金属冶炼与成型加工第十三章.ppt

钛有α-Ti（密排六方）和β-Ti（体心立方）两种晶体结构。钛合金化的主要目的就是利用合金元素对α-Ti或β-Ti的稳定作用，改变α和β相的组成，从而控制钛合金的性能。工业钛合金的主要合金元素有Al、Sn、Zr、V、Mo、Mn、Fe、Cr、Cu及Si等。钛的合金化三、工业用钛合金α钛合金α钛合金的主要合金元素是α稳定元素Al，主要起固溶强化作用，在500℃以下能显著提高合金的耐热性。但Al含量wAl＞6%后会出现有序相Ti3Al而变脆，因此，钛合金中的Al含量wAl很少超过6%。α钛合金有时也加入少量β稳定元素，因此α钛合金又分为完全由单相α组成的α合金和β稳定元素含量w小于2%的类α合金。α钛合金不能通过热处理强化，通常在退火或热轧状态下使用。工业用钛合金（α+β）钛合金（α+β）钛合金是同时加入α稳定元素和β稳定元素，使α和β相都得到强化。加入w=4%～6%的β稳定元素的目的是得到足够数量的β相，以改善合金高温变形能力，并获得时效强化的能力。因此，（α+β）钛合金的性能特点是常温强度、耐热强度及加工塑性比较好，并可进行热处理强化。但这类合金组织不够稳定，焊接性能不及α钛合金。工业用钛合金（三）β钛合金β钛合金中含有大量β稳定元素，在水冷或空冷条件下可将β相全部保留到室温。β相系体心立方结构，故合金具有优良的冷成形性，经时效处理，从β相中析出弥散α相，合金强度显著提高，同时具有高的断裂韧度。β钛合金的另一特点是β相淬透性好，大型工件能够完全淬透。仅含单一α稳定元素或中性元素的α钛合金不能热处理强化。01含β稳定元素的钛合金自高温快速冷却（淬火）时，随着合金成分和热处理条件不同，β相可以得到马氏体α′（或α″）、ω或过冷β等不同的亚稳定相，从而改变合金的力学性能。这类钛合金可以进行热处理强化。02四、钛合金的热处理第三节铜及铜合金纯铜纯铜又称紫铜，密度8.9×103kg/m3，熔点1083℃。纯铜有良好的导电性和导热性，在大气、淡水和冷凝水中有良好的耐蚀性。纯铜具有面心立方结构，无同素异构转变，塑性高而强度低，伸长率δ=50%，强度σb=240MPa。冷变形可使退火纯铜的强度提高一倍以上，但却使塑性明显降低，还使铜的导电性略微降低，因此纯铜可在加工硬化状态下用作导线。以锌作为主要合金元素的铜合金称为黄铜。简单的Cu-Zn合金称为普通黄铜。图13-14是Cu-Zn合金相图。黄铜图13-14Cu-Zn合金相图锡青铜以锡为主加元素的铜合金称为锡青铜。Cu-Sn合金相图如图13-19所示。青铜图13-19Cu-Sn合金相图青铜图13-21Cu-Al合金相图（二）铝青铜以铝为主加元素的铜合金称为铝青铜。图13-21是Cu-Al二元相图。第二节钛及钛合金第十三章有色金属及合金第三节铜及铜合金第四节轴承合金第一节铝及铝合金纯铝导电性和导热性良好，仅次于银和铜。室温导电率约为纯铜导电率的65%，按单位质量的导电能力计算，其导电能力是铜的二倍。因此，大量用Al代替Cu制作导线。01铝由于在其表面能形成致密的Al2O3保护膜，因而在空气或其他介质中具有良好的耐蚀性。纯度越高，铝的耐蚀性越好。02铝具有面心立方结构，塑性高、强度低，因此纯铝和许多铝合金可以进行各种冷、热加工，能轧制成很薄的铝箔和冷拔成极细的丝，焊接性能亦良好。经冷变形或热处理可以显著提高纯铝及其合金的强度。03一、铝及铝合金的性能特点及分类编号第一节铝及铝合金根据国家标准GB/T16474—1996规定，变形铝及铝合金可直接引用国际四位数字体系牌号。未命名为国际四位数字体系牌号的变形铝及铝合金，应采用四位字符牌号命名。两种编号方法的第一位为阿拉伯数字，表示铝及铝合金的组别。铝及铝合金的性能特点及分类编号010201形变强化纯铝及不可热处理强化的铝合金，如Al-Mg、Al-Si和Al-Mn等合金，通常只能以退火或冷作硬化状态使用。冷作硬化可使简单形状的工件强度提高，塑性下降。经冷作硬化的铝合金，需进行再结晶退火，以达到消除加工硬化和获得细小晶粒的目的。铝合金的强化0102铝合金的强化可热处理强化的铝合金中，如Al-Cu、Al-Cu-Mg、Al-Mg-Si等铝合金，Cu、Mg、Si等元素与Al能形成CuAl2、Mg2Si、Al2CuMg等金属化合物（强化相）。这些强化相在铝中有较大溶解度，且随温度下降而显著减小。因此，过饱和固溶体由于强化相在脱溶过程中的某些中间状态具有特殊晶体结构，而使铝合金得到强化。铝合金加热到单相区保温后，快速冷却得到过饱和固溶体的热处理工艺叫固溶处理。过饱和固溶体在室温放置或加热