高阻尼銅合金

2022-12-28 10:36:02 字數 909 閱讀 7829

高阻尼銅合金(high damping copper alloy)具有較高減振降噪功能的銅合金。乙個自由振動的固體,在與外界隔絕和真空的條件下,其振動振幅會逐漸衰減,直至靜止,這就是固體的阻尼特性。高阻尼合金則是由於合金內部特有的組織結構,具有將振動機械能轉化為熱能的本領。

工程上常用比阻尼sdc來表示材料阻尼本領的大小,其計算公式為

式中sdc為英文specific damping capacity (比阻尼)的縮寫,wn和wn+1為相鄰兩個振動的振幅。

錳銅合金、銅鋅鋁和銅鋁鎳合金為人們研究較多的高阻尼銅合金,其減振降噪功能與合金內部馬氏體相內的微孿晶結構相關。但目前已投入實際應用的僅為錳銅合金。高錳(mn≥75%)合金,其馬氏體相變溫度壇在室溫以上,馬氏體組織較穩定,合金具有較高的比阻尼。

但在製備工藝、耐蝕性等方面存在一系列的問題。20世紀70~80年代,美、英、前蘇聯等國在中錳(40%~60%mn)合金的研究和開發上取得了一定的進展。中錳合金的馬氏體相變點在室溫以下,但採用淬火(800℃)和時效(400~450℃)熱處理來培養合金內部一定數量的富錳區域,由富錳區完成馬氏體相變和反鐵磁性轉變,該相結構保證合金的阻尼特性。

而合金內部與富錳區並存的是一定數量的貧錳區,該組織保證了合金的加工與焊接工藝效能。科學工作者還在錳銅二元合金基礎上新增適量的鋁、鉻、鐵和鎳等元素,進一步穩定合金的馬氏體相並提高其耐蝕性能。國際上有兩種商業牌號的高阻尼錳銅合金,有英國開發的鑄造型sonoston,已試用於潛艇螺旋槳;美國開發的變形incramute,可用於電機機殼、基座、齒輪構件、船艙隔板等需要減振的構件。

90年代中國研究開發出主成分介於incramute和sonoston之間的阻尼錳銅合金,除其力學效能和阻尼係數達到國際現行合金外,其阻尼特性具有更好的長時穩定性,適用於製造需要減振降噪的船舶電動機座、礦山機械、冶金廠傳輸履帶等。sonoston和iincramute的標定成分,主要效能和用途見表。

銅合金知識

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