铁基阻尼合金种类及应用

  铁基阻尼合金具有良好的阻尼性能、力学性能和加工性能,在船舶减振降噪中可发挥重要作用。铁基阻尼合金主要分为铁磁类阻尼合金、层错类阻尼合金和复相类阻尼合金。

  1、铁磁类阻尼合金

  铁磁类阻尼合金主要依靠磁畴壁的不可逆移动产生磁致伸缩,将振动能转化为热能,该类铁基阻尼合金主要包括Fe-Cr系、Fe-Al系铁基阻尼合金等。

  由于钢中的第二相会阻碍磁畴壁的移动,在冶炼轧制中通过奥氏体化形成单一的晶粒,避免晶界、夹杂物、析出相影响磁畴壁移动,减小晶界的面积,增大晶粒尺寸。磁致伸缩除与铁基阻尼合金的内部组织和相有关外,还与钢的矫顽力、弹性模量变量有关,矫顽力阻碍磁致伸缩的进行,而弹性模量变量则与磁致伸缩的大小成正比。

  2、层错类阻尼合金

  层错类阻尼合金主要通过层错滑移的弹性形变将振动能转化为内能,层错类阻尼合金应用较为广泛的是Fe-Mn阻尼合金。Fe-Mn阻尼合金的阻尼值低于Fe-Cr阻尼合金,但强度较高。

  3、复相类阻尼合金

  复相类阻尼合金一般存在着在2相或2相以上的组织,在循环应力的作用下,强度较高的基体相会发生弹性变形,强度较低的第二相发生塑性变形使振动能耗散。

  主要有灰铸铁和其它复相类阻尼合金。但是,由于铸铁及复相类阻尼合金强度不足,并且相比其他铁基阻尼合金,阻尼性能偏低,仅为Fe-Cr系铁基阻尼合金的1/3,甚至于更低。因此在铁基阻尼合金研究方面,发展较为缓慢。

  船舶噪音是影响船舶舒适性的重要因素。减振降噪是当前船舶的发展趋势,铁基阻尼合金可以在不改变船舶原有设计的基础上,显著降低船舶的振动和噪声,提高船舶的舒适度,受到重视。

  展望未来,由于在海洋上使用的特殊需求,铁基阻尼合金不仅需要具备良好的阻尼性能,而且需要具备良好的力学性能和耐海水腐蚀能力,满足舰船的强度要求,适应海洋环境的影响。同时,由于船舶建造技术的发展进步,铁基阻尼合金需要具备良好的焊接和冷加工性能工艺,以满足船舶建造设计要求。