金属材料学第11章-钛合金课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《金属材料学第11章-钛合金课件.ppt》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 金属材料 11 钛合金 课件
- 资源描述:
-
1、2022-12-1511.1概述 钛及其合金是上世纪40年代发展起来的一类新型结构材料o Ti的物理性能 纯Ti熔点1668。强度高,强度高,是是Al的的6倍,塑性好,便于冷倍,塑性好,便于冷热加工。热加工。还具有超导、记忆、储氢等特殊性能。o 热处理热处理 纯纯Ti不能热处理强化,只能进不能热处理强化,只能进行冷变形强化,行冷变形强化,型钛合金可热处理。美美F-22战机约战机约36%重量的零重量的零件用钛合金制造件用钛合金制造11钛合金titaniumalloy2022-12-15o 纯钛主要用于纯钛主要用于 350以以下工作、强度要求不高下工作、强度要求不高的零件,如石油化工用的零件,如石
2、油化工用热交换器、反应器,海热交换器、反应器,海水净化装置及舰船零部水净化装置及舰船零部件。件。钛钢复合反应釜钛钢复合反应釜钛管换热器钛管换热器钛制蒸馏塔钛制蒸馏塔2022-12-1511.1.1钛的基本性质与合金化钛的基本性质与合金化有同素异构转变。有同素异构转变。,bcc|882|,hcp 比强度高。比强度高。=4.51g/cm3,可保持到,可保持到550600耐蚀性好。形成保护膜耐蚀性好。形成保护膜,耐海水腐蚀性是最好的耐海水腐蚀性是最好的低温性能好。在低温性能好。在77K下仍有良好的力学性能下仍有良好的力学性能导热系数低。比铁低导热系数低。比铁低4.5倍,易产生热应力倍,易产生热应力主
3、要合金元素有主要合金元素有A1、Zr、V、Mo、Mn、Cr等等2022-12-15一、钛的合金化及分类(一)合金元素与钛的作用o 1)稳定型相图,扩大相区的元素有Al、Sn、O、N、C等。o 2)稳定型相图,扩大相区的元素有V、Mo 等。o 3)+共析型相图,使共析的元素有Mn、Fe、Cr、Cu、Si、Ni、Ag等。o 4)和全溶型相图,如Zr、Ha等。图11.1钛与合金元素的典型二元线图a)稳定型,Al、Sn;b)稳定型V、Mo,c)+共析型,Mn、Cr;d)和全溶型,Ha、ZrTi-Sn相图2022-12-15稳定型(包析)稳定型(共析)和全溶型共析型2022-12-15o(二)钛合金的分
4、类(GB/T362194)o 在退火状态下,按组织分型钛合金、型钛合金和型钛合金,以TA、TB、TC表示。符号后面的数字表示顺序号。符号后面的数字表示顺序号。o TA7:Ti-5Al-2.5Sno TB2:Ti-3Al-8Cr-5Mo-5Vo TC4:Ti-6Al-4V2022-12-15各各类类合合金金特特点点 钛合金钛合金高温性能好高温性能好,组织稳定,焊接性好,组织稳定,焊接性好,是常用耐热钛合金,但常温强度低,塑性不高是常用耐热钛合金,但常温强度低,塑性不高 +钛合金钛合金可热处理强化可热处理强化,常温强度高,中温,常温强度高,中温的耐热性也不错,但组织不够稳定,焊接性差的耐热性也不错
5、,但组织不够稳定,焊接性差 合金塑性加工性好,合金浓度适当时,通过合金塑性加工性好,合金浓度适当时,通过热处理可获得高的常温力学性能,是发展热处理可获得高的常温力学性能,是发展高强度高强度钛钛合金的基础,但组织不够稳定,冶炼工艺复杂合金的基础,但组织不够稳定,冶炼工艺复杂 应用程度应用程度:+合金合金 合金合金 钛合金钛合金二、钛合金特点2022-12-15 1 1、钛合金钛合金(Al/Sn)(Al/Sn)主要主要Me是是Al和和Sn,固溶强化,固溶强化:+1%Me,强度,强度3570MPaAl作作用用特特点点 A1在在相中固溶度很大相中固溶度很大,耐热性耐热性(500)但但Al6后后与与共格
6、有序相共格有序相2(Ti3Al)2是硬而脆中间相,对合金塑韧性不利。是硬而脆中间相,对合金塑韧性不利。Al大于大于25%后,则出现后,则出现相(相(TiAl)应应用用特特点点 一般工业用钛合金一般工业用钛合金Al含量很少超过含量很少超过6。钛合金使用温度钛合金使用温度500。钛合金不能热处理强化,退火或热轧态钛合金不能热处理强化,退火或热轧态下使用。下使用。TA7是应用最多的一种。是应用最多的一种。TA4TA6是是Ti-Al系二元合金系二元合金2022-12-152 2、+钛合金钛合金(Al/V、Mo)合合金金化化特特点点 含含46%的的稳定元素稳定元素和和同时强化。同时强化。+合金性能主要由
7、合金性能主要由相元素来决定。相元素来决定。相元素主要是铝相元素主要是铝,67%以免生成以免生成2而而韧性。另补加少量中性元素韧性。另补加少量中性元素锡和锆锡和锆。元素选择较复杂。元素选择较复杂。+Mo和和V等,再适当等,再适当+少少量量Mn和和Cr或微量或微量Si。性性能能特特点点 +钛合金力学性能变化范围较宽,可适钛合金力学性能变化范围较宽,可适应各种用途,约占航空工业使用的钛合金应各种用途,约占航空工业使用的钛合金70以上。目前国内外应用最广泛的以上。目前国内外应用最广泛的+钛合金钛合金是是Ti-A1-V系的系的Ti-6A1-4V,即,即TC4合金。合金。2022-12-153 3、钛合金
8、钛合金(Mo(Mo、V/Cr)V/Cr)钛合金是发展高强度钛合金潜力最大的合金。钛合金是发展高强度钛合金潜力最大的合金。热处理热处理特点特点 合金化特点:加入大量合金化特点:加入大量稳定元素。稳定元素。热处理特点热处理特点:室温为单相室温为单相组织,经时效可组织,经时效可强度。淬火态下能冷成型强度。淬火态下能冷成型进行时效处理。进行时效处理。性能性能特点特点与应与应用用 强韧性优于强韧性优于+合金,具有良好的焊接性和合金,具有良好的焊接性和压力加工性。缺点是压力加工性。缺点是元素浓度高,密度元素浓度高,密度,易,易偏析,性能波动大。偏析,性能波动大。相元素多是稀有金属,价相元素多是稀有金属,价
9、格格,200使用,应用受限制使用,应用受限制.目前应用的加工钛仅目前应用的加工钛仅TB2,主要用于制造各种主要用于制造各种整体热处理的冲压件和焊接件;如轮盘、轴类整体热处理的冲压件和焊接件;如轮盘、轴类等重载荷旋转件,以及飞机的构件等等重载荷旋转件,以及飞机的构件等2022-12-1511.1.2钛合金的相变C0tk2022-12-15基基本本概概念念 相相(bcc)六方马氏体六方马氏体(hcp);斜方马氏体。斜方马氏体。tk :当:当t淬淬到一定温度,到一定温度,相浓度相浓度到到Ck时,时,淬火到室温淬火到室温相也不发生相也不发生M转变的临界淬火温度。转变的临界淬火温度。Ck和和tk是非常重
10、要的两个参数。是非常重要的两个参数。Ck:Ms相不发生相不发生M转变的合金浓度转变的合金浓度钛合金钛合金M是置换型过饱和固溶体,与钢间隙式是置换型过饱和固溶体,与钢间隙式M不同不同1、马氏体转变、马氏体转变 2022-12-152 2、相的形成相的形成 稳定型钛合金的成分位于临界浓度稳定型钛合金的成分位于临界浓度Ck附近时,淬火时附近时,淬火时除形成除形成或或r外,还能形成淬火外,还能形成淬火相,用相,用q表示。表示。特特点点性性质质 是六方晶格,与是六方晶格,与相有共格关系。相有共格关系。相形相形状与状与Me原子半径原子半径r有关,有关,r与钛相差较小的合金,与钛相差较小的合金,相是椭圆形,
11、相是椭圆形,r相差较大时为立方体形相差较大时为立方体形 相硬而脆,虽相硬而脆,虽强度、硬度和弹性模量,强度、硬度和弹性模量,但塑性急剧但塑性急剧。一般情况下。一般情况下,相是有害组织,在相是有害组织,在热处理时都要避开它的形成区间。加热处理时都要避开它的形成区间。加A1能抑制能抑制相的形成相的形成 大多数工业用钛合金都含有大多数工业用钛合金都含有A12022-12-153、过冷过冷(残余)残余)r 的形成的形成o合金元素浓度较高,马氏体转变温度低于室温,合金元素浓度较高,马氏体转变温度低于室温,被被冻结,形成冻结,形成r,成为,成为钛合金。钛合金。o为体心立方,具有较好的塑性,冷加工性能与纯钛
展开阅读全文