鈦合金熱處理

1、實用標(biāo)準(zhǔn)文案第十三章有色金屬及合金內(nèi)容提要：有色金屬的產(chǎn)量和用量不如黑色金屬多，但由于其具有許多優(yōu)良的特性，如特殊的電、磁、熱性能，耐蝕性能及高的比強度(強度與密度之比)等，已成為現(xiàn)代工業(yè)中不可缺少的金屬材料。1鋁及鋁合金；2鈦及鈦合金；3銅及銅合金；4軸承合金。基本要求：掌握和了解各種有色金屬的牌號、成分、性能和用途。13.1鋁及鋁合金13.1.1鉛及鋁合金的性能特點及分類編號純鋁：純鋁具有銀白色金屬光澤，密度小(2.72 ) ，熔點低 (660.4 ), 導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能優(yōu)良。耐大氣腐蝕，易于加工成形。具有面心立方晶格，無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，無磁性。1 鋁合金及其特點鋁合金常加入的元素主要有Cu

2、、Mn 、Si 、 Mg 、 Zn 等，此外還有Cr 、 Ni 、Ti 、Zr等輔加元素。比強度高（> > 高強鋼）?？捎糜谳p結(jié)構(gòu)件，尤其航空。突出理化性能。導(dǎo)電、抗大氣腐蝕。良好加工性。高塑性、易冷成形；某些合金鑄造性能好，宜作壓鑄件。精彩文檔實用標(biāo)準(zhǔn)文案2 鋁合金分類及分類編號13.1.2鋁合金的強化1 形變強化2 沉淀強化3 固溶強化和時效強化：13.1.3變形鋁合金變形鋁及鋁合金牌號表示方法：根據(jù)國標(biāo)規(guī)定，變形鋁及鋁合金可直接引用國際四位數(shù)字體系牌號或采用國標(biāo)規(guī)定的四位字符牌號。GB 3190-82中的舊牌號仍可繼續(xù)使用，表示方法為 :? 防銹鋁合金： LF+ 序號?硬鋁合

3、金：LY + 序號? 超硬鋁合金： LC + 序號?鍛鋁合金：LD + 序號常用變形鋁合金1 防銹鋁合金：主要是Al-Mn和 Al-Mg系合金。Mn 和 Mg 主要作用是提高抗蝕能力和塑性，并起固溶強化作用。防銹鋁合金鍛造退火后組織為單相固溶體，抗蝕性、焊接性能好，易于變形加工，但切削性能差。不能進(jìn)行熱處理強化，常利用加工硬化提高其強度。常用的Al-Mn系合金有LF21（ 3A21），其抗蝕性和強度高于純鋁，用于制造油罐、油箱、管道、鉚釘?shù)刃枰獜澢?、沖壓加工的零件。常用的Al-Mg系合金有LF5 （ 5A05），其密度比純鋁小，強度比Al-Mn合金高，在航空工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，如制造管道、容器

4、、鉚釘及承受中等載荷的零件。精彩文檔實用標(biāo)準(zhǔn)文案2 硬鋁合金：主要是Al-Cu-Mg系合金，并含少量Mn 。可進(jìn)行時效強化，也可進(jìn)行變形強化。強度、硬度高，加工性能好， 耐蝕性低于防銹鋁。常用硬鋁合金如LY11 (2A11)、 LY12 (2A12)等，用于制造沖壓件、模鍛件和鉚接件，如螺旋槳、梁、鉚釘?shù)?3 超硬鋁合金:屬 Al-Zn-Mg-Cu系合金，并含有少量Cr 和 Mn 。時效強化效果超過硬鋁合金。熱態(tài)塑性好，但耐蝕性差。常用合金有LC4 (7A04 ) 、 LC9 (7A09 ) 等，主要用于工作溫度較低、受力較大的結(jié)構(gòu)件, 如飛機大梁、起落架等.d鍛鋁合金 :Al-Cu-Mg-S

5、i系合金可鍛性好，力學(xué)性能高，用于形狀復(fù)雜的鍛件和模鍛件，如噴氣發(fā)動機壓氣機葉輪、導(dǎo)風(fēng)輪等。Al-Cu-Mg-Fe-Ni系耐熱鍛鋁合金常用牌號有LD7(2A70) 、LD8(2A80)、 LD9(2A90)等 。用于制造150225 下工作的零件，如壓氣機葉片、超音速飛機蒙皮等。? 不可時效強化的鋁合金：防銹鋁（ F 以左），單相固溶體，強度低、壓力加工性能好；用其優(yōu)良的耐蝕性能。牌號標(biāo)記LF。? 可時效強化的變形鋁合金：硬鋁（ LY）、超硬鋁（ LC）和鍛鋁（ LD ）。固溶時效提高性能。13.1.4鑄造鋁合金具有共晶轉(zhuǎn)變的合金，鑄造性能良好。包括：? Al- Si 系： 代號為 ZL1+

6、兩位數(shù)字順序號? Al-Cu 系：代號為 ZL2+ 兩位數(shù)字順序號? Al-Mg系：代號為ZL3+ 兩位數(shù)字順序號? Al-Zn 系： 代號為 ZL4+ 兩位數(shù)字順序號1 Al-Si系鑄造鋁合金:又稱硅鋁明。其中ZL102(ZAlSi12)是含 12%Si 的鋁硅二元合金，稱為簡單硅鋁明. 在普通鑄造條件下，ZL102 組織幾乎全部為共晶體，由粗針狀的硅晶體和固溶體組成， 強度和塑性都較差。生產(chǎn)上通常用鈉鹽變質(zhì)劑進(jìn)行變質(zhì)處理，得到細(xì)小均勻的共晶體精彩文檔實用標(biāo)準(zhǔn)文案加一次固溶體組織，以提高性能。加入其他合金元素的鋁硅鑄造合金稱復(fù)雜(或特殊 )硅鋁明。Al-Si 系鑄造鋁合金的鑄造性能好，具有優(yōu)

7、良的耐蝕性、耐熱性和焊接性能。用于制造飛機、儀表、電動機殼體、汽缸體、風(fēng)機葉片、發(fā)動機活塞等。2 Al-Cu系鑄造鋁合金:這類合金的耐熱性好，強度較高；但密度大，鑄造性能、耐蝕性能差，強度低于Al-Si系合金。常用代號有ZL201 (ZAlCu5Mn)、 ZL203 (ZAlCu4)等。主要用于制造在較高溫度下工作的高強零件，如內(nèi)燃機汽缸頭、汽車活塞等。3 Al-Mg系鑄造鋁合金:這類合金的耐蝕性好，強度高，密度??；但鑄造性能差,耐熱性低。常用代號為ZL301(ZAlMg10)、 ZL303(ZAlMg5Si1)等 .主要用于制造外形簡單、承受沖擊載荷、在腐蝕性介質(zhì)下工作的零件，如艦船配件、氨

8、用泵體等。4 Al-Zn系鑄造鋁合金:這類合金的鑄造性能好，強度較高，可自然時效強化；但密度大，耐蝕性較差。常用代號為ZL401(ZAlZn11Si7)、ZL402(ZAlZn6Mg)等。主要用于制造形狀復(fù)雜受力較小的汽車、飛機、儀器零件。13.2鈦及鈦合金13.2.1純鈦純鈦密度小，熔點高。882.5 發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變-Ti ?-Ti,由體心立方-Ti 轉(zhuǎn)變?yōu)槊芘帕?Ti. 純鈦比強度高，塑性、低溫韌性和耐蝕性好。純鈦主要用于350 以下工作、強度要求不高的零件，如石油化工用熱交換器、反應(yīng)器，海水凈化裝置及艦船零部件。13.2.2鈦的合金化純鈦加入合金元素形成鈦合金。鈦合金幾乎都含有鋁。鋁

9、能提高鈦合金的強度、比強度和再結(jié)晶溫度。按退火組織，鈦合金可分為型鈦合金、型鈦合金和+型鈦合金三類，它們的牌號分別用TA、 TB 、TC 加順序號表示。如 TA5 、 TB2 、TC4 等。其中TA0TA3為工業(yè)純鈦。精彩文檔實用標(biāo)準(zhǔn)文案1 型鈦合金：主加元素為鋁，還有錫、硼等。不能熱處理強化，通常在退火狀態(tài)下使用,組織為單相 固溶體。強度低于另兩類鈦合金，但高溫強度、低溫韌性及耐蝕性優(yōu)越。常用牌號有 TA5 、 TA7 等。主要用于制造 500 以下工作的零件，如飛機壓氣機葉片、導(dǎo)彈的燃料罐、超音速飛機的蝸輪機匣及飛船上的高壓低溫容器等。2 型鈦合金：加入的合金元素有鉬、鉻、釩、鋁等。經(jīng)淬火

10、加時效處理后，組織為相基體上分布著細(xì)小的相粒子。 這類合金強度高，但冶煉工藝復(fù)雜，難于焊接 ,應(yīng)用受到限制。型鈦合金有TB2 、TB3 、TB4 三個牌號。 主要用于350 以下工作的結(jié)構(gòu)件和緊固件,如飛機壓氣機葉片、軸、彈簧、輪盤等。3+型鈦合金：加入的合金元素有鋁、釩、鉬鉻等。可進(jìn)行熱處理強化，強度高，塑性好，具有良好的熱強性、耐蝕性和低溫韌性。+型鈦合金共有九個牌號，其中以TC4 應(yīng)用最廣、用量最大，其經(jīng)過淬火加時效處理后，組織為+ 時效析出的針狀。+型鈦合金主要用于制造400 以下工作的飛機壓氣機葉片、火箭發(fā)動機外殼、火箭和導(dǎo)彈的液氫燃料箱部件及艦船耐壓殼體等.13. 2. 3工業(yè)用鈦

11、合金13.2.4鈦合金的熱處理13.3銅及銅合金13.3.1純銅銅和銅合金的特點較好的理化性能導(dǎo)電材料，導(dǎo)熱（純銅，汽車散熱器）；抗大氣、海水腐蝕（黃銅）。良好的加工性易冷成形，且鑄造銅合金，有良好鑄造性能。精彩文檔實用標(biāo)準(zhǔn)文案某些特有性能優(yōu)良減摩性和耐磨性（青銅和部分黃銅，滑動軸承或蝸輪等），高的e和（鈹青銅，彈-1性元件）。色澤美觀13.3.2黃銅主要 Cu Zn 合金? 類別：普通黃銅(Cu Zn) ；特殊黃銅 (加工黃銅、鑄造黃銅)，是在 Cu-Zn基礎(chǔ)上再加Ni 、Pb 、 Al 等，較高強度和耐蝕性。? 典型牌號： H96( 加工黃銅 )， HP b 60 1( 特殊黃銅 )， Z

12、H( 鑄造黃銅 )。13.3.3青銅主要為 Cu Sn 合金? 壓力加工青銅：錫青銅（Sn2% 5% ）、鋁青銅（ Al4% 8% ）及鈹青銅。儀器儀表元件，耐蝕場合的耐磨件、抗磁件等。? 鑄造青銅：有共晶體（ Sn 9% 11% 、 Al9% 11% ），蝸輪、齒輪（減摩耐蝕）。13.4軸承合金13.4.1軸承合金的性能要求制造滑動軸承的軸瓦及其內(nèi)襯的耐磨合金稱為軸承合金?；瑒虞S承是許多機器設(shè)備中對旋轉(zhuǎn)軸起支撐作用的重要部件，由軸承體和軸瓦兩部分組成。與滾動軸承相比滑動軸承具有承載面積大，工作平穩(wěn)，無噪音及拆裝方便等優(yōu)點。1 組織性能要求 :當(dāng)軸高速旋轉(zhuǎn)時，軸瓦與軸頸發(fā)生強烈摩擦，承受軸頸施

13、加的交變載荷和沖擊力。精彩文檔實用標(biāo)準(zhǔn)文案2對軸承合金的性能要求：足夠的強韌性，以承受軸頸施加的交變沖擊載荷。較小的熱膨脹系數(shù)，良好的導(dǎo)熱性和耐蝕性，以防止軸與軸瓦之間咬合。較小的摩擦系數(shù)，良好的耐磨性和磨合性，以減少軸頸磨損，保證軸與軸瓦良好的跑合。為滿足上述性能要求，軸承合金的組織應(yīng)是軟的基體上分布著硬的質(zhì)點或硬的基體上分布著軟的質(zhì)點。當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時，軟的基體（或質(zhì)點）被磨損而凹陷，減少了軸頸與軸瓦的接觸面積，有利于儲存潤滑油和軸與軸瓦間的磨合，而硬的質(zhì)點(基體 )則支撐著軸頸，起承載和耐磨作用。軟基體(或質(zhì)點 )還能起嵌藏外來硬雜質(zhì)顆粒的作用, 以避免擦傷軸頸。13.4.2錫基軸承合金以錫為

14、主并加入少量銻、銅等元素組成的合金，熔點較低， 是軟基體硬質(zhì)點組織類型的軸承合金。典型牌號為ZSnSb11Cu6。 (其組織為基體 + 白亮塊狀SnSb+ 星狀 Cu 3 Sn)錫基軸承合金具有較高的耐磨性、導(dǎo)熱性、耐蝕性和嵌藏性，摩擦系數(shù)和熱膨脹系數(shù)小，但疲勞強度較低，工作溫度不超過150，價格高。廣泛用于重型動力機械，如氣輪機、渦輪機和內(nèi)燃機等大型機器的高速軸瓦。13.4.3鉛基軸承合金是以鉛為主加入少量銻、錫、銅等元素的合金，也是軟基體硬質(zhì)點型軸承合金。典型牌號為ZPbSb16Sn16Cu2。鉛基軸承合金的強度、硬度、耐蝕性和導(dǎo)熱性都不如錫基軸承合金，但其成本低，高溫強度好，有自潤滑性。常用于低速、低載條件下工作的設(shè)備,如汽車、拖拉機曲軸的軸承等。錫基和鉛基軸承合金強度比較低，為提高其承載能力和使用壽命，生產(chǎn)上常采用離心澆注法，將它們鑲鑄在低碳鋼軸瓦上，形成一層薄而均勻的內(nèi)襯，成為雙金屬軸承。13.4.4鋁基軸承合金精彩文檔實用標(biāo)準(zhǔn)文案1 Al-Sb 軸承合金2 Al-Sn 軸承合金習(xí)題1 鑄造鋁合金（如 Al-Si 合金）為何要進(jìn)行變質(zhì)處理？2 以 Al-Cu 合金為例，說明時效硬化的基本過程及影響時效硬化過程的因素。3 鋁合金能象鋼一樣進(jìn)行馬