有色金属及其合金最新教程.ppt

有色金属及其选用 ;引言;有色金属及其合金与钢铁相比，具有许多特性： ☆ Al，Mg，Ti及其合金密度小 ☆ Au，Cu，Ag及其合金导电性好 ☆ Ni，Mo，Nb，Co及其合金耐高温 ☆ Cr，Ni，Ti及合金具有优良的耐蚀性;▲ 有色金属及其合金的应用越来越多，在国 民经济中占越来越重要地位。; ;▲ 镁合金在“3C”产品的应用近年来急剧增 长（年递增20%）。;▲钛及其合金在航天、航空、化工等领域应用 越来越多。;21世纪金属--钛;钛合金眼镜;具有记忆功能的眼镜框架;钛合金外壳的电脑;;;8.1 钛及钛合金 一、概 述 钛及钛合金具有重量轻、比强度高、耐高温、耐腐蚀以及良好低温韧性等优点，同时资源丰富，所以有着广泛应用前景。但目前钛及钛合金的加工条件复杂，成本较昂贵，在很大程度上限制了它们的应用。 钛的化学活性极高，高温下能同许多元素发生强烈反应而受污染，故不能用常规方法熔铸，只能用真空电弧炉熔铸。 钛的焊接和部分热处理皆应在真空或惰性气体中进行。;钛及钛合金的性能特点;钛及钛合金的性能特点;钛及钛合金具有许多优点。 首先是其比强度高于其它合金； 其次是具有较高的抗蚀性，特别是在海水和含氨介质中，抗蚀性尤其突出。 另外，钛及钛合金的耐热性也比铝合金和镁合金高，目前实际应用的热强钛合金工作温度可达400～500℃。 从20世纪50年代开始，在较短的时间内，钛工业获得了迅速发展。尤其在航空航天工业中，应用范围及数量日益增长，并正在迅速取代某些铝合金、镁合金及钢等制造各种构件。此外，钛及钛合金在机械工程、生物医学、海洋工程、化工、冶金、建材及一般民用工业中的应用也有逐年增长之势。 ; 钛在地壳中的储量仅次于铝、铁、镁而居第四位。在我国，钛的资源十分丰富，虽然开展钛及钛合金的研究与应用工作起步较晚，但已取得了可观的进步。预计到2010年，供国内工业生产用的海绵钛产量可居世界前列。 我国在航空工业中应用钛合金始于20世纪60年代初期。目前钛及钛合金已广泛应用或准备应用于制造飞机上的隔热罩、整流罩、导风罩、蒙皮、框类、支臂构件及发动机中的压气机盘、叶片及机匣等。 钛的化学性十分活泼，熔点高，冶炼制取工艺复杂且价格昂贵，这使得钛及钛合金的发展与应用受到了一定限制。随着科学技术的不断进步，这些问题正在不断被解决，钛及钛合金由于其所具有的优异特性，必将发展成为能够得到普遍应用的重要结构材料。; 钛在地壳中的储量仅次于铝、铁、镁而居第四位。在我国，钛的资源十分丰富，虽然开展钛及钛合金的研究与应用工作起步较晚，但已取得了可观的进步。预计到2010年，供国内工业生产用的海绵钛产量可居世界前列。 我国在航空工业中应用钛合金始于20世纪60年代初期。目前钛及钛合金已广泛应用或准备应用于制造飞机上的隔热罩、整流罩、导风罩、蒙皮、框类、支臂构件及发动机中的压气机盘、叶片及机匣等。 钛的化学性十分活泼，熔点高，冶炼制取工艺复杂且价格昂贵，这使得钛及钛合金的发展与应用受到了一定限制。随着科学技术的不断进步，这些问题正在不断被解决，钛及钛合金由于其所具有的优异特性，必将发展成为能够得到普遍应用的重要结构材料。; 一、纯 钛 1、纯钛的特性 钛的原子序数为22，主要物理性能见表。钛的主要特点是熔点高，导热性差，与铁、镍相比，密度较低，线胀系数较小，弹性模量也较低。 固态钛在882.5℃具有α~β同素异构转变： 在882.5℃以下为α钛，具有密排六方晶格； 自882.5℃直到熔点温度为β钛，具有体心立方晶格。 钛的化学活性极高，高温下能同许多元素发生强烈反应而受污染，故不能用常规方法熔铸，只能用真空电弧炉熔铸。; ;纯钛在较多的介质中有很强的耐蚀性： 在中性及氧化性介质中的耐蚀性很强； 钛在海水中的抗蚀性优于不锈钢及铜合金； 在碱溶液及大多数有机酸中也很耐蚀； 纯钛一般只发生均匀腐蚀，不发生局部和晶界腐蚀现象，其抗腐蚀疲劳性能也较好。 钛极易吸氢而产生氢脆，但可利用这一特点，制成以钛为主要成分的储氢材料。;钛在550℃以下空气中能形成致密的氧化膜，并具有较高的稳定性。但温度高于550℃后，空气中的氧能迅速穿过氧化膜向内扩散使基体氧化，这是目前钛及钛合金不能在更高温度下使用的主要原因之一。 钛的导热性差，摩擦因数大，切削加工时易粘刀，刀具温升快。因而切削加工性能较差，应使用特定刀具切削。 钛的耐磨性能也较差； 钛具有较高的表面缺口敏感性。; 2、杂质对纯钛的影响 高纯钛的塑性很好，强度不高，其等轴a组织的σb=216～255MPa，σ0.2=118～167MPa，δ=50％～60％，ψ=70％～80％，αk