(jì)要求。