重庆大学工程材料第九章有色金属及其合金.ppt

4.铝基轴承合金 新型减摩材料。 1）铝锑镁轴承合金： 4%Sb+0.3~0.7%Mg+Al（基体）。与08钢板热轧成双金属轴承。制造载荷不超过20MPa、滑动速度低于10m/s的轴承。例如柴油机轴承。 2）铝锡轴承合金： 20%Sn+1%Cu+Al（基体）。汽车、拖拉机、内燃机轴承。 课堂讨论： 1.如果铝合金的晶粒粗大，可否用重新加热的方法细化？ 2.下列零件需用铝或铝合金制造，试选择所用材料的牌号。 （1）内燃机的气缸体； （2）形状复杂的仪表零件壳体； （3）油箱； （4）受力构件、内燃机活塞。 课堂讨论： 3.金属材料的减摩性和耐磨性有何区别？它们对金属组织和性能要求有何不同？ 9.3钛及钛合金 钛及钛合金是第二次世界大战后发展起来的新材料，具有很高的比强度和耐蚀性，是世界各国大力发展的轻金属材料，近三十年来已经发展成主要的飞机和发动机结构材料。 钛及钛合金在造船、化工、冶金、医疗等方面也获得了广泛的应用。 9.3.1纯钛 1.高纯度钛： 钛在固态下有同素异构转变，低于882.5℃为六方晶格，称为α-Ti ； 高于882.5℃为体心立方晶格，称为?-Ti； 钛在淡水和海水中具有极高的抗蚀性； 钛的密度为4.5×103kg/m3，因而比强度高； 钛在液氮温度下仍有良好的力学性能，强度高而仍保持有良好的塑性及韧性。 2.工业纯钛 1）工业纯钛的热处理：只进行退火处理 再结晶退火工艺为593℃~700℃加热，保温0.25h~3h后空冷； 消除应力退火一般为450℃~ 650℃加热，保温0.25h~3h空冷。 2）工业纯钛主要用途： 以棒材、管材、板材和挤压型材供应，用于飞机、船舶、化土以及海水淡化方面，制造各种零部件以及制造在350℃以下工作的耐热零件，如热交换器等。 3）工业纯钛的牌号、成分及力学性能 ： 牌号 杂质元素含量 (W%) 状态 力 学 性 能 (不 小 于) O C N H Fe ?b (MPa) ?5 (%) ?K (MJ/m2) TA1 0.1 0.03 0.05 ＜0.015 ＜0.15 板 材M 350~500 30~40 - 棒 材M 350 25 80 TA2 0.15 0.05 0.05 ＜0.015 ＜0.30 板 材M 450~600 25~30 - 棒 材M 450 20 70 TA3 0.15 0.05 0.10 ＜0.015 ＜0.30 板 材M 550~700 20~25 - 棒 材M 550 15 50 9.3.2钛合金 1.钛的合金化： 1）?稳定元素：铝、氮、硼、碳等 ； 2）?稳定元素：铬、锰、铁、铜、镍、钴、钨等； 3）中性元素：锆、铪和锡 等。 2.钛合金的牌号： 1）?型钛合金 ：退火状态的组织为单相的?固溶体，含有?相稳定元素及一些中性强化元素。TA1~TA8等牌号 ； 2）?型钛合金 ：含有铝、锆、锡等元素。如TB1、TB2等牌号； 3）?+?型钛合金 ：含有较多的?相稳定元素和?相稳定元素，具有?＋?相混合组织结构。如TC1~TC10等牌号 。 3.钛合金的特性： 1）比强度高 ：?b可达1200MPa； 2）热强度高：钛合金可以在500℃下长期工作，并向承受600℃的方向发展； 3）低温性能好：在-253℃（液氢温度）的超低温下，保持良好的塑性和韧性，可用来制作火箭和导弹的液氢燃料箱。 4）抗蚀性高：抗氧化性能优于大多数奥氏体不锈钢。 5) 热加工困难 ：热加工和热处理过程中容易出现裂纹，只能在真空或保护气氛中进行热加工。 6) 冷加工性能差 ：冷压成型困难，容易开裂。一般多采用热压加工成型。 7) 切削加工性差：钛及钛合金的导热性差，摩擦系数大，在切削加工时容易升温、粘刀。 8) 抗磨性差：一般不用来制作承受抗磨损的零件。 4.钛合金固态相变与热处理 热处理是改善钛合金的组织和性能的重要手段。在某些情况下所起的作用并不亚于合金化。 1）钛合金的热处理，少数钛合金系与铝合金相似，属于时效强化型，如如Ti- Cu系，可以进行时效析出金属间化合物（如Ti2Cu）强化； 2）大多数钛合金与钢的热处理相似，通过热处理控制β→α相变，发生马氏体相变。 5.?型钛合金 1）TA4、TA5、TA6主要用作钛合金的焊丝材料。 2）TA7合金的热塑性和焊接性能较好，热强性和热稳定性较好，可制造在500℃以下下长期工作的零件。 3）TA8合金的室温力学性能和高温力学性能都比TA7合金高，能在500℃长期工作，可用于制造发动机压气机盘和叶片等零件。 4）α型钛合金的牌号、主要成分和力学性能： 牌号 主 要 成 分 (%) 状 态 力 学 性 能