第七章：有色金属及其合金案例.ppt

* (1) ?型钛合金 主加元素为铝，还有锡、硼等。 不能热处理强化，通常在退火状态下使用，组织为单相?固溶体。 强度低于其他两类钛合金，但高温强度、低温韧性及耐蚀性优越。 钛合金氢泵诱导轮 钛合金氢泵壳体 * 常用牌号有TA5、TA7等 主要用于制造500℃以下工作的零件，如飞机压气机叶片、导弹的燃料罐、超音速飞机的蜗轮机匣及飞船上的高压低温容器等。 钛合金卫星框架 钛合金液下泵 * (2) ?型钛合金 加入的合金元素有钼、铬、钒、铝等。 经淬火加时效处理后，组织为?相基体上分布着细小的?相粒子。 合金强度高，但冶炼工艺复杂，应用受到限制。 钛合金管 钛合金管应用 * ?型钛合金有TB1、TB2两个牌号。实际获得应用的仅有TB2一种。 主要用于350℃以下工作的结构件和紧固件，如飞机压气机叶片、轴、弹簧、轮盘等。 钛合金棒 β钛合金眼镜架 * (3) ?+?型钛合金 加入的合金元素有铝、钒、 钼、铬等。 可进行热处理强化，强度高，塑性好，具有良好的热强性、耐蚀性和低温韧性。 钛合金列管式换热器 * ?+?型钛合金以TC4（Ti-6Al-4V）应用最广、用量最大，其经过淬火加时效处理后，组织为?+?+时效析出的针状?。 α+β钛合金组织 α+β钛合金组织（电镜） * ?+?型钛合金主要用于制造400℃以下工作的飞机压气机叶片、火箭发动机外壳、火箭和导弹的液氢燃料箱部件及舰船耐压壳体等。 飞机发动机叶片、盘 涡喷13AⅡ发动机 * §7-2-4 钛及钛合金的热处理 主要热处理方式：退火、淬火、时效。 (1)退火 消除应力退火：目的是消除工业纯钛和钛合金零 件加工或焊接后的内应力。退火温度一般为 450℃～650℃，保温1～4小时，空冷。再结晶退火：目的是消除加工硬化。对于纯钛一 般用550℃～690℃温度，而钛合金用750℃～ 800℃，保温1～3小时，空冷。 * (2)淬火、时效处理 α钛合金一般不进行淬火和时效处理，β钛合金和（α＋β）钛合金可进行淬火时效处理提高强度、硬度。 钛合金的淬火温度一般选在α＋β两相区的上部范围，淬火后部分α保留下来，细小的β相变成介稳定β相或α′相或两者均有（决定于β稳定化元素的含量），经时效后可获得好的综合机械性能。 一般淬火温度为760℃～950℃，保温5～60分，水中冷却。钛合金的时效温度一般在450℃～550℃之间，时间为几小时至几十小时。 * 第7章 有色金属及其合金 * 在工业生产中，通常把铁及其合金称为黑色金属，把其它非铁金属及其合金称为有色金属。 * 与钢铁等黑色金属材料相比，有色金属具有许多优良的特性，是现代工业中不可缺少的材料，在国民经济中占有十分重要的地位。 例如，铝、镁、钛等具有相对密度小，比强度高的特点，因而广泛应用于航空、航天、汽车、船舶等行业； 银、铜、铝等具有优良导电性和导热性的材料广泛应用于电器工业和仪表工业； 铀、钨、钼、镭、钍、铍等是原子能工业所必需的材料，等等。 * §7-1 铝及铝合金 §7-1-1 工业纯铝 纯铝是一种银白色的轻金属，熔点为660℃，具有面心立方晶格，没有同素异构转变。纯铝的密度小（只有2.72g/cm3）；导电性好，仅次于银、铜和金；导热性好，比铁几乎大三倍。 纯铝化学性质活泼，在大气中极易与氧作用，在表面形成一层牢固致密的氧化膜，可以阻止进一步氧化，从而使它在大气和淡水中具有良好的抗蚀性。 * 铝合金既具有高强度又保持纯铝的优良特性。 铝合金常加入的元素主要有Cu、Mn、Si、Mg、Zn等，此外还有Cr、Ni、Ti、Zr、稀土等辅加元素。 铝合金型材 铝铸件 铝合金丝 * §7-1-2 铝合金的分类 铝合金一般具有有限固溶型共晶相图。可将铝合金分为形变铝合金和铸造铝合金两大类。形变铝合金又分为可热处理强化和不可热处理强化两类。 * 铸造铝合金，则是将熔融的合金液直接浇入铸型中获得成型铸件，要求合金应具有良好的铸造性能，如流动性好、收缩小、抗热裂性高。 形变铝合金，是指合金经熔化后浇成铸锭，再经压力加工（锻造、扎制、挤压等）制成板材、带材、棒材、管材、线材以及其它各种型材，要求具有较高的塑性和良好的工艺成型性能。 * §7-1-3 铝合金的热处理 可热处理强化形变铝合金的 热处理方法:固溶处理+时效。 固溶处理是指将合金加热单相区恒温保持，形成单相固溶体，然后快速冷却，室温下得到过饱和固溶体组织的工艺。 固溶处理后的铝合金在室温下放置一定时间或稍许（低温）加热，从过饱和固溶体中析出弥散强化相，使铝合金的强度和硬度明显提高，这种合金的性能随时间而变化的现象称为时效。 * 室温下进行的时效称自然时效(N