【正文】 南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院 052系系機械制造技術(shù)Mechanical Manufacturing Technology（ 切削原理與刀具： Cutting Principle Cutting Tools）第七章 難加工材料與結(jié)構(gòu)的加工技術(shù)南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院 052系系本章內(nèi)容l *（ 1學(xué)時）l l 1）難加工材料的分類l 2）難加工材料的應(yīng)用l 難加工結(jié)構(gòu)l 難加工材料的加工技術(shù)（ 2學(xué)時）l 鈦合金加工l 高溫合金加工l 不銹鋼加工l 高強度鋼和超高強度鋼的加工l 復(fù)合材料加工l 脆性材料加工l 難加工結(jié)構(gòu)的加工技術(shù)（ 1學(xué)時）l l 葉片及渦輪盤加工l 南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院 052系系難加工材料與結(jié)構(gòu)概述l ： 難加工材料是指難以進行切削加工的材料，即切削加工性差的材料。切削加工性等級代號 5級以上的材料均屬于難加工材料。從材料的物理力學(xué)性能看，硬度高于 250HBS、強度 σb、延伸率 δ30％、沖擊值 ak 105J/m導(dǎo)熱系數(shù) k（ m?℃ ）的均屬難加工材料之列。 l ：l 1）難加工材料l 1）難加工材料的分類l 2）難加工材料的應(yīng)用l 2） 難加工結(jié)構(gòu)南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院 052系系難加工材料與結(jié)構(gòu)概述－分類l l l l l l 南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院 052系系難加工材料與結(jié)構(gòu)概述－分類l 鈦是同素異構(gòu)體，熔點為 1720℃ ，在低于 882℃ 時呈密排六方晶格結(jié)構(gòu)，稱為 α鈦，在 882℃ 以上呈體心立方晶格結(jié)構(gòu)，稱為 β鈦。利用鈦的上述兩種結(jié)構(gòu)特點，添加適當?shù)暮辖鹪兀ㄈ绫?），使其相變溫度及相分含量改變而得到不同類型的鈦合金。室溫下，鈦合金有 3種基體組織，因此分為 3類： 1） α相鈦合金（用 TA表示）； 2） β相鈦合金（用 TB表示）； 3） α+β相鈦合金（用 TC表示）。其中最常用的是 α鈦合金和 α+β鈦合金， α鈦合金切削加工性能最好， α?β鈦合金次之， β鈦合金最差。 南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院 052系系難加工材料與結(jié)構(gòu)概述－分類鈦合金－性能l （ 1）比強度高 鈦合金的密度在 103kg/cm3左右，僅為鋼的 60％， l （ 2）熱強度高 鈦合金熱穩(wěn)定性好、高溫強度高。在300～ 500℃ 下， 其強度約比鋁合金高 10倍。 l （ 3）抗蝕性好 鈦合金在潮濕的大氣和海水介質(zhì)中工作，其抗蝕性優(yōu)于 不銹鋼 南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院 052系系難加工材料與結(jié)構(gòu)概述－分類l （ 4）低溫性能好 鈦合金在低溫和超低溫下能保持力學(xué)性能。l （ 5）化學(xué)活性大 鈦的化學(xué)活性大，與大氣中的O N H CO、 CO水蒸氣、氨氣等均產(chǎn)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)。 l （ 6）導(dǎo)熱性差 鈦的導(dǎo)熱系數(shù)低，約為 Ni的 1/4，F(xiàn)e的 1/5， Al的 1/14 l （ 7）彈性模量小 鈦的彈性模量為 ，約為鋼的 1/2 南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院 052系系難加工材料與結(jié)構(gòu)概述－分類l ：高溫合金又稱耐熱合金或熱強合金，它是多組元的復(fù)雜合金，以鐵、鎳、鈷、鈦等為基，能在 600～ 1000℃ 的高溫氧化環(huán)境及燃氣腐蝕條件下工作，而且還可以在一定應(yīng)力作用下長期工作，具有優(yōu)良的熱強性能、熱穩(wěn)定性能和熱疲勞性能。南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院 052系系難加工材料與結(jié)構(gòu)概述－分類l ： 1）按合金基體元素種類來分，可分為鐵基、鎳基和鈷基合金三類，目前使用的鐵基合金含鎳量高達 25％～ 60％，這類鐵基合金有時又稱為鐵鎳基合金； 2）根據(jù)合金強化類型不同，高溫合金可分為固溶強化型合金和時效沉淀強化型合金，不同強化型的合金有不同的熱處理制度； 3）根據(jù)合金材料成形方式的不同，高溫合金可分為變形合金、鑄造合 金和粉末冶金合金三類。此外，按使用特性，高溫合金又可分為高強度合金、高屈服強度合金、抗松弛合金、低膨脹合金、抗熱腐蝕合金等。 南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院 052系系難加工材料與結(jié)構(gòu)概述－分類 l ： 不銹鋼是指在大氣中或在某些腐蝕性介質(zhì)中具有一定耐腐蝕能力的鋼種。l ： 按其成分可分為鉻不銹鋼和鉻鎳不銹鋼兩大類。按其內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)可分為以下幾類：l （ 1）馬氏體不銹鋼 含鉻量為 12％～ 17％，含碳量為％～ 。常用牌號有 1Cr1 2 Cr1 3 Cr1 4 Cr13等。南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院 052系系難加工材料與結(jié)構(gòu)概述－分類l （ 2）鐵素體不銹鋼 含鉻量 16％～ 30％。常用牌號有0Cr1 1Cr14S、 1Cr1 1Cr2 0Cr17Ti、1Cr17Ti、 1Cr17Mo2Ti等。l （ 3）奧氏體不銹鋼 合鉻量為 12％～ 25％，含鎳量為7％～ 20％（或高于 20％），常用牌號為 1Cr18Ni9Ti、 0Cr18Ni 1Cr18Ni9等。l （ 4）奧氏體一鐵素體不銹鋼 常用牌號有 1Cr18Ni11Si、 4AlTi等。l （ 5）沉淀硬化型不銹鋼 常用牌號有 0Cr17Ni4Cu4Nb、 0Cu17Ni7Al等。 南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院 052系系難加工材料與結(jié)構(gòu)概述－分類l 1）高強度和超高強度鋼為具有一定合金含量的結(jié)構(gòu)鋼。它們的原始強度、硬度并不太高，但經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理（一般為淬火和中溫回火），可獲得較高或很高的強度。通常把調(diào)質(zhì)后 σb、 σs1GPa的鋼稱為高強度鋼；把調(diào)質(zhì)后 σb、 σs超高強度鋼。它們的硬度在 35～ 50HRC之間。加工這兩種鋼時，粗加工一般在調(diào)質(zhì)前進行，而精加工、半精加工及部分粗加工則在調(diào)質(zhì)后進行。南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院 052系系難加工材料與結(jié)構(gòu)概述－分類l 2）高強度鋼一般為低合金鋼，合金元素的總含量不超過 60%，有 Cr鋼、 CrNi鋼、 CrSi鋼、 CrMn鋼、 CrMnSi鋼、 CrNiMo鋼、 CrMo鋼、 SiMn鋼等。超高強度鋼視其合金量的不同，可分低合金超高強度鋼、中合金超高強度鋼和高合金超高強度鋼。南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院 052系系難加工材料與結(jié)構(gòu)概述－分類 l ： 復(fù)合材料是由兩種或兩種以上的物理和化學(xué)性質(zhì)不同的物質(zhì)人工制成的多相組成固體材料，是由增強相和基體相復(fù)合而成的，并形成界面相。增強相主要是承載相，基體相主要是連接相，界面相的主要作用是傳遞載荷，三者的不同組分和不同復(fù)合工藝使復(fù)合材料具有不同的性能。南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院南京航