材料科学第三章金属材料(2)

1、1第三章第三章 金属材料金属材料(2)材料学概论材料学概论机电工程学院机电工程学院刘艳花刘艳花2铜及铜合金铜及铜合金钛及钛合金钛及钛合金本章本章主要内容主要内容 铸铁铸铁铝及铝合金铝及铝合金镁及镁合金镁及镁合金轴承合金轴承合金33.5 铸铁铸铁铸铁铸铁 WcWc 2.11%2.11%的铁碳合金称为铸铁，铸铁中的铁碳合金称为铸铁，铸铁中常含有常含有SiSi、MnMn、S S、P P等元素。等元素。 铸铁是工程上最常用的金属材料，广泛应铸铁是工程上最常用的金属材料，广泛应用在机械制造、冶金、矿山、石油化工、交通用在机械制造、冶金、矿山、石油化工、交通等领域。例如，铸铁在农业机械中占等领域。例如，铸

2、铁在农业机械中占40406060，在汽车拖拉机中占在汽车拖拉机中占50507070，在机床制造中占，在机床制造中占60609090。铸铁的生产设备和工艺简单，价格。铸铁的生产设备和工艺简单，价格便宜。便宜。43.5.1 铸铁的石墨化铸铁的石墨化石墨化石墨化铸铁中的碳原子形成石墨的过程。铸铁中的碳原子形成石墨的过程。石墨的形成：石墨的形成：1. 从液体和奥氏体中直接析出从液体和奥氏体中直接析出2. 通过渗碳体分解获得通过渗碳体分解获得53.5.2 铸铁的分类铸铁的分类 1.根据碳在铸铁中存在形式分类根据碳在铸铁中存在形式分类（1 1）灰口铸铁灰口铸铁 碳全部或大部分以游离状态的碳全部或大部分以游

3、离状态的石墨形式石墨形式存在存在于铸铁中，断口呈暗灰色，故称灰口铸铁，应用最广泛的于铸铁中，断口呈暗灰色，故称灰口铸铁，应用最广泛的一类铸铁。一类铸铁。（2 2）白口铸铁白口铸铁 碳以碳以FeFe3 3C C的形式的形式存在于铸铁中，断口呈银白存在于铸铁中，断口呈银白色，组织硬而脆，难以切削加工。很少直接用来制造机械色，组织硬而脆，难以切削加工。很少直接用来制造机械零件，可利用它硬而耐磨的特性，制成耐磨零件。零件，可利用它硬而耐磨的特性，制成耐磨零件。（3 3）麻口铸铁麻口铸铁 碳碳一部分以石墨形式存在，一部分以一部分以石墨形式存在，一部分以FeFe3 3C C形形式式存在，断口夹杂着白亮的渗

4、碳体和暗灰色的石墨，故称存在，断口夹杂着白亮的渗碳体和暗灰色的石墨，故称为麻口铸铁。脆性大，工业上很少使用。为麻口铸铁。脆性大，工业上很少使用。 6 2.根据铸铁中石墨的形态进行分类根据铸铁中石墨的形态进行分类在非白口铸铁中，根据石墨的形态不同分为：在非白口铸铁中，根据石墨的形态不同分为：灰口铸铁灰口铸铁具有片状石墨的铸铁具有片状石墨的铸铁可锻铸铁可锻铸铁具有团絮状石墨的铸铁具有团絮状石墨的铸铁球墨铸铁球墨铸铁具有球状石墨的铸铁具有球状石墨的铸铁蠕墨铸铁蠕墨铸铁具有蠕虫状石墨的铸铁具有蠕虫状石墨的铸铁 3.5.2 铸铁的分类铸铁的分类73.5.3 铸铁的性能铸铁的性能1. 铸铁的力学性能铸铁的

5、力学性能 因为石墨对铸铁基体有严重的割裂作用，因此，因为石墨对铸铁基体有严重的割裂作用，因此，铸铁的力学性能如抗拉强度、塑性、韧性等均较低。铸铁的力学性能如抗拉强度、塑性、韧性等均较低。随着石墨形态的变化，各种铸铁的力学性能依次提高：随着石墨形态的变化，各种铸铁的力学性能依次提高：灰口铸铁灰口铸铁蠕墨铸铁蠕墨铸铁可锻铸铁可锻铸铁球墨铸铁球墨铸铁83.5.3 铸铁的性能铸铁的性能2. 铸铁的特殊性能铸铁的特殊性能由于石墨的存在，铸铁具有某些特殊性能由于石墨的存在，铸铁具有某些特殊性能91 1、灰口铸铁的牌号、灰口铸铁的牌号 我国灰口铸铁分为普通灰口铸铁和孕育灰口铸铁两种，我国灰口铸铁分为普通灰口

6、铸铁和孕育灰口铸铁两种，用用“HT+HT+数字数字”表示，表示，“HT”“HT”表示表示“灰铁灰铁”，后面的数字，后面的数字表示最低抗拉强度。表示最低抗拉强度。普通灰口铸铁的牌号：普通灰口铸铁的牌号：HT100HT100、HT150HT150、HT200HT200孕育灰口铸铁的牌号：孕育灰口铸铁的牌号：HT250HT250、HT300HT300、 HT350HT350、 HT400HT400灰口铸铁有铁素体、珠光体和铁素体加珠光体三种基体。灰口铸铁有铁素体、珠光体和铁素体加珠光体三种基体。F+G片 F+P+G片 P+G片 灰口铸铁的显微组织灰口铸铁的显微组织 3.5.4 常用普通铸铁常用普通铸

7、铁灰口铸铁灰口铸铁10 灰铸铁的化学成分范围是：灰铸铁的化学成分范围是：W Wc c2.5%2.5%4.0%, W4.0%, WSiSi1.0%1.0%3.0%, W3.0%, WMnMn0.5%0.5%1.3%, W1.3%, WP P0.3%0.3%，W WS S0.15%0.15%。 灰铸铁的组织是片状石墨和钢的基体组成，根据共析灰铸铁的组织是片状石墨和钢的基体组成，根据共析阶段石墨化进行的程度不同可分为铁素体、铁素体阶段石墨化进行的程度不同可分为铁素体、铁素体+ +珠光珠光体、珠光体三种。体、珠光体三种。 3.5.4 常用普通铸铁常用普通铸铁灰口铸铁灰口铸铁112 2、影响灰铸铁组织和

8、性能的因素、影响灰铸铁组织和性能的因素 化学成分化学成分C C、SiSi强烈促进石墨化强烈促进石墨化。C C、SiSi的质量分数过低，铸铁易出现白的质量分数过低，铸铁易出现白口组织，力学性能和铸造性能都较差；质量分数过高时，石墨片过口组织，力学性能和铸造性能都较差；质量分数过高时，石墨片过多且粗大，降低铸件的性能和质量。因此，灰口铸铁中多且粗大，降低铸件的性能和质量。因此，灰口铸铁中C C、SiSi的质的质量分数一般控制在：量分数一般控制在：(C)=2.5%(C)=2.5%4.0%4.0%； (Si)=1.0%(Si)=1.0%3.0%3.0%。MnMn是阻碍石墨化是阻碍石墨化的元素，能溶于铁

9、素体和渗碳体中，增强铁、的元素，能溶于铁素体和渗碳体中，增强铁、碳原子间的结合力，扩大奥氏体区，阻止共析转变时的石墨化，促碳原子间的结合力，扩大奥氏体区，阻止共析转变时的石墨化，促进珠光体基体的形成。锰还能与硫生成进珠光体基体的形成。锰还能与硫生成MnSMnS，减少硫的有害作用。，减少硫的有害作用。锰质量分数一般为：锰质量分数一般为：( (MnMn)=0.5%)=0.5%1.4%1.4%。P P是促进石墨化是促进石墨化的元素。铸铁中磷含量增加时，铁水的流动性提的元素。铸铁中磷含量增加时，铁水的流动性提高。在铸铁中，磷质量分数大于高。在铸铁中，磷质量分数大于0.3%0.3%时，常常形成磷化物，降

10、低铸时，常常形成磷化物，降低铸铁的强度，但提高其耐磨性。所以，铁的强度，但提高其耐磨性。所以，要求铸铁有较高强度时，要限要求铸铁有较高强度时，要限制磷含量（一般在制磷含量（一般在0.12%0.12%以下），而耐磨铸铁则要求有一定的磷含以下），而耐磨铸铁则要求有一定的磷含量（可达量（可达0.3%0.3%以上）。以上）。S S是有害元素，它强烈促进白口化是有害元素，它强烈促进白口化，并使铸铁的铸造性能和机械，并使铸铁的铸造性能和机械性能恶化。少量硫即可生成性能恶化。少量硫即可生成FeSFeS( (或或MnSMnS) )。因此限定硫的质量分数在。因此限定硫的质量分数在0.15%0.15%以下以下。1

11、2 冷却速度的影响冷却速度的影响 在一定的铸造工艺（如浇注温度、铸型温度、在一定的铸造工艺（如浇注温度、铸型温度、造型材料种类等）条件下，铸件的冷却速度对石墨造型材料种类等）条件下，铸件的冷却速度对石墨化程度影响很大。随着铸件壁厚增加，冷却速度减化程度影响很大。随着铸件壁厚增加，冷却速度减慢，依次出现珠光体、珠光体加铁素体和铁素体灰慢，依次出现珠光体、珠光体加铁素体和铁素体灰口铸铁组织。口铸铁组织。3.5.4 常用普通铸铁常用普通铸铁灰口铸铁灰口铸铁133、孕育铸铁、孕育铸铁经孕育处理（亦称变质处理，促进石墨化）后的灰口铸铁经孕育处理（亦称变质处理，促进石墨化）后的灰口铸铁叫做孕育铸铁。叫做孕

12、育铸铁。孕育的目的是：使铁水内同时生成大量均匀分布的非自发孕育的目的是：使铁水内同时生成大量均匀分布的非自发核心，以获得细小均匀的石墨片，并细化基体组织，提高铸核心，以获得细小均匀的石墨片，并细化基体组织，提高铸铁强度；避免铸件边缘及薄断面处出现白口组织，提高断面铁强度；避免铸件边缘及薄断面处出现白口组织，提高断面组织的均匀性。组织的均匀性。孕育铸铁具有较高的强度和硬度，可用来制造机械性能要孕育铸铁具有较高的强度和硬度，可用来制造机械性能要求较高的铸件，如汽缸、曲轴、凸轮、机床床身等，尤其是求较高的铸件，如汽缸、曲轴、凸轮、机床床身等，尤其是截面尺寸变化较大的铸件。截面尺寸变化较大的铸件。 3

13、.5.4 常用普通铸铁常用普通铸铁灰口铸铁灰口铸铁14液压件液压件 阀门阀门 叶轮叶轮 发动机飞轮发动机飞轮 3.5.4 常用普通铸铁常用普通铸铁灰口铸铁灰口铸铁15球墨铸铁的石墨呈球状，使其具有很高的强度，又有良好球墨铸铁的石墨呈球状，使其具有很高的强度，又有良好的塑性和韧性。其综合机械性能接近于钢，因其铸造性能好，的塑性和韧性。其综合机械性能接近于钢，因其铸造性能好，成本低廉，生产方便，在工业中得到了广泛的应用。成本低廉，生产方便，在工业中得到了广泛的应用。3.5.4 常用普通铸铁常用普通铸铁球墨铸铁球墨铸铁1. 球墨铸铁的牌号球墨铸铁的牌号 球墨铸铁牌号用“QT”标明，其后两组数值表示最

14、低抗拉强度极限和伸长率。 如：QT420-10、QT600-2、QT800-2162. 2. 球墨铸铁的成分和球化处理球墨铸铁的成分和球化处理 球墨铸铁的成分要求比较严格，一般范围是：wC=3.6%3.9%, wSi= 2.2%2.8%, wMn= 0.6%0.8%, wS0.07%, wP 10%)，低温冲击韧性好。本田神龙铁素体基球墨铸铁3.5.4 常用普通铸铁常用普通铸铁球墨铸铁球墨铸铁21 蠕墨铸铁是一种新型高强铸铁材料，它的强度接近蠕墨铸铁是一种新型高强铸铁材料，它的强度接近于球墨铸铁，并且有一定的韧性、较高的耐磨性；同时于球墨铸铁，并且有一定的韧性、较高的耐磨性；同时又有和灰口铸铁

15、一样的良好的铸造性能和导热性。又有和灰口铸铁一样的良好的铸造性能和导热性。 1. 1. 蠕墨铸铁的牌号蠕墨铸铁的牌号 蠕墨铸铁以蠕墨铸铁以“RuTRuT”表示，其后的数字表示最低抗表示，其后的数字表示最低抗拉强度。拉强度。 如：如：RuT300RuT300、RuT420RuT420 3.5.4 常用普通铸铁常用普通铸铁蠕墨铸铁蠕墨铸铁222. 蠕墨铸铁的组织蠕墨铸铁的组织 蠕墨铸铁的石墨具有介于片状和球状之间的蠕墨铸铁的石墨具有介于片状和球状之间的中间形态，在光学显微镜下为互不相连的短片，中间形态，在光学显微镜下为互不相连的短片，与灰口铸铁的片状石墨类似。所不同的是，其石与灰口铸铁的片状石墨类

16、似。所不同的是，其石墨片的长厚比较小，端部较钝。墨片的长厚比较小，端部较钝。 3.5.4 常用普通铸铁常用普通铸铁蠕墨铸铁蠕墨铸铁蠕墨铸铁蠕墨铸铁233. 蠕墨铸铁的蠕化处理蠕墨铸铁的蠕化处理 蠕墨铸铁是在一定成分的铁水中加入适量的蠕墨铸铁是在一定成分的铁水中加入适量的蠕化剂而炼成的，其方法与程序与球墨铸铁基本蠕化剂而炼成的，其方法与程序与球墨铸铁基本相同。蠕化剂目前主要采用镁钛合金、稀土镁钛相同。蠕化剂目前主要采用镁钛合金、稀土镁钛合金或稀土镁钙合金等。合金或稀土镁钙合金等。3.5.4 常用普通铸铁常用普通铸铁蠕墨铸铁蠕墨铸铁24 蠕墨铸铁已成功地用于高层建筑中高压热交换器、内燃蠕墨铸铁已成

17、功地用于高层建筑中高压热交换器、内燃机汽缸和缸盖、汽缸套、钢锭模、液压阀等铸件。机汽缸和缸盖、汽缸套、钢锭模、液压阀等铸件。 排气管排气管 进气管进气管 3.5.4 常用普通铸铁常用普通铸铁蠕墨铸铁蠕墨铸铁251. 1. 可锻铸铁的牌号可锻铸铁的牌号 牌号中牌号中“KTH”表示黑心可锻铸铁，表示黑心可锻铸铁，“KT”表示铁素体可锻铸铁，表示铁素体可锻铸铁，“KTZ”表示珠光体可表示珠光体可锻铸铁，后面的两组数字表示最低抗拉强度锻铸铁，后面的两组数字表示最低抗拉强度和最低伸长率。例如，和最低伸长率。例如，KT30006。3.5.4 常用普通铸铁常用普通铸铁可锻铸铁可锻铸铁262. 2. 可锻铸铁

18、的成分和组织可锻铸铁的成分和组织 利用铸铁的优良铸造性能先铸成白口铸铁铸件，然后经利用铸铁的优良铸造性能先铸成白口铸铁铸件，然后经过石墨化退火处理，将过石墨化退火处理，将FeFe3 3C C分解为团絮状的石墨，即获得可分解为团絮状的石墨，即获得可锻铸铁。团絮状石墨对金属基体的割裂作用大为减弱，使强锻铸铁。团絮状石墨对金属基体的割裂作用大为减弱，使强度、塑性、韧性较灰铸铁都有明显提高。可锻铸铁并不可锻度、塑性、韧性较灰铸铁都有明显提高。可锻铸铁并不可锻造。造。成分成分：C、Si含量的大致范围为：含量的大致范围为：Wc=2.0%2.6%，WSi=1.1%1.6%。 3.5.4 常用普通铸铁常用普通

19、铸铁可锻铸铁可锻铸铁27铝及铝及铝合金铝合金铜及铜合金铜及铜合金钛及钛合金钛及钛合金镁及镁合金镁及镁合金轴承合金3.6 非铁金属及其合金非铁金属及其合金有色金属有色金属28铝及铝合金是有色金属中产量最高，用量最铝及铝合金是有色金属中产量最高，用量最大的材料大的材料。是国民经济的支柱产业，广泛用于航空航天、交通运输、建材、电子信息、机械、包装等行业，同时是重要的国防材料。但是我国不是一个铝工业强国。美国常用铝合金牌号有258种，我国仅有143种，且基本是仿制。铝合金的热处理状态，美国有300多个，而我国只有70多个，也基本是仿制。高质量的铝合金还需大量进口，50%氧化铝仍需要进口。3.6.1 铝

20、及铝合金铝及铝合金29铝及铝合金的特点铝及铝合金的特点 密度低、比强度高。纯铝的密度只有密度低、比强度高。纯铝的密度只有2700kg/m3，仅为铁的仅为铁的1/3。优良的物理、化学性能优良的物理、化学性能, ,导电性能好、磁化率低、导电性能好、磁化率低、耐腐蚀等。耐腐蚀等。加工性能好加工性能好, ,铸造性能好，易于塑性变形，经热处铸造性能好，易于塑性变形，经热处理后还具有很高的强度。理后还具有很高的强度。3.6.1 铝及铝合金铝及铝合金30纯铝纯铝 名称名称纯度纯度用途用途高纯铝高纯铝99.93%-99.99%99.93%-99.99%科学研究、制作电器科学研究、制作电器工业高纯铝工业高纯铝9

21、8.85%-99.9%98.85%-99.9%铝铝箔、铝合金原料箔、铝合金原料工业纯铝工业纯铝98.0%-99.0%98.0%-99.0%电线、电缆、配置合金电线、电缆、配置合金纯铝中纯铝中含有含有FeFe、SiSi、ZnZn等等元素时，会使性能下降元素时，会使性能下降纯铝的纯铝的强度很低，不能用作结构材料强度很低，不能用作结构材料铝合金3.6.1 铝及铝合金铝及铝合金31合金元素的作用合金元素的作用 铝中铝中加入合金元素后，可提高合金的强度，加入合金元素后，可提高合金的强度，并保持良好的加工性能。并保持良好的加工性能。提高强度的方法提高强度的方法固溶强化固溶强化时效强化时效强化弥散强化弥散强

22、化细晶强化细晶强化阻碍位错的运动3.6.1 铝及铝合金铝及铝合金32铝合金的分类3.6.1 铝及铝合金铝及铝合金33铸造铝合金铝合金的应用34变形铝合金铝合金的应用35铝合金的铝合金的主要应用领域主要应用领域战机舰船导弹火箭人造卫星战车高速列车汽车高层建筑36铜及铜合金的特点铜及铜合金的特点 优良的物理、化学性能。导电、导热性能好、耐腐优良的物理、化学性能。导电、导热性能好、耐腐蚀等，是抗磁材料。蚀等，是抗磁材料。加工性能好。容易冷热成形，铸造铜合金铸造性能好。加工性能好。容易冷热成形，铸造铜合金铸造性能好。具有某些特殊力学性能。如优良的减磨性和耐磨性，具有某些特殊力学性能。如优良的减磨性和耐

23、磨性，高的弹性极限和疲劳强度。高的弹性极限和疲劳强度。色泽美观。色泽美观。3.6.2 铜及铜合金铜及铜合金3738 从国家分布看，世界铜资源主要从国家分布看，世界铜资源主要集中在智利、美国、赞比亚等国。集中在智利、美国、赞比亚等国。 智利是世界上铜资源最丰富的国智利是世界上铜资源最丰富的国家，其铜金属储量约占世界总储量的家，其铜金属储量约占世界总储量的1/4。美国、日本是主要的精炼铜生。美国、日本是主要的精炼铜生产国。产国。3.6.2 铜及铜合金铜及铜合金39 纯铜纯铜 纯铜为纯铜为紫色，又称紫铜。主要用于制作紫色，又称紫铜。主要用于制作电导体及配制合金。工业纯铜分为电导体及配制合金。工业纯铜

24、分为4种：种：T1、T2、T3、T4。编号越大，纯度越低。编号越大，纯度越低。纯铜的强度低，不宜用作结构材料纯铜的强度低，不宜用作结构材料3.6.2 铜及铜合金铜及铜合金40铜合金种类铜合金种类铜中加入合金元素后，可提高合金的强度，并保持良好的加工性能。铜铜合金的种类合金的种类黄铜黄铜青铜青铜白铜白铜以以Zn为主要合金元素。良好的加工性能，为主要合金元素。良好的加工性能，优良的铸造性能，耐腐蚀性能也好。优良的铸造性能，耐腐蚀性能也好。以以Sn为主要合金元素。用于铸造形状复杂为主要合金元素。用于铸造形状复杂的零件。抗腐蚀性比黄铜还好。的零件。抗腐蚀性比黄铜还好。以以Ni为主要合金元素。具有较好的

25、强度和为主要合金元素。具有较好的强度和塑性，能进行冷加工变形，抗腐蚀性能也好。塑性，能进行冷加工变形，抗腐蚀性能也好。 黄铜 青铜 白铜3.6.2 铜及铜合金铜及铜合金41铜合金的用途铜合金的用途电力、电子行业的电线电缆需求等占中国铜需求的首位，比例高达69%。另外，工业机械设备、汽车、家电等行业也是铜需求的大户。每增加10000 KW装机容量大约需要铜材480 t。当前，铜合金除继续在传统的电器、电子产品、机械设备、运输设备以及海洋钻井平台等领域具有广泛使用外，也是无线通讯、IC卡、计算机、网络、电动汽车等新兴技术领域的重要材料。3.6.2 铜及铜合金铜及铜合金42铜合金制品铜合金制品3.6

26、.2 铜及铜合金铜及铜合金43钛及钛合金的特点钛及钛合金的特点密度小（密度小（4.5 g/cm3)、比强度高。、比强度高。耐高温、耐腐蚀性能、低温韧性好等。耐高温、耐腐蚀性能、低温韧性好等。(某些钛合金能在某些钛合金能在450600 和和-250 下长期工作；钛具有很好的耐盐下长期工作；钛具有很好的耐盐类、海水和硝酸腐蚀的能力，类、海水和硝酸腐蚀的能力，Ti-30Mo合金更是能耐高合金更是能耐高浓度盐酸和硫酸的腐蚀，有浓度盐酸和硫酸的腐蚀，有“空中金属空中金属”、“海洋金属海洋金属”之称。之称。加工条件复杂，成本较高。加工条件复杂，成本较高。3.6.3 钛及钛合金钛及钛合金44纯钛纯钛钛的密度

27、低，熔点高，线膨胀系数小。导热钛的密度低，熔点高，线膨胀系数小。导热性差。纯钛塑性好，强度高，可以加工成细性差。纯钛塑性好，强度高，可以加工成细丝和薄片。钛在大气、海水及酸碱中的抗腐丝和薄片。钛在大气、海水及酸碱中的抗腐蚀性能好。蚀性能好。纯钛的晶体结构纯钛的晶体结构882.5度以上：密排六方结构，称为度以上：密排六方结构，称为Ti882.5度以下度以下：体心立方结构，称为体心立方结构，称为Ti -Ti -Ti 882.53.6.3 钛及钛合金钛及钛合金45钛合金的种类钛合金的种类钛合金钛合金钛中加铝、硼等钛中加铝、硼等稳定元素获得稳定元素获得-Ti合金。合金。这种合金的室温强度较低，但高温这

28、种合金的室温强度较低，但高温（500-600度）强度很高。抗氧化性、抗度）强度很高。抗氧化性、抗蠕变性以及焊接性能良好。蠕变性以及焊接性能良好。钛中加入钼、铬、钒等元素后可获得钛中加入钼、铬、钒等元素后可获得-Ti合金。这种合金的强度高，冲压性能合金。这种合金的强度高，冲压性能好，并可通过淬火和时效获得强化。好，并可通过淬火和时效获得强化。这种合金的塑性好，容易锻造、压延和冲这种合金的塑性好，容易锻造、压延和冲压，并可通过固溶和时效进行强化。热处压，并可通过固溶和时效进行强化。热处理后的强度可提高理后的强度可提高50-100。是室温。是室温和中温常用的钛合金，其中，和中温常用的钛合金，其中，T

29、i-6Al-4V用量最大，占钛材产量的用量最大，占钛材产量的50%以上。以上。钛合金钛合金钛合金钛合金3.6.3 钛及钛合金钛及钛合金461、航空工业航空工业。钛合金被用作飞机、火箭的发动机材料、结构。钛合金被用作飞机、火箭的发动机材料、结构材料、蒙皮和各种管道接头等。一架波音材料、蒙皮和各种管道接头等。一架波音747飞机用钛材飞机用钛材42.7 t，777飞机用钛材飞机用钛材57 t，F-15战斗机用钛材战斗机用钛材24.5 t。钛及钛合金的用途钛及钛合金的用途战斗机机体结构材料用材用量分布战斗机机体结构材料用材用量分布3.6.3 钛及钛合金钛及钛合金472、海洋金属海洋金属。钛是目前能大量

30、生产的、价格最低的、几乎完。钛是目前能大量生产的、价格最低的、几乎完全不受海水侵蚀的金属。前苏联大量使用钛材料制造核潜艇外全不受海水侵蚀的金属。前苏联大量使用钛材料制造核潜艇外壳。前苏联壳。前苏联3680阿尔法核潜艇，每艘用钛阿尔法核潜艇，每艘用钛560 t，台风级导弹，台风级导弹核潜艇用钛核潜艇用钛9000 t。3、石油化工石油化工（包括海洋石油开采）。钛大量用于海洋石油开（包括海洋石油开采）。钛大量用于海洋石油开采管道、核电站及火力电站的冷凝器。采管道、核电站及火力电站的冷凝器。4、日常生活日常生活。体育及休闲器具、建筑、医疗、食品工业、计。体育及休闲器具、建筑、医疗、食品工业、计算机、汽

31、车行业等。算机、汽车行业等。钛及钛合金的用途钛及钛合金的用途3.6.3 钛及钛合金钛及钛合金48钛及钛合金的用途钛及钛合金的用途3.6.3 钛及钛合金钛及钛合金49F-15美国美国SSN-722“奇威斯特奇威斯特”号号攻击核潜艇攻击核潜艇 Ti-Ni记忆合金血管支架记忆合金血管支架50纯镁的特点纯镁的特点密度低、比强度高。纯镁的密度只有密度低、比强度高。纯镁的密度只有1749kg/m3，仅为铁的仅为铁的1/4、铝的、铝的2/3。镁的电极电位较低，抗腐蚀性能差。镁的电极电位较低，抗腐蚀性能差。镁属于密排六方结构，因此塑性变形能力差。镁属于密排六方结构，因此塑性变形能力差。3.6.4 镁及镁合金镁

32、及镁合金51镁合金的特点镁合金的特点低比重：工业用材料中低比重：工业用材料中最轻量材料（铝的最轻量材料（铝的2/32/3重）重）高比强度：高比强度：比比铝铝合金高合金高50MPa，碳钢的，碳钢的2倍倍 震动吸收性好：可将震动能吸收并转化成热放出震动吸收性好：可将震动能吸收并转化成热放出易机械加工易机械加工：切削力为铝和软钢的：切削力为铝和软钢的1/2 耐冲击性好耐冲击性好：优于铝合金和软钢：优于铝合金和软钢电磁屏蔽性好电磁屏蔽性好:可屏蔽频率范围较广可屏蔽频率范围较广可再生利用：有利于环境优化可再生利用：有利于环境优化21世纪的绿色工程材料3.6.4 镁及镁合金镁及镁合金52镁合金的种类镁合金

33、的种类皮江法生产工艺3.6.4 镁及镁合金镁及镁合金53镁合金的种类镁合金的种类变形镁合金变形镁合金铸造镁合金铸造镁合金用用 途途镁合金各种型材镁合金各种型材复杂形状的铸件等复杂形状的铸件等3.6.4 镁及镁合金镁及镁合金54镁合金的成型与加工铸造成形：冷室压铸热室压铸重力铸造低压铸造变形加工：挤压轧制锻造冲压3.6.4 镁及镁合金镁及镁合金55铸造成形冷室铸造3.6.4 镁及镁合金镁及镁合金56铸造成形热室铸造3.6.4 镁及镁合金镁及镁合金57变形加工3.6.4 镁及镁合金镁及镁合金58镁及镁合金的用途镁及镁合金的用途1、航空航天；、航空航天；2、汽车工业；、汽车工业；3.6.4 镁及镁合

34、金镁及镁合金59轴承合金是制造滑动轴承中的轴瓦及内衬的材轴承合金是制造滑动轴承中的轴瓦及内衬的材料。工作状况：轴承支撑着轴，当轴旋转时，料。工作状况：轴承支撑着轴，当轴旋转时，轴瓦和轴发生强烈的摩擦，并承受轴颈传给的轴瓦和轴发生强烈的摩擦，并承受轴颈传给的周期性载荷。周期性载荷。 性能：性能： 1 1）足够的强度和硬度；）足够的强度和硬度； 2 2）足够的塑性和韧性，高的疲劳强度，承受周期性载荷，抵）足够的塑性和韧性，高的疲劳强度，承受周期性载荷，抵抗冲击和振动；抗冲击和振动； 3 3）良好的磨合能力；）良好的磨合能力； 4 4）高的耐磨性；）高的耐磨性； 5 5）良好的耐蚀性、导热性，轴承合金的组织最好在软基体上）良好的耐蚀性、导热性，轴承合金的组织最好在软基体上分布着硬质点。软基体（或软质点）被磨损而凹陷，硬的质点（或分布着硬质点。软基体（或软质点）被磨损而凹陷，硬的质点（或硬基体）耐磨相对凸起。凹陷部分可保持润滑油，凸起部分可支持硬基体）耐磨相对凸起。凹陷部分可保持