金屬工藝學(xué)論文-在線瀏覽
2025-07-25 04:56本頁面
【正文】 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％。編輯本段用途 鈦合金具有強度高而密度又小，機械性能好，韌性和抗蝕性能很好。還有抗磨性差，生產(chǎn)工藝復(fù)雜。航空工業(yè)發(fā)展的需要，使鈦工業(yè)以平均每年約 8％的增長速度發(fā)展。使用最廣泛的鈦合金是Ti6Al4V(TC4),(TA7)和工業(yè)純鈦（TATA2和TA3）。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。此外還用于生產(chǎn)貯氫材料和形狀記憶合金等。 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、強度和使用溫度介于鋁和鋼之間，但比強度高并具有優(yōu)異的抗海水腐蝕性能和超低溫性能。60年代開始鈦合金的使用部位從后機身移向中機身、部分地代替結(jié)構(gòu)鋼制造隔框、梁、襟翼滑軌等重要承力構(gòu)件。70年代起，民用機開始大量使用鈦合金，如波音747客機用鈦量達3640公斤以上。又如，美國SR71 高空高速偵察機(飛行馬赫數(shù)為3，飛行高度26212米)，鈦占飛機結(jié)構(gòu)重量的93％，號稱“全鈦”飛機。C增加到500～600176。70年代，鈦合金在航空發(fā)動機中的用量一般占結(jié)構(gòu)總重量的20％～30％，主要用于制造壓氣機部件，如鍛造鈦風(fēng)扇、壓氣機盤和葉片、鑄鈦壓氣機機匣、中介機匣、軸承殼體等。人造地球衛(wèi)星、登月艙、載人飛船和航天飛機 也都使用鈦合金板材焊接件。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。通常(α＋β)合金的淬火在(α＋β)─→β相轉(zhuǎn)變點以下40～100℃進行，亞穩(wěn)定β合金淬火在(α＋β)─→β相轉(zhuǎn)變點以上40～80℃進行。 總結(jié)，鈦合金的熱處理工藝可以歸納為： ?。?）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。 ?。?）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。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效使合金進一步強化。編輯本段切削切削特點 鈦合金的硬度大于HB350時切削加工特別困難，小于HB300時則容易出現(xiàn)粘刀現(xiàn)象，也難于切削。鈦合金有如下切削特點： (1)變形系數(shù)?。哼@是鈦合金切削加工的顯著特點，變形系數(shù)小于或接近于1。 (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號鋼的1/5～1/7)，切屑與前刀面的接觸長度極短，切削時產(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。 (3)單位面積上的切削力大：主切削力比切鋼時約小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。因此，要求工藝系統(tǒng)應(yīng)具有較好的剛性。冷硬現(xiàn)象不僅會降低零件的疲勞強度，而且能加劇刀具磨損，是切削鈦合金時的一個很重要特點。另外，由于鈦合金對刀具材料的化學(xué)親和性強，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。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。常用的硬質(zhì)合金刀具材料有YGYGYG6X、YG6A、8164YS2T和YD15等。 采用金剛石和立方氮化硼作刀具切削鈦合金，可取得顯著效果。注意事項 在切削鈦合金的過程中，應(yīng)注意的事項有： (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，會降低工件的加工精度；工件安裝時夾緊力不宜過大，必要時可增加輔助支承。 (3)切削液中的氯化物使用時還可能分解或揮發(fā)有毒氣體，使用時宜采取安全防護措施，否則不應(yīng)使用；切削后應(yīng)及時用不含氯的清洗劑徹底清洗零件，清除含氯殘留物。 (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。為了避免火災(zāi)，除大量澆注切削液之外，還應(yīng)防止切屑在機床上堆積，刀具用鈍后立即進行更換，或降低切削速度，加大進給量以加大切屑厚度。編輯本段新進展 近年來，各國正在開發(fā)低成本和高性能的新型鈦合金，努力使鈦合金進入具有巨大市場潛力的民用工業(yè)領(lǐng)域陽。高溫鈦合金 世界上第一個研制成功的高溫鈦合金是Ti6Al4V，使用溫度為300350℃。、IMI834合金；美國的Ti1100合金；俄羅斯的BT18Y、BT36合金等。 近幾年國外把采用快速凝固／粉末冶金技術(shù)、纖維或顆粒增強復(fù)合材料研制鈦合金作為高溫鈦合金的發(fā)展方向，使鈦合金的使用溫度可提高到650℃以上[1,27,29,31]。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)點是高溫性能好（最高使用溫度分別為816和982℃）、抗氧化能力強、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)點使其成為未來航空發(fā)動機及飛機結(jié)構(gòu)件最具競爭力的材料[26]。其他近年來發(fā)展的Ti3Al為基的鈦合金有Ti24Al11Nb、Ti25Al17Nb1Mo和Ti25Al10Nb3V1Mo等[29]。最近，TiAl3為基的鈦合金開始引起注意，如Ti65Al10Ni合金[1]。β型鈦合金具有良好的冷熱加工性能，易鍛造，可軋制、焊接，可通過固溶時效處理獲得較高的機械性能、良好的環(huán)境抗力及強度與斷裂韌性的很好配合。其中鋁是鈦合金主要合金元素，它對提高合金的常溫和高溫強度、降低比重、增加彈性模量有明顯效果。前者有鉬、鈮、釩等；后者有鉻、錳、銅、鐵、硅等。氧、氮、碳和氫是鈦合金的主要雜質(zhì)。％％以下。％以下。鈦合金 分類α鈦合金鈦合金它是α相固溶體組成的單相合金，不論是在一般溫度下還是在較高的實際應(yīng)用溫度下，均是α相，組織穩(wěn)定，耐磨性高于純鈦，抗氧化能力強。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，能較好地進行熱壓力加工，能進行淬火、時效使合金強化。三種
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