[发明专利]一种改进的铁基阻尼合金和制造方法

说明书

一种改进的铁基阻尼合金和制造方法，通过在Fe‑Cr‑Mo三元体系阻尼合金的成分基础上增加合金化元素Ni、Al、Ti和Nb，能够成倍提高阻尼性能，并获得更好的冲击韧性，更高的抗拉强度和更大的延伸率，从而满足潜艇和舰船相关部件工况要求，以及作为结构阻尼材料进行推广应用。

技术领域

本发明涉及铁基阻尼合金技术，特别是一种改进的铁基阻尼合金和制造方法，通过在Fe-Cr-Mo三元体系阻尼合金的成分基础上增加合金化元素Ni、Al、Ti和Nb，能够成倍提高阻尼性能，并获得更好的冲击韧性，更高的抗拉强度和更大的延伸率，从而满足潜艇和舰船相关部件工况要求，以及作为结构阻尼材料进行推广应用。

背景技术

在科技高速发展的今天，减振降噪对于机械设备的高效运行越来越重要。例如飞机发动机叶片、舰船的螺旋桨以及其他机械部件的高速运行，会给整机系统带来有害的振动和噪声，降低了机器零部件使用寿命，甚至使部件损坏和断裂。而噪声还会刺激人体中枢神经和血管系统，危害人体健康，恶化劳动条件。随着军事行动现代化的不断推进，隐蔽身体从而保存自己和消灭敌人的射击原则已经转化为隐蔽运载工具和隐蔽场所。长期以来潜艇的声隐身技术都是大国军事技术竞争焦点之一。因此，减少振动和噪声已成为当今世界各国急待解决的问题之一。减少和消除有害振动或噪音的途径，不仅在于采用合理的机械机构设计方案，还有赖于改善材料的阻尼性能，即选用高阻尼材料，以阻止和降低振动应力峰的传播，从而消除并减少有害振动和噪音的产生。

Fe-Cr系阻尼合金具有良好的力学性能、加工性能和耐蚀性能、优异的高温阻尼性能，并且阻尼性能在长时间内保持稳定不变，在很宽的振动频率范围内阻尼性能基本上与振动频率无关，可应用于较高的应力振幅水平，即在不同的振动环境或状态下都能发挥出自身良好的阻尼性能。目前Fe-Cr系阻尼合金主要是一种铁素体不锈钢，合金常温下为单相的铁素体组织，在热处理过程中会发生475℃脆化、σ相析出等问题，当钢中含有Mo时，还会出现χ相，严重危害材料的塑韧性，限制了Fe-Cr系合金作为结构阻尼材料的应用范围。Fe-Cr-Mo阻尼合金中的Cr含量为16wt％左右，Mo含量为2.5wt％左右，余量为Fe。本发明人认为，如果在Fe-Cr-Mo三元体系阻尼合金的成分基础上，降低其中Cr的含量和Mo的含量，同时增加合金化元素Ni、Al、Ti和Nb，则有可能改善阻尼性能和其他方面的性能，如冲击韧性，抗拉强度，延伸率等。有鉴于此，本发明人完成了本发明。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种改进的铁基阻尼合金和制造方法，通过在Fe-Cr-Mo三元体系阻尼合金的成分基础上增加合金化元素Ni、Al、Ti和Nb，能够成倍提高阻尼性能，并获得更好的冲击韧性，更高的抗拉强度和更大的延伸率，从而满足潜艇和舰船相关部件工况要求，以及作为结构阻尼材料进行推广应用。

本发明技术方案如下：

一种改进的铁基阻尼合金，其特征在于，在Fe-Cr-Mo三元体系阻尼合金的成分基础上增加合金化元素Ni、Al、Ti和Nb。

所述Cr和Mo的wt％含量之和＝11.4～14.4，所述Ni、Al、Ti和Nb的wt％含量之和＝1.03～3.1，余量为Fe。

一种改进的铁基阻尼合金，其特征在于，包括以下化学元素及其wt％含量：铬Cr＝11～13，镍Ni＝0.5～1.5，铝Al＝0.5～1.5，钼Mo＝0.4～1.4，钛Ti+铌Nb＝0.03～0.1且Ti＞0，Nb＞0，余量为Fe及不可避免的杂质。

所述不可避免的杂质包括碳C，氮N，硫S，以及磷P，以wt％含量计，C+N≤0.02，S+P≤0.02。

所述铁基阻尼合金是通过冶炼、浇铸、锻造和轧制成型后经热处理而制成的具有确定阻尼性能和力学性能的阻尼合金型材。

所述冶炼采用真空感应熔炼炉冶炼。

所述热处理为1080～1120℃保温1小时后随炉冷却。