金屬工藝學(xué)論文-鈦合金的制造工藝(參考版)
2025-06-08 19:40本頁面
【正文】 參考文獻(xiàn) [1]楊冠軍；《鈦合金研究和加工技術(shù)的 新進(jìn)展》 2021 年 [2]衛(wèi)爭艷；《鈦合金文件綜述》；《鈦鋼科技》 2021 年第一期 [3]《鈦合金加工新技術(shù)》；維普咨詢網(wǎng)；《工具展望》 2021 年第 4 期 [4]張承宗《金屬腐蝕與保護(hù)》，北京冶金工藝出版社 1985 [5]張喜燕，趙永清《鈦合金的應(yīng)用》化學(xué)工業(yè)出版社 2021 年版 。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。鈦合金具有密度低、比強(qiáng)度高、抗腐蝕性能好、工藝性能好等優(yōu)點(diǎn) ,是較為理想的航天工程結(jié)構(gòu)材料。 刀具材料 切削加工鈦合金應(yīng)從降低切削溫度和減少粘結(jié)兩方面出發(fā)，選用紅硬性好、抗彎強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性能好、與 鈦合金親和性差的刀具材料， YG 類硬質(zhì)合金比較合適。另外，由于鈦合金對刀具材料的化學(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。冷硬現(xiàn)象不僅會(huì)降低零件的疲勞強(qiáng)度，而且能加劇刀具磨損，是切削鈦合金時(shí)的一個(gè)很重要特點(diǎn)。因此，要求工藝系統(tǒng)應(yīng)具有較好的剛性。 (3)單 位面積上的切削力大：主切削力比切鋼時(shí)約小 20％，由于切屑與前刀面的接觸長度極短，單位接觸面積上的切削力大大增加，容易造成崩刃。 (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。鈦合金有如下切削特點(diǎn)： (1)變形系數(shù)?。哼@是鈦合金切削加工的顯著特點(diǎn)，變形系數(shù)小于或接近于 1。 [2] 鈦合金 切削 鈦合金切削特點(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。α +β鈦合金和含有少量α相的亞穩(wěn)β鈦合金可以通過固溶處理和時(shí)效使合金進(jìn)一步強(qiáng)化。 （ 2）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。 鈦合金的熱處理工藝可以歸納為： （ 1）消除應(yīng)力退火：目的是為消除或減少加工過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。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。退火是為了消除內(nèi)應(yīng)力、提高塑性和組織穩(wěn)定性，以獲得較好的綜合性能。中國于 1956 年開始鈦和鈦合金研究； 60年代中期開始鈦材的工業(yè)化生產(chǎn)并研制成 TB2 合金。鈦及其合金已成為一種耐蝕結(jié)構(gòu)材料。 [1] 鈦合金主要用于制作飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)部件，其次為火箭、導(dǎo)彈 和高速飛機(jī)的結(jié)構(gòu)件。世界鈦合金加工材年產(chǎn)量已達(dá) 4 萬余噸 ,鈦合金牌號(hào)近 30 種。鈦的工業(yè)化生產(chǎn)是 1948 年開始的。另外，鈦合金的工藝性能差，切削加工困難，在熱加工中，非常容易吸收氫氧氮碳等雜質(zhì)。鈦合金的彈性模量約為鋼的1/2，故其剛性差、易變形，不宜制作細(xì)長桿和薄壁件，切削時(shí)加工表面的回彈量很大，約為不銹鋼的 2～ 3 倍，造成刀具后刀面的劇烈摩擦、粘附、粘結(jié) 磨損。鈦的化學(xué)親和性也大，易與摩擦表面產(chǎn) 生粘附現(xiàn)象。含碳量大于 ％時(shí)，會(huì)在鈦合金中形成硬質(zhì) TiC；溫度較高時(shí)，與N 作用也會(huì)形成 TiN 硬質(zhì)表層；在 600℃以上時(shí) ，鈦吸收氧形成硬度很高的硬化層；氫含量上升，也會(huì)形成脆化層。因此，鈦合金也是一種重要的低溫結(jié)構(gòu)材料。 (4)低溫性能好 鈦合金在低溫和超低溫下，仍能保持其力學(xué)性能。 鈦合金 (3)抗蝕性好 鈦合金在潮濕的大氣和海水介質(zhì)中工作，其抗蝕性遠(yuǎn)優(yōu)于不銹鋼；對點(diǎn)蝕、酸蝕、應(yīng)力腐蝕的 抵抗力特別強(qiáng)；對堿、氯化物、氯的有機(jī)物品、硝酸、硫酸等有優(yōu)良的抗腐蝕能力。 (2)熱強(qiáng)度高 使用溫度比鋁合金高幾百度，在中等溫度下仍能保持所要求的強(qiáng)度，可在450500℃的溫度下長期工作這兩類鈦合金在 150℃ 500℃范圍內(nèi)仍有很高的
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