阻尼合金解析.pptx

1(1)概述 随着近代各种机械的功率、速度不断增加，振动造成的有害噪声也随之增长。有害的振动导致材料疲劳，并降低机械部件的工作可靠性。潜艇发动机振动噪声沿艇体的传播和发射，不但干扰导航仪器的正常工作，而且将自己暴露给敌人。音像系统中的机械振动将不可避免地调制成背景噪声，降低“信噪比”，影响图像的声音和质量。噪声在造成严重的环境污染的同时还恶化劳动条件，刺激人体中枢神经和血管系统。据美国国家职业安全与健康研究所1971年的调查，至少10的工作人员处于90dB以上的工作环境。为达到规定的90dB噪声标准，工业界需耗资135亿美元；若把标准降到85dB水平，则需316亿美元。目前各发达国家对噪声引起的环境污染问题十分重视，如法国在20世纪70年代就对1.材料阻尼性能第1页/共40页2机场的噪声污染进行课税。表1 列出在不同连续工作时间中，环境允许的噪声水平(美国标准)。治理机械振动噪声方法有三种：系统减振、结构减振和材料减振。虽然可以从设计上使构件刚固化，采用合理的设计或采用附加隔音装置等结构减振，但势必使机器大型化，重量增加，成本提高。对于工作在动力状况下的机械与结构零件，采用具有大内耗的“高阻尼合金”，对减小有害振动和噪声、阻碍其传播，以及降低共振峰值应力等方面是有效的，在许多情况下，甚至是惟一可采用的方法。由于这种合金存在大的内耗，结构的自由振动很快地衰减、在共振状况下受迫振动的振幅大大降低；在自由度大的结构中，脉冲应力显著降低而且在动态应力集中的工作时间工作时间/(h/d)864321.510.50.25噪声级噪声级/dB80929597100102105110115表1 环境允许的噪声水平第2页/共40页3地方发生松弛。如前苏联对内燃机曲轴振动的研究表明，当其振动向共振过渡时，曲轴中依靠材料的阻尼消耗振动能量的6065%，而用结构减振仅消耗3540。利用阻尼合金达到减振有三大优点：防止和减少振动，防止和减少噪声，增加材料的疲劳寿命。(2)阻尼的概念和度量 1)内耗和阻尼 固体对振动的衰减，是弹性波与固体内的各种缺陷(点，线，面)或声子、电子、磁子等元激发的相互作用，而使机械能消耗的现象，是一种力学损耗。一个自由振动的固体，即使与外界完全隔离，它的机械能也会转换成热能，从而使振动逐渐停止。如果一个机械系统处于强迫振动，则必须不断从外界供给能量才能维持振动。这种由于材料内部的原因而使机械能消耗的现象称为内耗或称阻尼。高阻尼合金就是利用金属材料内部的各种相应阻尼(内耗)机制，吸收机械振动能，并将振动能转换成热能而第3页/共40页4耗散，从而达到对机械、仪器仪表等的减振或降噪功效。众所周知，对于完全弹性体而言，应变能够单一地为每一瞬间的应力所确定，即应力和应变间存在着单值函数关系。这样的固体在加载和去载时，应变总是瞬时达到其平衡值。图1 应力-应变曲线图a)交变载荷下完全弹性体 b)实际固体 在发生振动时，应力和应变始终保持同位相，而且呈线性关系，称为“弹性”，不会产生内耗，如图1a所示。实际固体则不同，当加载和去载时，其应变不是瞬时达到平衡值，当振动时应变的位相总是落后于应力，这就使得应力和应变不是单值函数，称为“滞弹性”。显然，在远低第4页/共40页5于引起范性形变的应力下能观察到内耗(阻尼)现象这一事实表明，实际固体没有一个真正的“弹性区”。这些非弹性行为在应力-应变图上出现滞后回线，振动时就要产生内耗，其内耗的大小决定于回线所包围的面积，如图1b所示。可见内耗是与实际固体的非弹性行为相联系的现象。若用W表示总振动能量，W表示固体振动一周的能量损耗，则可用W/W来衡量内耗的大小，而物理学上为了与阻尼的电磁回路相对应，常采用Q-1来表示内耗，这里Q是振动系统的品质因子，类似于电磁回路中品质因子的定义。内耗的计算公式为 (1)目前有多种量度内耗的方法，它们随测量方法或振动模式而不同，但相互间可以转换。2)内耗和阻尼的度量第5页/共40页6 自由衰减法。图2 为自由振动的衰减曲线。材料在最初受外力激发及去除外力后，其振动的振幅随时间衰减。阻尼大的材料，衰减速率快。采用振幅的对数缩减量 来量度内耗的大小，这里表示相邻两次振动中振幅比的自然对数，即取第一次的振幅An和第n+1次的振幅的对数值。计算内耗Q-1公式如下：图2 自由振动的衰减曲线(2)强迫共振法。当试样作强迫振动时，根据振动方程求解，可以得到应变振幅随角频率变化的共振曲线(见图3)表示式，由此可求得内耗为第6页/共40页7式中，是应变落后于应力的相角，r是共振角频率；1、2为振幅下降到最大值的1/时前、后的角频率。可见只要在实验中测得共振曲线，即可(3)图3 共振曲线求出内耗值。显然当采用共振法时，内耗测量的精度随=1-2的增加而提高，因此在高阻尼情况下采用共振法是较为合理的。振动频率与试样的几何尺寸有关，圆柱试样的扭振动和纵振动模式的频率，主要决定于试样的长度，其频率范围一般在104106Hz。横振动模式的频率在3102104Hz，取决于试样的长度和直径或横截面。第7页/共40页8 比阻尼。工程上使用比阻尼(衰减系数)S.D.C(%)(Specific Damping Capacity)定义：(4)式中，An是第n个振幅；An+1是第n+1振幅。S.D.C和Q-1的关系。衰减可用Q-1或，在衰减能大时一般用S.D.C，两者的关系为 (5)S.D.C 值超过20的材料定义为高阻尼材料，表2列出了一些金属材料在室温时的阻尼特性。第8页/共40页9材料材料比阻尼性能比阻尼性能S.D.C(%)屈服强度屈服强度/MPa密度密度/(g/cm3)镁镁(精锻精锻)491801.74Cu-Mn(Incramute,Sonoston)403107.50Ni-Ti(Nitinol)403106.45Fe-Cr-Al(Silentalloy)402767.40高碳铸铁高碳铸铁191727.70纯镍纯镍18628.90纯铁纯铁16697.86马氏体不锈钢马氏体不锈钢85267.70灰铸铁灰铸铁61727.80SAP(铝粉铝粉)51382.55低碳钢低碳钢43457.86铁素体不锈钢铁素体不锈钢33107.75球墨铸铁球墨铸铁23457.80中碳钢中碳钢14137.86奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢12407.80表2 一些金属材料在室温时的阻尼特性第9页/共40页10(1)复合型 在强韧的基体中，如有软的第二相析出，则在基体和第二相的界面上，容易发生塑性流动或粘性流动，外界的振动或声波可以在这些流动中消耗，声音被吸收。片状石墨铸铁中7590的碳在基2.阻尼合金的分类 图4 Fe-C-Si 复相型阻尼合金的石墨分布 a)金相照片 b)扫描电镜照片体中为片状石墨，断口呈灰色，可用于制造机床底座和电动机机座。图4示出Fe-C-Si复相型阻尼合金的石墨分布。然而片状石墨铸铁加工困难、质脆、机械强度低、耐蚀性差，因而应用受到限制。如在碳当量为4.55.2的铸铁中加入少量锆，或加入其他少量的合金元素，使片状石墨粗大成长，可提高铸铁的衰减系数。第10页/共40页11 另一复合型阻尼合金为Al-Zn(SPZ)、Al-40Zn和Al-78Zn合金经固溶化处理，随后经150时间时效，在晶界有Zn的不连续析出物形成。合金的衰减能随温度增高而上升，在50附近可获得高的衰减系数S.D.C=30%，这是最早报道的高阻尼合金。由于这种合金具有牢固、便宜、轻巧和易于加工等特点，因它能吸收马达的微振使唱针免干扰确保音质清晰，可用来制作唱机的转盘。用这种材料制造发动机盖和部分机械，能使噪声大幅度减弱。在新型减振降噪(高阻尼)ZDAI(Zn-18-27AlMnCuSiMg)铸造Zn-AI合金基础上，添加Ti(0.010.5)、B(0.0010.22)、Zr(0.010.8)、Ge(0.010.5)、Re(0.011.0)等微量元素，能对Zn-Al阻尼合金的组织进行细化作用，使强韧性得到改善，且合金元素的加入对Zn-Al母合金的界面可动性影响不大，而可动界面的数量增加，使阻尼性能得到相应的提高。多元素优化配比共同添加可使强度上升14左右，伸长率上升30%，其阻尼性能(内耗值)可提高30以上。第11页/共40页12(2)强磁型 磁性体内部被划分成由磁壁包围的磁畴小单元，在外加交变应力下，磁壁振动吸收能量，这种能量的损耗产生的阻尼为强磁性型阻尼。磁弹性内耗是铁磁材料中磁性与力学性质间的耦合所引起的。磁致伸缩现象提供了磁性与力学性质的耦合。由于在应力作用下存在磁弹性能，因而可引起磁畴的转动和畴壁的推移。由于这种交变应力引起磁畴的运动是一个不可逆过程，在能量上引起从机械能到热能的转换。磁弹性内耗一般可分为三类：宏观涡流损耗；微观涡流损耗；与磁机械滞后有关的损耗。通常前两种损耗数值不大，而磁机械损耗则要大得多，故对于创造高阻尼合金具有实际意义。这一类的阻尼合金是铁基阻尼合金，例如1Cr13类型铁素体钢的阻尼性能大约比奥氏体不锈钢高一个数量级。在要求较高强度和耐热的条件下，钴镍基合金的比阻尼性能又比铁素体铬钢要高好几倍。第12页/共40页13 (1)铁基阻尼合金 一般的铁基合金阻尼能力很小。中碳钢的比阻尼能力S.D.C只有1%，低碳钢的S.D.C只有4%，即使在20世纪50年代，美国工程界竞相试验研究的403钢(Fe-12Cr-0.5Ni)S.D.C值也不足10。但是，对Fe-Cr、Fe-Mo、Fe-Co、Fe-W系合金成分的合理匹配，可以大幅度提高铁基合金的限尼性能。含有质量分数为1214铬的Fe-Cr合金，其S.D.C值高达80。对Fe-Mo两元合金的研究结果表明：当Mo质量分数在016范围内，随着Mo含量增加，Fe-Mo合金的机械强度也增加，但是，共阻尼性能则在Mo的质量分数为6时，达到最佳值。然而，两元合金的强度太低，实用价值不大。为了提高强度，又在两元系基础上，添加其他合金元素，形成多元高阻尼合金。研究结果发现：在Fe-Cr-Al三元系的等温退火截面上，存在着高阻尼区，在Fe-12Cr基础上，再添2.5%(质量分数)的Mo，虽然可以维持高阻尼能力，提高强第13页/共40页14度，但使塑性大大下降；在Fe-12Cr-2.5Mo基础上，再添1%(质量分数)的Cu，则不仅进一步提高阻尼性能和强度，塑性也得到了改善；而在Fe-12Cr基础上，添加3%(质量分数)的Al，其S.D.C值达到60%，并且具有高的强度和良好的塑性。大部分铁基高阻尼合金尽管内耗大、强度高、加工性能好，但韧度很低。并且由于铁基高阻尼合金一般为单相铁素体组织，难以通过热处理调整力学性能。为克服这些缺点，以双相组织为其特点，在热处理时，将钢加热到奥氏体和铁素体两相温度区，并保温一定时间，使钢中形成奥氏体和铁素体两相；冷却时，钢中奥氏体转变为马氏体，然后，在高于400而又低于相变点温度区回火，形成铁素体和回火马氏体组织。这样，就可以通过控制回火马氏体的数量，调整合金的综合性能。表3列出1100回火后Fe-Cr基合金的力学性能和阻尼性能。2)影响铁基合金阻尼性能冶金因素第14页/共40页15合金名称合金名称HV/MPa0.2/MPa(%)E/MPaS.D.CFe-10Cr144-20613Fe-12Cr1232681572617739Fe-14Cr1322871492017635Fe-16Cr1373101442417335Fe-12Cr-2.5Mo1653292571018537Fe-12Cr-2.5Mo-2.5Ti180402276518811Fe-12Cr-2.5Mo-1Cu2014303191818042Fe-16Cr-2.5Ti182450288819314Fe-16Cr-2.5Ti-2.5Mo201392346222470%)的锰铜二元高阻尼合金 Mn-12Cu合金声频横振动下的内耗温度谱如图6所示。是试样经均匀化退火处理后，在850第21页/共40页22或900固溶处理2h后，迅速淬入10%(质量分数)的KOH溶液中，在声频横振动下的内耗温度谱。它有两个明显的内耗峰：低温峰(主峰，0附近)为孪晶界的弛豫峰，峰高可达10-2数量级；高温峰(副峰)为马氏体相变峰，峰温处伴随弹性模量的软化。随着试样中锰含量的降低，马氏体相变峰向低温侧移动，当wMn74时，不再有孪晶峰和马氏体相变峰。Mn-Cu合金中顺磁-反铁磁转变与fcc-fct马氏体相变，是两个相互独立的相变。磁转变寻致fcc 晶体的四方畸变，这为fcc-fct马氏体转变奠定图6 Mn-12Cu合金声频横振动下的内耗温度谱第22页/共40页23基础，并由此触发了fcc-fct转变。由磁性转变造成的四方畸变度(10-6数量级)及fcc-fct马氏体转变造成的四方畸变度(10-2数量级)产生的内应力，都因孪晶的形成而得到释放，但由于这两个转变温度非常接近，因此通常认为，在某一温度，顺磁fcc高温相转变为反铁磁fct低温相。锰铜合金的高阻尼，来源于反铁磁马氏体孪晶在外力作用下的弛豫运动及再取向，即是马氏体相变为锰铜合金获得高阻尼的必要条件，图7示出孪晶金相组织。但当合金中的wMn70时，由于Ms点远低于室温，因此不能在室温附近发生上述相变，从而获得高阻尼，此时通常在400600时效来使合金的相变点升高。图7 孪晶金相组织第23页/共40页24 2)中锰(wMn=40%60%)的锰铜多元高阻尼合金 当Mn-Cu合金的wMn30时，其平衡组织为(+)相：wMn=40%60%的Mn-Cu合金时，从相区水淬后，在450、550、600等不同温度时效，发生+分解。在此过程中，MS点明显升高，并且Mn-Cu合金在时效过程中的分解是一个渐近的过程。在+的早期阶段，将优先形成富锰区域，随着时效时间的延长，将有-Mn 的沉淀析出。在-Mn析出之前，合金一直保持单一的相。由于富锰区的形成，产生了显微不均匀性，在随后的冷却过程中，这些富锰微区所发生的反铁磁转变和fcc-fct马氏体相变(形成反铁磁的fct结构)，与高锰的Mn-Cu合金从高温相淬火冷却过程中的转变类似，因此，中锰的Mn-Cu合金，淬火后再经400600时效处理，可使其转变温度升高，从而在室温附近发生相变而获得高阻尼。通常认为Mn-Cu合金在亚稳混溶区内时效所发生的分解为亚稳态Spinodal分解，随后冷却所形成的花呢状马氏体孪晶，为高阻尼内耗源。第24页/共40页25 图8为这种分解的调幅结构形貌，其形貌类似粗花呢织物。图8 调幅结构形貌 锰钢二元高阻尼合金因锰含量高，耐蚀性差。通过降低锰含量，并添加镍、铝等合金元素。合金从相区淬火后，在亚稳互溶区时效，一方面使合金的反铁磁转变及马氏体相变的相变点升高，从而在室温附近发生相变以获得高阻尼；另一方面兼具耐腐蚀、强度、韧性等综合力学性能。国际铜研究协会开发的Incramute(45Mn-53Cu-2AI)早已取得商业应用，其典型热处理工艺为：700800(相区)固溶处理后水淬，400时效816h(控制一定的时效时间，避免-Mn析出降低阻尼性能)冷至室温。第25页/共40页26表4 常见阻尼合金类型类型类型合金系合金系实用合金实用合金复合型复合型(应力缓和型应力缓和型)Fe-C-Si片状石墨铸铁片状石墨铸铁Ai-ZnSPZ强铁磁型强铁磁型(磁滞型磁滞型)Fe-NiTDNiFe-Cr12%铬钢铬钢Fe-Cr-Al赛连塔罗依赛连塔罗依(消音合金消音合金)Fe-Cr-Ai-Mg特兰卡罗依特兰卡罗依Fe-Cr-Mo肯塔罗依肯塔罗依Co-NiNIVCO-10位错型位错型(磁滞型磁滞型)Mg-ZrKIKIMg-Mg2Ni孪晶型孪晶型(*磁滞型磁滞型-形状记形状记忆合金忆合金)(无无*为应力缓和为应力缓和型型)Mn-Cu索诺斯顿索诺斯顿Mn-Cu-Al尹克拉妙特尹克拉妙特Cu-Al-Ni*-Cu-Zn-Al*-Ni-Ti*尼基诺尔尼基诺尔第26页/共40页273.阻尼合金的特性(1)合金阻尼与强度的关系 James做了金属材料衰减系数S.D.C 与抗拉强度的关系的试验，其结果见图9，得出各种材料的衰减系数的大小基本上与抗拉强度成反比倾向。图上没有指出的金属材料，大部分的衰减系数在0.1以下。图中为抗拉强度与衰减系数的乘积，=10，=100，=1000 三条直线表示了抗拉强度与衰减系数之间的关系倾向。非铁金属材料图9 金属材料的抗拉强度与衰减系数关系 以衰减系数大，抗拉强度极低的铅为出发点，沿=10的直线，随抗拉强度增高衰减系数降低。常用主要钢铁树科，沿=100的直线、随抗拉强第27页/共40页28度增加衰减系数降低。图中用黑点表示的六种高阻尼合金，接近于=1000的直线，其抗拉强度与衰减系数两者都优于其他材料。在相同的强度下，其衰减系数比其他材料约大10倍到100倍。(2)阻尼特性与温度的关系 阻尼材料的阻尼机制不同，它们与温度的依赖关系也明显不同。孪晶型合金虽然室温的阻尼性能很高，但由于马氏体相变温度的限制，使其使用温度不得超过80。铁磁型合金具有很好的高温阻尼性能，在380以下，合金的阻尼性能不变；另外，这类合金还具有高于低碳钢的抗拉强度，以及与铁素体不锈钢相当的耐蚀性和焊接性，并且有良好的热加工、切削性能。这类合金在最大切应变振幅下都有很高的内耗值，比普通低合金钢高几百倍。实验表明，典型的铁磁型Fe-Cr-Al合金，具有与普碳钢相同的强度和物理性能，而且阻尼性能与木材相当。第28页/共40页29 目前有抗拉强度大于600MPa的高阻尼合金，能满足某些工业所提出的高强、高温、高阻尼的要求。(3)阻尼特性与振幅的关系 各类高阻尼合金的阻尼特性或大或小地依赖于应变(或应力)振幅，复相型合金受振幅影响较小，孪晶型和位错型较大，铁磁型最大。一般应变振幅越大，阻尼越大。根据阻尼机制的不同，阻尼特性与振幅的依赖关系有两种形式：随振幅增加而阻尼增加；阻尼性能开始随振幅增加而增加，在达到饱和值后，有时会随振幅增加而下降。考虑到铁磁型合金对应变(或应力)振幅的这种强烈依赖关系，在设计使用时应充分加以利用，使振源的振幅落在阻尼最大的区域内，以达到最佳的减振降噪效果。当然，在使用铁磁型合金时，注意不要在强磁场下工作。当外磁场强度大于1591.55A/m(20Oe)时，其阻尼性能急剧下降。另外，也不要在冷加工态(或内应力很大时)使用，这将妨碍磁畴壁的第29页/共40页30运动，从而降低阻尼性能。总之，铁磁型合金使用的最佳态是低(或无)磁场、应力低而应变幅大的横振动场合，以做到扬长避短，充分发挥材料的作用。(4)阻尼特性与频率的关系 高阻尼合金之所以具有高的内耗值，是因为它在接受外界的振动能量的同时，通过内部微观结构的运动，对外来能量加以消耗。这种内部微观结构的运动有两种：只与振动的振幅有关而与频率无关，静滞后型内耗，铁磁型、孪晶型、位错型合金的阻尼特性属此类型；当内部微观结构的运动频率与外界振动频率一致时，内耗达到最大值，从而使内耗对频率有明显的依赖关系，而与振幅无关，称之为弛豫型内耗，如复相型合金，其阻尼性能随频率的升高而下降(在低应力幅时)。另外，晶粒大小、晶界的敏化程度，微结构的体积百分数等冶金因素，对某些高阻尼合金的阻尼特性也有影响。因为阻尼特性将影响材料第30页/共40页31的使用寿命，近年来已逐步将它作为材料的基本特性加以考核。当然，阻尼合金的耐磨性、耐蚀性、刚性、抗时效性、可焊性和加工性等，都因合金成分、阻尼机制的不同而不同，在合金研制与使用时，要区别情况，分别对待。第31页/共40页324.阻尼合金的应用 各种类型的高阻尼合金均具有高的阻尼特性，在应用上都有各自的特点与局限性。如复合阻尼钢板阻尼值在10-1以上，但使用温度目前不能超过80100；铁磁型高阻尼合金虽有使用温度高的优点，但不能在磁场下使用；孪晶型合金虽有高的强度，但成本太高，等等。因此，还必须研制价格低廉、有实用价值的各类高阻尼合金，以满足不同应用场合的需要。(1)潜艇螺旋桨 安静性是潜艇的重要战术指标，而螺旋桨是潜艇的主要噪声源之一。螺旋桨运转时，由于水泡的激励便会发生“唱声”，这种“唱声”易被敌舰声纳所捕获。由于即使改进设计方法也很难消除“唱声”，因此采用高阻尼合金制造潜艇螺旋桨，就成了各国海军都关心的课题。英国石锰海洋公司开发的Sonoston(54Mn-37Cu-4AI-3Fe-2Ni)、国际铜研究协会开发的Incramute(43Mn-55Cu-2AI)等，就是专门为潜艇螺旋桨而研制的高阻第32页/共40页33尼合金；前苏联的ABPOPA合金和我国的“2310”合金，就是专门为潜艇螺旋桨而研制的高阻尼合金。采用Silentalloy合金(Fe-12Cr-2AI)制造气轮机叶片，大大提高其疲劳寿命。“2310”合金制造的潜艇螺旋桨，可使噪声降低510dB，振动降低312dB。(2)工程机械上使用 齿轮使用高阻尼合金的目的是为了降低齿轮吻合时所产生的噪声。由于高阻尼合金硬度较低、耐磨性较差，所以不做齿牙，而是用于齿轮体，应用部位有齿轮辐、镶板、嵌环等。日本采用的方法是将高阻尼锰铜合金嵌环，通过红套的方法固定在燃气轮机的齿轮体上。加阻尼合金环后的齿轮的阻尼性能，与原钢质齿轮相比，提高阻尼约300倍。德国则用高阻尼合金制造齿轮辐，代替原45钢齿轮辐，装配在齿轮上，通过的噪声比原齿轮降低4dB。为改善机器组装厂的工作环境，将链条运输机导轨，采用Mn-Cu高阻尼合金，噪第33页/共40页34声从92dB降至87dB,耐久性也明显提高。日本在19mm的凿岩机机杆中间插入一段Mn-Cu合金，新杆在高音区域声压降低约20dB，不过所采用的连接方法使机杆的强度有所下降；英国的德尔塔金属公司对上述的装配方法进行了改进，在凿岩机机杆上装配了长88.9mm的Mn-Cu合金圆套，该方法没有损害机杆的强度，而使噪声降低8dB。(3)其他领域使用 高阻尼合金的应用已涉及到许多领域，例如：当无阻尼或小阻尼的隔声构件处于共振区和吻合效应区时，因隔声性能剧烈下降而导致平均隔声量减少，采用高阻尼合金制作隔声构件不易引起共振，且吻合效应引起的性能下降程度也减少，因此提高了隔声性能。日本用高阻尼合金制造的高频发电机罩代替钢机罩，使平均隔声量提高了大约7dB。Zn-27AI合金因其价格低廉、重量轻，且在较宽动力范围内具有高内耗值而被建筑行业采用。第34页/共40页35 在航空航天工业中，阻尼合金可作为火箭、导弹、喷气式飞机的控制盘或导航仪等精密仪器及发动机机罩。一种取名为PROTEUS的Cu-Zn-AI合金，其阻尼性能可与Mn-Cu基合金相媲美，将其做成条片状嵌入其他金属材料中，已成功地在飞机制造业中使用，以降低机舱的噪声。汽轮机叶片等发动机部件、汽车车体、制动装置、变速箱、空气净化器、车轮、铁轨等铁路部件，船舶用发动机旋转部件；空调、洗衣机、变压器防噪声罩壳，音响设备中的喇叭，电唱机转盘轴，家用电器零件，打字机、穿孔机等办公机器等，也都可应用阻尼合金。在不远的将来，机场、泵房、机械加工和铸锻车间，都将因高阻尼和消声材料的广泛应用而成为低噪声或无噪声环境，从而使人们的工作空间、生活质量得到大幅度改善。阻尼合金在噪声控制方面的应用效果见表5。第35页/共40页36合金名称合金名称应用实例应用实例效果效果/dBSonoston潜水艇推进器潜水艇推进器92 87链式搬运机链式搬运机高速纸带穿孔机高速纸带穿孔机14机械过滤器机械过滤器凿岩机钻头凿岩机钻头111 98滚珠轴承滚珠轴承防噪车轮防噪车轮-6Incramute高温静电集成器锤高温静电集成器锤-13 -30圆锯圆锯垃圾粉碎机垃圾粉碎机Silentalloy(消音消音合金合金)DC电磁柱塞电磁柱塞铁道线路修补机铁道线路修补机-4大功率直流电闸大功率直流电闸-2 -4轧制球状石墨轧制球状石墨圆锯圆锯-10Fe-Cr-Al合金合金M133装甲车装甲车(80公里公里/时时)-10表5 阻尼合金的噪声控制方面的应用效果第36页/共40页375.阻尼合金的其他类型(1)金属树脂复合阻尼材料 复合阻尼钢板是在两层钢板之间夹一层聚酸胺系粘弹性高分子树脂。它具有原有钢板的强度，在200以下可作为结构材料应用。由于树脂内部互相摩擦以及界面之间的摩擦，将振动能转换为热能，其衰减系数在10-1，为普碳钢的1000倍，而且有显著的减振降噪效果。粘弹性树脂的选择、膜厚及其均匀性对衰减性能、加工性有很大的影响，树脂层厚度在0.05mm以下，随树脂层厚度的增加，衰减系数提高。树脂的标准厚度为0.1mm左右。从加工性看，一般认为树脂层厚度以薄为好，断裂极限也是厚度越薄越高；而从与振动频率的关系上看，一般衰减复合阻尼钢板的衰减系数在低温范围是随频率的提高而提高，在高温范围内则相反。复合阻尼钢板可应用于抑制共振峰值，提高减振系统的高频隔振效果，降低固体传递噪声，降低轻型构件表面振动和二次激发噪声，增强第37页/共40页38并改善隔声结构的性能。这种钢板在日本已用作楼房的楼梯、压力机的隔音罩、拖拉机的油皿、气缸盖、汽车发动机的外围零部件、雪上运动车的车身，新干线的防音罩和隔音板。现在，日本全国复合阻尼钢板的用量已达3000t左右。如小汽车的隔断发动机室和地板的隔板盘、轮船的船舱壁，均可采用复合阻尼钢板。由于各国对拖拉机和汽车的噪声标准规定越来越严，减振降噪材料的用量将会增加。复合阻尼钢板是很有实用价值和发展前途的减振降噪材料。(2)粉末冶金制品 用粉末冶金方法制造减振降噪合金，具有重要的现实意义。一般是在铁素体相构成的铁基合金粉末中，添加含有铁素体稳定化元素的合金粉末(如铬，铝，铝，硅，钛，钴)烧结而成。粉末冶金多孔材料，它既具有金属材料强度大、耐高温、抗热震，以及导热、导电等优良性能，又具有一定的孔隙度。用这种材料制作消声器，消声效果好、体积小、重第38页/共40页39量轻、结构简单，并能在高温腐蚀条件下工作。这种多孔材料之所以能降低噪声，主要是利用多孔材料的透气性所排放气流经多孔材料过滤，扩散成无数的小气流，使气压大幅度降低，流速也因扩散而减小。此外，多孔材料本身即具有吸声及降低声能的作用。第39页/共40页40感谢您的观看！第40页/共40页