金屬工藝學(xué)論文-wenkub.com
2025-06-04 04:56 本頁(yè)面
【正文】 由于鈦及其合金的優(yōu)異抗蝕性能，良好的力學(xué)性能，以及合格的組織相容性，使它用于制作假體裝置等生物材料。波音757客機(jī)的結(jié)構(gòu)件，鈦合金約占5%，用量達(dá)3640 kg。輕合金、鋼等的（）與溫度的關(guān)系，鈦合金的比強(qiáng)高于其他輕金屬、鋼和鎳合金，并且這一優(yōu)勢(shì)可以保持到500oC左右，因此某些鈦合金適于制造燃?xì)廨啓C(jī)部件。研究范圍還包括鈦合金的成形技術(shù)、粉末冶金技術(shù)、快速凝固技術(shù)、鈦合金的軍用和民用等。若一旦著火，應(yīng)采用滑石粉、石灰石粉末、干砂等滅火器材進(jìn)行撲滅，嚴(yán)禁使用四氯化碳、二氧化碳滅火器，也不能澆水，因?yàn)樗芗铀偃紵?，甚至?dǎo)致氫爆炸。(4)禁止使用鉛或鋅基合金制作的工、夾具與鈦合金接觸，銅、錫、鎘及其合金也同樣禁止使用。如用天然金剛石刀具在乳化液冷卻的條件下，切削速度可達(dá)200m/min；若不用切削液，在同等磨損量時(shí)，允許的切削速度僅為100m/min。由于高速鋼的耐熱性差，因此應(yīng)盡量采用硬質(zhì)合金制作的刀具。(5)刀具易磨損：毛坯經(jīng)過(guò)沖壓、鍛造、熱軋等方法加工后，形成硬而脆的不均勻外皮，極易造成崩刃現(xiàn)象，使得切除硬皮成為鈦合金加工中最困難的工序。同時(shí)，由于鈦合金的彈性模量小，加工時(shí)在徑向力作用下容易產(chǎn)生彎曲變形，引起振動(dòng)，加大刀具磨損并影響零件的精度。切屑在前刀面上滑動(dòng)摩擦的路程大大增大，加速刀具磨損。此外，為了滿足工件的特殊要求，工業(yè)上還采用雙重退火、等溫退火、β熱處理、形變熱處理等金屬熱處理工藝。防止在一些腐蝕環(huán)境中的化學(xué)侵蝕和減少變形。通常α合金和（α＋β）合金退火溫度選在（α＋β）─→β相轉(zhuǎn)變點(diǎn)以下120～200℃；固溶和時(shí)效處理是從高溫區(qū)快冷,以得到馬氏體α′相和亞穩(wěn)定的β相,然后在中溫區(qū)保溫使這些亞穩(wěn)定相分解，得到α相或化合物等細(xì)小彌散的第二相質(zhì)點(diǎn)，達(dá)到使合金強(qiáng)化的目的。此外還用于生產(chǎn)貯氫材料和形狀記憶合金等。使用最廣泛的鈦合金是Ti6Al4V(TC4)，(TA7)和工業(yè)純鈦（TATA2和TA3）。還有抗磨性差，生產(chǎn)工藝復(fù)雜。(6)導(dǎo)熱系數(shù)小、彈性模量小鈦的導(dǎo)熱系數(shù)λ=（）約為鎳的1/4，鐵的1/5，鋁的1/14，而各種鈦合金的導(dǎo)熱系數(shù)比鈦的導(dǎo)熱系數(shù)約下降50％。(5)化學(xué)活性大鈦的化學(xué)活性大，與大氣中O、N、H、CO、CO水蒸氣、氨氣等產(chǎn)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)。但鈦對(duì)具有還原性氧及鉻鹽介質(zhì)的抗蝕性差。在飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件、骨架、蒙皮、緊固件及起落架等都使用鈦合金。鈦合金 性能鈦合金鈦是一種新型金屬，鈦的性能與所含碳、氮、氫、氧等雜質(zhì)含量有關(guān)，％，但其強(qiáng)度低、塑性高。鈦合金按用途可分為耐熱合金、高強(qiáng)合金、耐蝕合金（鈦鉬，鈦鈀合金等）、低溫合金以及特殊功能合金（鈦鐵貯氫材料和鈦鎳記憶合金）等。α+β鈦合金它是雙相合金，具有良好的綜合性能，組織穩(wěn)定性好，有良好的韌性、塑性和高溫變形性能，能較好地進(jìn)行熱壓力加工，能進(jìn)行淬火、時(shí)效使合金強(qiáng)化。％以下。氧、氮、碳和氫是鈦合金的主要雜質(zhì)。其中鋁是鈦合金主要合金元素，它對(duì)提高合金的常溫和高溫強(qiáng)度、降低比重、增加彈性模量有明顯效果。最近，TiAl3為基的鈦合金開(kāi)始引起注意，如Ti65Al10Ni合金[1]。鈦鋁化合物為基的鈦合金 與一般鈦合金相比，鈦鋁化合物為基鈉Ti3Al（α2）和TiAl（γ）金屬間化合物的最大優(yōu)點(diǎn)是高溫性能好（最高使用溫度分別為816和982℃）、抗氧化能力強(qiáng)、抗蠕變性能好和重量輕（密度僅為鎳基高溫合金的1/2），這些優(yōu)點(diǎn)使其成為未來(lái)航空發(fā)動(dòng)機(jī)及飛機(jī)結(jié)構(gòu)件最具競(jìng)爭(zhēng)力的材料[26]。、IMI834合金；美國(guó)的Ti1100合金；俄羅斯的BT18Y、BT36合金等。編輯本段新進(jìn)展 近年來(lái)，各國(guó)正在開(kāi)發(fā)低成本和高性能的新型鈦合金，努力使鈦合金進(jìn)入具有巨大市場(chǎng)潛力的民用工業(yè)領(lǐng)域陽(yáng)。 (5)與鈦合金接觸的所有工、夾具或其他裝置都必須潔凈；經(jīng)清洗過(guò)的鈦合金零件，要防止油脂或指印污染，否則以后可能造成鹽(氯化鈉)的應(yīng)力腐蝕。注意事項(xiàng) 在切削鈦合金的過(guò)程中，應(yīng)注意的事項(xiàng)有： (1)由于鈦合金的彈性模量小，工件在加工中的夾緊變形和受力變形大，會(huì)降低工件的加工精度；工件安裝時(shí)夾緊力不宜過(guò)大，必要時(shí)可增加輔助支承。常用的硬質(zhì)合金刀具材料有YGYGYG6X、YG6A、8164YS2T和YD15等。另外，由于鈦合金對(duì)刀具材料的化學(xué)親和性強(qiáng)，在切削溫度高和單位面積上切削力大的條件下，刀具很容易產(chǎn)生粘結(jié)磨損。因此，要求工藝系統(tǒng)應(yīng)具有較好的剛性。 (2)切削溫度高：由于鈦合金的導(dǎo)熱系數(shù)很小(只相當(dāng)于45號(hào)鋼的1/5～1/7)，切屑與前刀面的接觸長(zhǎng)度極短，切削時(shí)產(chǎn)生的熱不易傳出，集中在切削區(qū)和切削刃附近的較小范圍內(nèi)，切削溫度很高。編輯本段切削切削特點(diǎn) 鈦合金的硬度大于HB350時(shí)切削加工特別困難，小于HB300時(shí)則容易出現(xiàn)粘刀現(xiàn)象，也難于切削。 ?。?）完全退火：目的是為了獲得好的韌性，改善加工性能，有利于再加工以及提高尺寸和組織的穩(wěn)定性。通常(α＋β)合金的淬火在(α＋β)─→β相轉(zhuǎn)變點(diǎn)以下40～100℃進(jìn)行，亞穩(wěn)定β合金淬火在(α＋β)─→β相轉(zhuǎn)變點(diǎn)以上40～80℃進(jìn)行。人造地球衛(wèi)星、登月艙、載人飛船和航天飛機(jī) 也都使用鈦合金板材焊接件。C增加到500～600176。70年代起，民用機(jī)開(kāi)始大量使用鈦合金，如波音747客機(jī)用鈦量達(dá)3640公斤以上。 鈦合金是航空航天工業(yè)中使用的一種新的重要結(jié)構(gòu)材料，比重、強(qiáng)度和使用溫度介于鋁和鋼之間，但比強(qiáng)度高并具有優(yōu)異的抗海水腐蝕性能和超低溫性能。60年代中期，鈦及其合金已在一般工業(yè)中應(yīng)用，用于制作電解工業(yè)的電極，發(fā)電站的冷凝器，石油精煉和海水淡化的加熱器以及環(huán)境污染控制裝置等。航空工業(yè)發(fā)展的需要，使鈦工業(yè)以平均每年約 8％的增長(zhǎng)速度發(fā)展。編輯本段用途 鈦合金具有強(qiáng)度高而密度又小，機(jī)械性能好，韌性和抗蝕性能很好。～ mm，硬化程度為20％～30％。低溫性能好,間隙元素極低的鈦合金,如TA7,在253℃下還能保持一定的塑性。鈦合金的工作溫度可達(dá)500℃，鋁合金則在200℃以下。強(qiáng)度高 ，僅為鋼的60％，純鈦的強(qiáng)度才接近普通鋼的強(qiáng)度，一些高強(qiáng)度鈦合金超過(guò)了許多合金結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)度。 熱處理 鈦合金
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