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镍钛合金的一些特殊性质及加工方法

镍钛合金的一些特殊性质及加工方法
镍钛合金的一些特殊性质及加工方法

镍钛合金的一些特殊性质及加工方法

钛合金特性及加工办法

精心整理 钛合金特性及加工方法 钛合金以其强度高、机械性能及抗蚀性良好而成为飞机及发动机理想的制造材料,但由于其切削加工性差,长期以来在很大程度上制约了它的应用。随着加工工艺技术的发展,近年来,钛合金已广泛应用于飞机发动机的压气机段、发动机罩、排气装置等零件的制造以及飞机的大梁隔框等结构框架件的制造。我公司某新型航空发动机的钛合金零件约占零件总数的11%。本文是在该新机试制过程中积累的对钛合金材料切削特性以及在不同加工方法下表现出的具体特点的认识及所应采取工艺措施的经验总结。 1钛合金的切削加工性及普遍原则 钛合金按金属组织分为a 相、b 相、a+b 相,分别以TA ,TB ,TC 表示其牌号和类型。我公司某新型发动 600 损严重。 要保持刀刃锋利,以保证排屑流畅,避免粘屑崩刃。 切削速度宜低,以免切削温度过高;进给量适中,过大易烧刀,过小则因刀刃在加工硬化层中工作而磨损过快;切削深度可较大,使刀尖在硬化层以下工作,有利于提高刀具耐用度。 加工时须加冷却液充分冷却。 切削钛合金时吃刀抗力较大,故工艺系统需保证有足够的刚度。由于钛合金易变形,所以切削夹紧力不能大,特别是在某些精加工工序时,必要时可使用一定的辅助支承。 以上是钛合金加工时需考虑的普遍原则,事实上,用不同的加工方法时及在不同的条件下存在着不同的矛盾突出点和解决问题的侧重点。 2钛合金切削加工的工艺措施

车削 钛合金车削易获得较好的表面粗糙度,加工硬化不严重,但切削温度高,刀具磨损快。针对这些特点,主要在刀具、切削参数方面采取以下措施: 刀具材料:根据工厂现有条件选用YG6,YG8,YG10HT。 刀具几何参数:合适的刀具前后角、刀尖磨圆。 较低的切削速度。 适中的进给量。 较深的切削深度。 选用的具体参数见表1。 表1车削钛合金参数表工序车刀前角go ° ° mm m/min mm mm/r 粗车56 精车56 铣削 了3 此外,为使钛合金顺利铣削,还应注意以下几点: 相对于通用标准铣刀,前角应减小,后角应加大。 铣削速度宜低。 尽量采用尖齿铣刀,避免使用铲齿铣刀。 刀尖应圆滑转接。 大量使用切削液。 为提高生产效率,可适当增加铣削深度与宽度,铣削深度一般粗加工为 1.5~3.0mm,精加工为0.2~0.5mm。 磨削 磨削钛合金零件常见的问题是粘屑造成砂轮堵塞以及零件表面烧伤。其原因是钛合金的导热性差,使磨削区产生高温,从而使钛合金与磨料发生粘结、扩散以及强烈的化学反应。粘屑和砂轮堵塞导致磨削比显著

钛及钛合金机械加工要求综述

钛及钛合金机械加工要求 一、钛及钛合金切削特点: 1、变形系数小:变形系数小于或接近于1,切削在前刀面上滑动摩擦的路程大大增大,加速刀具磨损。 2、切屑温度高:在相同的切削条件下,切削温度可比切削45号钢时高出一倍以上。 3、单位面积上的切削力大:容易造成崩刃,加大刀具磨损并影响零件的精度。 4、冷硬现象严重:降低零件的疲劳强度,加剧刀具磨损。 5、刀具磨损:在切削温度高和单位面积上切削力大的条件下,刀具很容易产生粘结磨损。 二、刀具选择 1、切削加工钛及钛合金应从降低切削温度和减少粘结两方面出发,选用红硬性好,抗弯强度高,导热性能好,与钛合金金亲和性差的刀具材料。 2、常选用YG类硬质合金刀具比较适合,常用的硬质合金刀具材料为:YG8、YG 3、YG6X、YG6A、813、643、YS2T和YD15等。 3、也可以选用金刚石和立方氮化硼作刀具。 三、加工设备要求 1、设署专用加工场地,确定专用加工钛及钛合金的机床。 2、工作区域辅设橡胶板或木地板,以免碰伤、擦伤钛材表面。

3、与钛及钛合金接触的所有工具、夹具、机床或其它装置必须洁净。 4、经清洗过的钛合金零件,要防止油脂或指印污染,否则以后可能造成盐(氯化钠的应力腐蚀。 5、禁止使用铅、铜、锡、镉及其合金,锌基合金制作的工具,夹具与钛,钛合金接触。 四、切削加工的要求 1、由于钛及钛合金的弹性模量小,工件在加工中的夹紧变形和受力变形大,会降低工件的加工精度,工件安装时夹紧力不宜过大,必要时可增加辅助支承。 2、切削液选用不含氯化物的切削液。 3、切削时,应大量浇注切削液,使钛及钛合金加工时充分得到冷却。 4、加工时,应防止切屑在机床上堆积。 5、刀具用钝后立即进行更换,或降低切削速度,加大进给量以加大切屑厚度。 6、加工时如一旦着火,应采用滑石粉,石灰石粉末,干砂等灭火器材进行扑灭,严禁使用四氯化碳,二氧化碳灭火器,也不能浇水。

超弹性钛镍形状记忆合金棒材和丝材-编制说明

《超弹性钛镍形状记忆合金棒材和丝材》 编制说明(征求意见稿) 一、 工作简况 1.1本标准项目涉及的产品简况: 本标准针对适用于眼镜架、矫形丝、导引丝、通信天 线等用途的超弹性钛镍形状记忆合金棒材和丝材产品的化学成分、 尺寸、弯曲度、超弹性性 能、力学性能、高低倍组织、表面质量等技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运 输、贮存等进行了规定。 目前国内钛镍合金生产已具有一定的规模,但与国际相关生产技术相比仍存在差距。在 钛镍合金的熔炼技术方面,美国、日本已走在了世界的前列,例如美国 WahCha ng 公司可以 生产单锭重量达3吨的钛镍合金铸锭。国内一般采用25kg 或50kg 真空中频感应炉生产铸锭, 存在的问题是铸锭规格小、效率低、杂质含量高,产品的成品率仅为 50%左右,不适合规模 化生产。 国外钛镍合金生产广泛采用将大规格铸锭通过挤压方法生产棒坯料, 然后再轧制拉拔成 棒丝材的工艺,其先进的生产线主要是采用了连续式高速轧机, 精轧采用三辊、四辊定径轧 机等,生产线产能较大,但设备复杂,投资较大。 我国钛镍合金棒丝材普遍采用与普通钛合 金相似的加工工艺,即铸锭锻造开坯后轧制、旋锻、拉拔的工艺,生产规模普遍较小,经济 效益低,产品质量和精度与国际先进水平有较大差距,缺乏竞争力。 产品生产工艺路线如下图所示: 图1超弹性钛镍形状记忆合金棒材和丝材生产工艺流程图 1.2任务来源:根据国标委发[2018]60号20192049-T-610,由西安思维金属材料有限公 司、有研亿金新材料股份有限公司、有研医疗器械(北京)有限公司承担国家标准《超弹性 钛镍形状记忆合金棒材和丝材》的编制工作,计划完成年限为 2019年。 1.3标准项目申报单位简况: 西安思维金属材料有限公司于 2012年注册成立,主营业务 为钛镍材料和钛及钛合金丝材及深加工产品的研发、 生产和销售,主导产品为钛镍合金棒材、 丝材、板材及航空航天和工程用钛合金棒丝材两大类产品。公司 2013年经认证成为“陕西 省和西安市民营科技企业”、“西安市高新技术企业”, 2014年经认定为“陕西省中小企 业创新研发中心”; 2015年被认定为国家“高新技术企业”; 2018年被认定为西安市 TOP100企业及“陕西省科技型中小企业” ;并已通过 ISO 9001-2008、ISO14001-2004 及 GB/T28001-2011管理体系认证。公司目前在研科研项目 15余项,其中获得国家、省、市政 府支持的项目 10 余项,获得 2017 年陕西省科技进步三等奖, 西安市科技进步一等奖。 公司 2012 年至今起草制定国家标准、有色金属行业标准 10 余项。公司依托西北有色金属研究院 电热张力矫直 [表面磨削 —? 「表面氧化处理 ----------- ? 拉 丝 成品矫直 扒皮,切冒口 棒、丝坯旋锻 性能检测 入库

钛合金切削中刀具材料选用及加工工艺介绍

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6mm。 c.切削加工情况:有YG8铣平面,刀具切削轻松,在进刀与工件接触时 以及刀具将工件切透时有振动,中间切削过程平稳,使用磨削液。 留0.5mm 余量进行精铣,可获得R a1.6的表面粗糙度。 2.加工十字形状 a.刀具选择:选用硬质合金立铣刀,刀具材料为Y330。铣刀外径?40。 b.切削参数选择:主轴转速235r/min。 c.切削加工情况:用Y330加工十字形状,手动横向进给,刀具切削轻 松,切削时加磨削液充分冷却。精铣时铣刀底刃修磨R2,后角为1 0°~12°,并用碳化硅油石修磨使切削刃光滑,工件能得到R a1.6 的表面粗糙度。此时后角的选择,尤其是刀具圆弧面后角的选择至 关重要,过大,会在铣削过程中产生振动,容易崩刃,使切削刃产 生锯口,加剧磨损:过小,会造成排屑、断屑困难,切屑还会粘刀, 后刀面与工件磨擦现象严重,刀具磨损加快。因此正确地修磨后角, 可以提高刀具的使用寿命。 3.车削工件内外圆弧表面 刀具材料、几何参数及切削用量的选择如下: a.刀具材料为YG8,45°偏刀断续切削,使用磨削液让切削刃冷却。用工装夹 持工件,每组加工8件,粗车切削用量V=25~38m/min,f=0.3~0.5mm/r, ap=3~5mm.如加工中间内孔,在连续切削的条件下精车,切削用量V=50~7 5m/min,f=0.1~0.2mm/r,ap=0.25~0.8mm。 前角γ=8°~12°能保证刀具强度。 .磨出0.05~0.1mm的负倒棱,增强切削刃强度。 .后角a=15°~20°,以减少后刀面与工件的摩擦,提高刀具寿命。 .粗车时,刃倾角λ=-3°~-5°,精车时刃倾角λ=-3°~0°。 .粗车时,刀尖圆弧半径r0=0.5mm,精车时r0=1~2mm,以增强刀尖强度。 .切削加工情况:通过以上参数选择,工件可获得R a1.6的表面粗糙度,并能有效地提高刀具寿命,主切削刃在刃磨后用碳化硅油石研磨出倒棱,可消除刃磨产生的锯口,提高抗磨损能力,并增强主切削刃强度。 .加工零件两边U形弧槽 图1所示U槽深约24mm,宽18mm,圆弧为28,弧形槽弦长61mm,为半盲槽,加工 后底部弧面及两侧面壁厚为4mm。由于是半盲槽,刀具进入切槽后,铣削阻力增大, 排屑不畅,刀具与切屑挤压现象严重,切削过程中有振动,刀具易崩刃,如继续切 削,刀具将在颈部处折断。加工后的零件表面凹凸不平,表面粗糙度达不到要求。 在选用刀具上,原选用硬质合金立铣刀加工,由于铣削产生的振动使铣刀崩刃,刀 具寿命较短。后改用超硬铝高速钢铣刀(刀具牌号W6Mo5Cr4V2Al)切槽,取得了较满 意的效果。其加工步骤如下: a.先将铣刀底部磨出圆角R2,后角值取8°~12°,并用油石修光。如果刀具

钛合金切削加工知识

合金磨削刀具-钛合金的切削加工 首页>行业信息>行业信息> 合金磨削刀具-钛合金的切削加工 摘要:文件地点传真-500kV世博输变电工程设备采购招标混凝土机械设备-我国混凝土泵车的研发趋势器 材行业企业-2008年是纺织机械发展预测除尘器粉尘气体-现代锅炉除尘设备简介控制器技术空调-我国将 制定变频控制器标准终结市场混乱新产品功能水平-中联环卫机械公司五款新产品通过验收波兰装配厂-扩 大欧洲市场份额徐工波兰装配厂落成叉车鸟巢开幕式-龙工叉车为奥运鸟巢极速“变装”出力(图)刀具加工 刀片-Kennametal公司推出KB9640新刀具工程机械企业-工程机械租赁业发展前景广阔1.钛合金可分为哪几类?钛是同素异构体,熔点为1720℃,在低于882℃时呈密排六方晶格结构,称为α钛;在882℃以 上呈体心立方品格结构,称为β钛。利用钛的上述两种结构的不同特点,添加适当的合金元素,使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金。室温下,合金,磨削,刀具,丝锥,切屑,砂轮,磨损,铰刀,硬质合金,温度, 1.钛合金可分为哪几类? 钛是同素异构体,熔点为1720℃,在低于882℃时呈密排六方晶格结构,称为α钛;在882℃以上呈体心立方品格结构,称为β钛。利用钛的上述两种结构的不同特点,添加适当的合金元素,使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金。室温下,钛合金有三种基体组织,钛合金也就分为以下三类: (1) α钛合金:它是α相固溶体组成的单相合金,不论是在一般温度下还是在较高的实际应用温度下,均是α相,组织稳定,耐磨性高于纯钛,抗氧化能力强。在500℃~600℃的温度下,仍保持其强度和抗蠕变性能,但不能进行热处理强化,室温强度不高。 (2) β钛合金:它是β相固溶体组成的单相合金,未热处理即具有较高的强度,淬火、时效后合金得到进一步强化,室温强度可达1372~1666 MPa;但热稳定性较差,不宜在高温下使用。 (3) α+β钛合金:它是双相合金,具有良好的综合性能,组织稳定性好,有良好的韧性、塑性和高温变形性能,能较好地进行热压力加工,能进行淬火、时效使合金强化。热处理后的强度约比退火状态提高50%~100%;高温强度高,可在400℃~500℃的温度下长期工作,其热稳定性次于α钛合金。 三种钛合金中最常用的是α钛合金和α+β钛合金;α钛合金的切削加工性最好,α+p钛合金次之,β钛合 金最差。α钛合金代号为TA,β钛合金代号为TB,α+β钛合金代号为TC。 2.钛合金有哪些性能和用途? 钛是一种新型金属,钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关,最纯的碘化钛杂质含量不超过0.1%,但其强度低、塑性高。99.5%工业纯钛的性能为:密度ρ=4.5g/cm3,熔点为1800℃,导热系数 λ=15.24W/(m.K),抗拉强度σb=539MPa,伸长率δ=25%,断面收缩率ψ=25%,弹性模量E=1.078×105MPa,硬度HB195。 (1)比强度高:钛合金的密度一般在4.5g/cm3左右,仅为钢的60%,纯钛的强度接近普通钢的强度,一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料, 见表7-1,可制出单位强度高、刚性好、质轻的零、部件。目前飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件 及起落架等都使用钛合金。

纯钛及钛合金热加工性能全参数

纯钛热加工性能参数 1. 来料牌号及化学成分 注:合金牌号对应标准GB/T3620.1-2007 2.纯钛的物理性能 熔点1668±4℃ 密度ρ=4.5g/cm3 弹性模量E=1.17×105MPa、G=0.44×105Mpa(约为钢的54%)导热系数λ=19.3Wm-1K-1 热膨胀系数10.2×10-6/℃(室温-700℃) 泊松比υ=0.33

3.常温下力学性能 4. 加热规范 板坯在热轧前需要在加热炉中均匀加热, 为防止氧扩散,应限制加热温度和时间,因此,从成材率、表面质量考虑,该扩散层的厚度越薄越好,为此,热轧带卷加热温度的设定应在保证稳定轧制并可卷制成带的情况下,尽可能低。通常工业纯钛在加热炉内最好加热至800~920℃。 纯钛料轧制时的加热制度和终轧温度 5. 轧制过程控制 热轧分为粗轧和精轧。粗轧通常使用可逆式轧机,从厚板坯(80~300mm )的轧制到供精轧机轧制的板材厚度(25~40mm ),需经5~7个道次的轧制。纯钛的粗轧终轧温度为790℃。精轧工序在6~7台串列式轧机进行,可将25~40mm 的板坯连续加工成钛带材(厚3~6mm ),轧制速度可达

300~600m/min。 轧制过程温度控制参数为:钛板坯在加热炉中加热到800~920℃,在910℃出炉;粗轧终轧温度为790℃,连续热轧时钛坯温度控制在650~800℃范围,终轧温度为670℃;在470~490℃温度范围进行卷取。轧制后立即将钛带在输出辊道上用水冷或空冷的方法,以大于5~10℃/s的速度冷却,在低于500℃时卷取,以保证带卷材质均匀。 其它工艺要点有:严格控制初轧及连轧时各机架压下量和各机架上带材的温度;避免辊道对带材表面划伤;每轧3~4块清理一下辊道上的金属沾污;热轧带卷初始阶段,需要建立一个稳定的、大于4MPa/mm2的后张力,防止因带材卷乱或松卷引起划伤。 轧制温度对纯钛的单位压力的影响

钛合金的切削加工及刀具设计

钛合金的切削加工及刀具设计 核心提示:分析了钛合金的相对可切削性,阐述了钛合金切削加工条件;以钛合金车加工和孔加工为例介绍了钛合金加工刀具的设计. 1.引言 钛及钛合金不仅是制造飞机、导弹、火箭等航天器的重要结构材料,而且在机械工程、海洋工程、生物工程及化学工程中的应用也日益广泛。如在阀门制造中,将不锈钢阀门与钛制阀门同时在酸性介质中使用,钛制阀门具有更好的使用寿命。 在钛中加入合金元素形成钛合金,其强度显着提高,σb可从350~700MPa提高到1200 MPa,因此在工业上应用钛合金的意义更具重要性。通常按使用状态下的组织将钛合金分为α钛合金(以TA表示)、β钛合金和(α+β)钛合金(以TC表示)三类,三种钛合金中最常用的是α钛合金和(α+β)钛合金。由于钛合金可切削性极差,因此给实际应用带来很多困难。笔者从钛合金的相对可切削性研究出发,根据多年生产经验提出较实用的刀具,供读者应用时参考。 2.钛合金可切削性的研究 若以45号钢的可切削性为100%,则钛合金的可切削性约为20~40%,其可切削性比不锈钢差,但比高温合金稍好。在钛合金中又按β型钛合金、α+β型钛合金、α型钛合金为序其可切削性逐步改善,而纯钛的可切削性最好。即在一般情况下,材料硬度愈高,加入合金元素越多,材料的可切削性越差。加工钛合金时,若材料硬度小于HB 300将会出现强烈粘刀现象,而硬度大于HB370时加工又极其困难,因此最好使钛合金材料的硬度在HB300~370之间。 2.1 钛合金切削机理的研究 (1)气体杂质的影响 各种气体杂质对于钛合金的可切削性有很大影响,其中最显着的是氧、氢和氮;钛合金的可切削性随着气体在钛合金中的含量增加而恶化。

钛及钛合金牌号和化学成分汇总

《钛及钛合金牌号和化学成分》(2009/11/30 15:05) (引用地址:未提供) 目录:行业知识 浏览字体:大中小 《钛及钛合金牌号和化学成分》 目前,金属钛生产的工业方法是可劳尔法,产品为海绵钛。制取钛材传统的工艺是将海绵钛经熔铸成锭,再加工而成钛材。按此,从采矿到制成钛材的工艺过程的主要步骤为: 钛矿->采矿->选矿->太精矿->富集->富钛料->氯化->粗 TiCl4->精制->纯TiCl4->镁还原->海绵钛->熔铸->钛锭->加工->钛材或钛部件上述步骤中如果采矿得到的是金红石,则不必经过富集,可以直接进行氯化制取粗TiCI4。另外,熔铸作业应属冶金工艺,但有时也归入加工工艺。 上述工艺过程中的加工过程是指塑性加工和铸造而言。塑性加工方法又包括锻造、挤压、轧制、拉伸等。它可将钛锭加工成各种尺寸的饼材、环材、板材、管材、棒材、型材等制品,也可用铸造方法制成各种形状的零件、部件。

钛和钛合金塑性加工具有变形抗力大;常温塑性差、屈服极限和强度极限比值高、回弹大、对缺口敏感、变形过程易与模具粘结、加热时又易吸咐有害气体等特点,塑性加工较钢、铜困难。 故钛和钛合金的加工工艺必须考虑它们的这些特点。 钛采用塑性加工,加土尺寸不受限制,又能够大批量生产,但成材率低,加工过程中产生大量废屑残料。钛材生产的原则流程如图1—1。 针对钛塑性加工的上述缺点,近年来发展了钛的粉末冶金工艺。钛的粉末冶金流程与普通粉末冶金相同,只是烧结必须要在真空下进行。它适用乎生产大批量、小尺寸的零件,特别适用于生产复杂的零部件。这种方法几乎无须再经过加工处理,成材率高,既可充分利用钛废料作原料,又可以降低生产成本,但不能生产大尺寸的钛件。钛的粉末冶金工艺流程为:钛粉(或钛合金粉)->筛分->混合->压制成形->烧结->辅助加工->钛制品。

钛合金加工性能

一,钛合金大类综述 钛合金具有强度高而密度又小,机械性能好,韧性和抗蚀性能很好。另外,钛合金的工艺性能差,切削加工困难,在热加工中,非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。还有抗磨性差,生产工艺复杂。 钛合金是航空航天工业中使用的一种新的重要结构材料,比重、强度和使用温度介于铝和钢之间,但比强度高并具有优异的抗海水腐蚀性能和超低温性能。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件,其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。 室温下,钛合金有三种基体组织,钛合金也就分为以下三类:α合金,(α+β)合金和β合金。中国分别以TA、TC、TB表示。 钛合金性能特点: ①使用温度高,在中等温度下仍能保持所要求的强度,可在450~500℃的温度下长期工作。②钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作,其抗蚀性远优于不锈钢;对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强;对碱、氯化物、氯的有机物品、硝酸、硫酸等有优良的抗腐蚀能力。但钛对具有还原性氧及铬盐介质的抗蚀性差。③钛合金在低温和超低温下,仍能保持其力学性能。低温性能好,间隙元素极低的钛合金,如TA7,在-253℃下还能保持一定的塑性。因此,钛合金也是一种重要的低温结构材料。 二,典型牌号分析 三,难加工原因 钛合金的硬度大于HB350时切削加工特别困难,小于HB300时则容易出现粘刀现象,也难于切削。 ①,变形系数小:这是钛合金切削加工的显著特点,变形系数小于或接近于1。切屑 在前刀面上滑动摩擦的路程大大增大,加速刀具磨损。 ②,切削温度高:由于钛合金的导热系数很小,切屑与前刀面的接触长度极短,切削 时产生的热不易传出,集中在切削区和切削刃附近的较小范围内,切削温度很高。 在相同的切削条件下,切削温度可比切削45号钢时高出一倍以上。 ③,单位面积上的切削力大:主切削力比切钢时约小20%,由于切屑与前刀面的接触 长度极短,单位接触面积上的切削力大大增加,容易造成崩刃。同时,由于钛合金的弹性模量小,加工时在径向力作用下容易产生弯曲变形,引起振动,加大刀具磨损并影响零件的精度。因此,要求工艺系统应具有较好的刚性。 ④,冷硬现象严重:由于钛的化学活性大,在高的切削温度下,很容易吸收空气中的 氧和氮形成硬而脆的外皮;同时切削过程中的塑性变形也会造成表面硬化。冷硬现象不仅会降低零件的疲劳强度,而且能加剧刀具磨损,是切削钛合金时的一个很重要特点。 ⑤,刀具易磨损:毛坯经过冲压、锻造、热轧等方法加工后,形成硬而脆的不均匀外 皮,极易造成崩刃现象,使得切除硬皮成为钛合金加工中最困难的工序。另外,由于钛合金对刀具材料的化学亲和性强,在切削温度高和单位面积上切削力大的条件下,刀具很容易产生粘结磨损。 四,拟采取的措施 1,刀具材料 切削加工钛合金应从降低切削温度和减少粘结两方面出发,选用红硬性好、抗弯强度高、导热性能好、与钛合金亲和性差的刀具材料,YG类硬质合金比较合适。常用的硬质合金刀具材料有YG8、YG3、YG6X、YG6A、813、643、YS2T和YD15等。2,刀具几何参数

钛合金切削加工知识

首页>行业信息>行业信息> 合金磨削刀具-钛合金的切削加工 摘要:文件地点传真-上海500kV世博输变电工程设备采购招标混凝土机械设备-我国混凝土泵车的研发趋势器材行业企业-2008年是纺织机械发展预测除尘器粉尘气体-现代锅炉除尘设备简介控制器技术空调-我国将制定变频控制器标准终结市场混乱新产品功能水平-中联环卫机械公司五款新产品通过验收波兰装配 厂徐州-扩大欧洲市场份额徐工波兰装配厂落成叉车鸟巢开幕式-龙工叉车为奥运鸟巢极速“变装”出力(图)刀具加工刀片-Kennametal公司推出KB9640新刀具工程机械企业-工程机械租赁业发展前景广阔1.钛合金可分为哪几类?钛是同素异构体,熔点为1720℃,在低于882℃时呈密排六方晶格结构,称为α钛;在882℃以上呈体心立方品格结构,称为β钛。利用钛的上述两种结构的不同特点,添加适当的合金元素,使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金。室温下,合金,磨削,刀具,丝锥,切屑,砂轮,磨损,铰刀,硬质合金,温度, 1.钛合金可分为哪几类? 钛是同素异构体,熔点为1720℃,在低于882℃时呈密排六方晶格结构,称为α钛;在882℃以上呈体心立方品格结构,称为β钛。利用钛的上述两种结构的不同特点,添加适当的合金元素,使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金。室温下,钛合金有三种基体组织,钛合金也就分为以下三类: (1) α钛合金:它是α相固溶体组成的单相合金,不论是在一般温度下还是在较高的实际应用温度下,均是α相,组织稳定,耐磨性高于纯钛,抗氧化能力强。在500℃~600℃的温度下,仍保持其强度和抗蠕变性能,但不能进行热处理强化,室温强度不高。 (2) β钛合金:它是β相固溶体组成的单相合金,未热处理即具有较高的强度,淬火、时效后合金得到进一步强化,室温强度可达1372~1666 MPa;但热稳定性较差,不宜在高温下使用。 (3) α+β钛合金:它是双相合金,具有良好的综合性能,组织稳定性好,有良好的韧性、塑性和高温变形性能,能较好地进行热压力加工,能进行淬火、时效使合金强化。热处理后的强度约比退火状态提高50%~100%;高温强度高,可在400℃~500℃的温度下长期工作,其热稳定性次于α钛合金。 三种钛合金中最常用的是α钛合金和α+β钛合金;α钛合金的切削加工性最好,α+p钛合金次之,β钛合金最差。α钛合金代号为TA,β钛合金代号为TB,α+β钛合金代号为TC。 2.钛合金有哪些性能和用途? 钛是一种新型金属,钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关,最纯的碘化钛杂质含量不超过%,但其强度低、塑性高。%工业纯钛的性能为:密度ρ=cm3,熔点为1800℃,导热系数λ=,抗拉强度 σb=539MPa,伸长率δ=25%,断面收缩率ψ=25%,弹性模量E=×105MPa,硬度HB195。 (1)比强度高:钛合金的密度一般在cm3左右,仅为钢的60%,纯钛的强度接近普通钢的强度,一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料,见表7-1,可制出单位强度高、刚性好、质轻的零、部件。目前飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金。 (2)热强度高:对于α钛合金,在350℃时TA6的巩达422MPa、TA7的σb达491MPa,在500℃时TA8的σb达687MPa;对于α+β钛合金,在400℃时TC4的σb达618MPa、TC10的σb达834 MPa,在450℃时TC6和TC7的σb均达589MPa、TC8的σb达706MPa,在500℃时TC9的σb达785MPa。这两类钛合金在150℃~500℃范围内仍有很高的比强度,而铝合金在150℃时比强度明显下降。钛合金的工作温度可达500℃,铝合金则在200℃以下。

钛合金的切屑加工工艺综述

科技论坛钛合金的切屑加工工艺综述 裴东王波 (中国电子科技集团公司第十八研究所,天津300381 )1钛合金的切屑加工特点钛合金材料由于具有比重小、强度高,特别是在300~400℃高温下仍具有极高强度和抗蚀性等特点,已经成为航空航天工业中最重要的工程材料之一,获得了越来越广泛的应用。 但是,钛合金又是一种典型的难加工材料,切削性能很差。与其它金属材料相比,钛合金有如下切削特点:1.1变形系数小。这是钛合金切削加工的显著特点,由于变形系数小于或接近于1,切屑在前刀面上滑动摩擦的路程大大增大,加速刀具磨损。1.2切削温度高。由于钛合金的导热系数很小(只相当于45号钢的1/5~1/7),切屑与前刀面的接触长度极短,切削时产生的热不易传出,切削温度很高。在相同的切削条件下,切削温度可比切削45号钢时高出一倍以上,造成刀具因磨损加剧而报废。1.3单位面积上的切削力大。主切削力比切钢时约小20%,由于切屑与前刀面的接触长度极短,单位接触面积上的切削力大大增加,容易造成崩刃。同时,由于钛合金的弹性模量小,加工时在径向力作用下容易产生弯曲变形,引起振动,加大刀具磨损并影响零件的精度。1.4冷硬现象严重。由于钛的化学活性大,在高的切削温度下,很容易吸收空气中的氧和氮形成硬而脆的外皮;同时切削过程中的塑性变形也会造成表面硬化。冷硬现象不仅会降低零件的疲劳强度,而且能加剧刀具磨损,是切削钛合金时的一个很重要特点。2切屑刀具的选择2.1刀具材料切削加工钛合金为降低切削温度和减少粘结,应选用高温硬度好、抗弯强度高、导热性能好、与钛合金亲和性差的刀具材料。高速钢由于高温硬度低,耐热性差一般不作选择,但在其中参杂钒、 钴和铝等对高速钢进行改性后得到的高钒高速钢(如W12Cr4V4M o)、高 钴高速钢(如W2M o9Cr4VCo8)或铝高速钢(如W6M o5Cr4V2Al 、M 10M o4Cr4V3Al)等刀具材料,却适于制作切削钛合金的钻头、铰刀、 立铣刀、拉刀、丝锥等刀具。硬质合金刀具应该是较为理想的选则,但其中YT 类硬质合金会与钛合金产生剧烈的亲和作用,加剧刀具的粘结磨损,不宜用来切削钛合金;YG 类硬质合金刀具材料有YG8、YG3、YG6X 等都是切屑钛合金的较好选择,一般适用于小批量产品的加工。为了满足大批量钛合金产品的加工,最好选择有耐高温涂层的硬质合金刀具,减少由于刀具磨损而必须进行的换刀操作,提高加工效率。2.2刀具参数2.2.1前角γ0:钛合金切屑与前刀面的接触长度短,前角较小时既可增加刀屑的接触面积,使切削热和切削力不至于过分集中在切削刃附近,改善散热条件,又能加强切削刃,减小崩损的可能性。 一般取γ0=5°~15°。2.2.2后角α0:钛合金已加工表面弹性恢复 大、冷硬现象严重,采用大后角可减小对后刀面造成的摩擦、粘附、 粘结、撕裂等现象,以减小后刀面的磨损。各种切削钛合金刀具的后角基本上都大于等于15°。2.2.3主偏角κr 和副偏角κ'r :切削钛 合金时切削温度高、 弹性变形倾向大,在工艺系统刚性允许的条件下,应尽量减小主偏角,以增加切削部分的散热面积和减小切削刃单位长度上的负荷,一般采用κr =30°,粗加工时取κr =45°。减小 副偏角可以加强刀尖,有利于散热和降低加工表面粗糙度值,一般 取κ'r =10°~15°。2.2.4刃倾角λs :由于毛坯有硬皮和表层组织不均匀,粗车时切削刃容易崩损,为了增加切削刃的强度和锋利程度,应加大切屑的滑动速度,一般取λs =-3°~-5°,精车时λs =0°。2.2.5刀尖圆弧半径r ε:切削钛合金时刀尖是最薄弱的部分,容易崩掉和磨损, 需磨出刀尖圆弧, 一般r ε=0.5~ 1.5mm 。车削时采用负倒棱(b γ=0. 03~0.05mm , γ01=-10°~0°), 断(卷)屑槽的槽底 圆弧半径R n =6~8 mm 。 3切屑参数的选择 钛合金切削加工时,切屑参数的选择一般以采用较低的切削速度、较大的切削深度和进给量为原则。较低的切削速度能够有效降 低切屑刃的温度。有实验数据表明切屑刃在高温段的寿命相比低温段呈现非线性的急速下降,因此降低切屑速度能够延长刀具使用寿命, 提高加工效率。较大的切削深度能够使刀刃避免由于钛合金变形系数小,使前刀面上的滑动摩擦路程大大增大而造成的刀具磨损。同时由于冷硬现象的存在,较大切削深度使刀刃完全进入被切 削的钛合金表面内,有效以防止产生磨损或崩刃现象。 3.1切削速度Vc :切削速度对刀具耐用度影响最大,最好能使刀具在相对磨损最小的最佳切削速度下工作。切削不同牌号的钛合金,由于强度差别较大,切削速度应在刀具厂商提供的最佳切屑速 度的基础上通过试切试验适当调整。 3.2进给量f :进给量对刀具的耐用度影响较小,在保证加工表 面粗糙度的条件下,可选较大的进给量,一般取f=0.1~0.3mm/r 。 进给量太小, 使刀具在硬化层内切削,增加刀具磨损,同时极薄的切屑在高的切削温度下容易自燃,因此不允许f<0.05mm/r 。3.3切削深度αp :切削深度对刀具耐用度的影响最小,一般选用较大的切削深度, 这样不仅可以避免刀尖在硬化层内切削,减小刀具磨损, 还可增加刀刃工作长度,有利于散热,一般取αp =1~5mm 。4切屑液的选择 切削钛合金时,最大的问题就是切屑温度过高对刀具寿命的影响。为了降低切削温度,必须向切削区域内浇注大量的以冷却作用为主的切削液。 切削液应满足导热系数大、比热大、热容量大、汽化热大、汽化速度快、流量大、流速快等要求。一般说来,水比油的导热系数大 3~5倍,比热大1倍,汽化热几乎大10倍左右,故用水溶性切削液 较为合适。车、铣削钛合金时,常采用乳化液,或采用有极压添加剂的水溶性切削液。 极压乳化剂的配方见表1。极压添加剂的水溶性切削液的配方为见表2。对于钻孔、扩孔、铰孔、拉削、攻丝等工序,应该采用润滑作用较大的极压可溶性油作切削液, 如蓖麻油、油酸、硫化油、氯化油等。冷却润滑的方法最好采用高压喷雾冷却法、高压内冷却法等,这样才可起到良好的冷却、润滑作用。切削液流量不少于15~20L /min 。 结束语钛合金的切屑加工时除了合理的选择刀具、切屑参数和切屑液等, 同时还应注意切削加工中不能停止走刀,避免引起钛合金的加工硬化而损坏刀具,特别是在铣屑加工时还应多采用顺铣方式, 有效降低刀刃温度。 这些工艺措施的采用都能有效的延长切屑刀具的寿命,极大提高钛合金的切屑加工效率。摘要:论述了钛合金材料在切屑加工过程中的特点,分析了刀具、切屑参数和切削液等方面对钛合金切削加工的影响,总结了适于钛合金加工的切屑加工工艺。 关键词:钛合金;切屑;工艺;刀具;切屑液 95··

镍钛合金弓丝机械性能的研究进展

牙科设备镍钛合金弓丝机械性能 1 镍钛合金弓丝及其机械性能 牙科设备镍钛合金弓丝自20 世纪70 年代由Andreasen等[1- 2]引入正畸临床以来,以其能释放出较为持续、柔和的矫治力受到临床正畸医生的推崇。镍钛合金弓丝在正畸临床应用大致经历了以下3 个主要的发展阶段。 第1 代,普通镍钛合金弓丝时代,由Andreasen引入正畸临床。其相变温度(austenite finaltemperature,Af)高于口腔正常温度(37 ℃),在临床使用过程中不会发生相变,不表现出超弹性与形状记忆功能。因其形变释放的力偏大,力值衰减较快且不易弯曲成形,其临床使用受到限制。 第2 代,超弹性镍钛合金弓丝时代,诞生于20 世纪80 年。超弹性镍钛合金弓丝在应力作用下会发生相变且具有超弹性(又称拟弹性),其释放的力值较第1 代更柔和,也更持久。因其相变温度Af 远低于人体温度,故在口腔正常温度下此类镍钛弓丝不会发生相变,不能在临床应用中表达形状记忆功能。第2 代超弹性镍钛合金弓丝目前仍在临床广泛使用。 第3 代,诞生于20 世纪90 年代,是具有真正形状记忆功能的镍钛弓丝,又称作第3 代温控型镍钛合金弓丝和热激活型镍钛合金。该类弓丝刚性低、回弹性好,其相变温度Af 在35 ℃左右,可在正常口腔温度内发生相变,从而表现出超弹性和临床所需要的形状记忆功能。 2 温度对牙科设备镍钛合金弓丝机械性能的影响 人的口腔温度受体温、外界温度、口腔呼吸、摄入食物、吸烟、开闭口等因素的影响[3],并非恒定不变。有学者发现,口腔温度的波动对正畸弓丝,尤其是具有温度敏感性的镍钛丝的机械性能会产生影响。Iijima等[4]在23、37、60 ℃的恒定温度条件下检测超弹性镍钛合金方丝与温控型镍钛合金方丝的机械性能后发现,根据克劳修斯- 克拉佩隆(Clausius- Clapayron)模式,随温度的升高,镍钛合金弓丝诱导马氏体相变所需的临界应力增大;在温度由37 ℃上升至60 ℃再降回至37 ℃状态下时,以上镍钛合金弓丝在最后37 ℃的力值较最初37 ℃的力值大0.530~1.039 N。他们认为,这与加热或降温时镍钛合金相变过程中发生位错现象所导致的弓丝相变温度改变有关。Mullins等[5]在研究温度变化状态下温控型镍钛合金方丝机械性能时发现:在5 ℃加载、37 ℃卸载复合检测时,弓丝表现出在5 ℃单独加、卸载时的加载行为和在37 ℃单独加、卸载时的卸载行为,但所有测得的力值均小于5 ℃和37 ℃单独检测所获的试验结果。 镍钛合金弓丝能够表现出超弹性,是因为相变过程中产生了应力诱导的马氏体。这种马氏体相变与温度和加载应力密切相关,只有在弓丝相变温度与马氏体能存在的最高温度这一温度区间内,加载应力与弓丝才能产生应力诱导的马氏体,弓丝才能表现出超弹性。因此,镍钛合金弓丝的工作温度与其Af 之间的差值会影响此类弓丝力学性能。Meling等[6]的研究证实,相对于Af 为27 ℃和40 ℃的Cu- Ni- Ti 合金而言,Af 为35 ℃的Cu- Ni- Ti 合金弓丝具有更好的温度敏感性。 ——地狗齿科材料设备网

钛合金刀具选取

钛合金以优异的综合力学性能、低密度以及良好的耐腐蚀性,被誉为是一种使人类走向太空时代的战略性金属材料,不仅在航空航天及军工领域得到广泛的使用,而且开始逐渐渗透到经济生活的各个方面。随着中国航空航天事业的发展,钛合金的加工技术受到更多的关注和研究。 钛合金的分类 钛合金按照不同的方法有不同的分类,最常用的分类方法是按退火后组织特点分类,可分成α、α+β、β型钛合金[1-4]。 α型钛合金密度小,有很好的热强性和热稳定性,焊接性能好,室温、超低温和高温性能良好,但不能进行热处理强化。例如TiAl在600℃时,仍然有很高的强度,而且蠕变性能、热稳定性、疲劳性能和断裂韧性等方面都有好的表现,常用于喷气发动机涡轮盘和叶片的制造。 图1钛合金航空发动机叶轮 α+β型钛合金双相合金,组织稳定,韧性、塑性和高温变形性能随着β相稳定元素的增加而提高;有较好的热压力加工性,能进行淬火时效使合金强化,热处理后的强度约比退火状态提高50%~100%;高温强度高,可在400~500℃的温度下长期工作,其热稳定性次于α钛合金。α+β型钛合金中Ti-6Al-4V(中国牌号TC4)是钛合金中使用量最大的钛合金,在美国,其产量占钛合金产量一半以上,以其优良的综合力学性能和切削加工性大量用于航空零件制造[5-9]。图1为钛合金航空发动机叶轮。 β钛合金是β相固溶体组成的单相合金,室温的强度较高,冷加工和冷成型加工能力强,未热处理即具有较高的强度,淬火时效后合金强度得到进一步强化,室温强度可达1372~1666MPa;但热稳定性较差,不宜在高温下使用[10-13]。 钛合金切削加工的特点 钛合金本身所具有的物理和化学性能给切削加工带来了困难,具体表现有以下6点。 (1)钛合金的导热性差,是不良导热体金属材料。由于导热、导温系数小,是45号钢的1/6,所以在加工时所产生的高热量不能有效扩散,同时刀具的切削刃和切屑的接触长度短,使热量大量聚集在切削刃上,温度急剧上升,导致刀刃的红硬性下降,刀刃软化,加快刀具磨损[14]。 (2)钛合金的亲和力大。钛合金在加工中黏刀现象严重。增大了刀体与工件的摩擦,摩擦导致大量的热,降低了刀具的使用寿命。 (3)高的化学活性。在加工中,随着切屑温度的升高,容易与空气中的O、N、CO、CO2、H2O等发生反应,使间隙元素O、N的含量增加,工件的表面氧化变硬,难以加工,增大了刀具单位面积上所承受的切削力,刀尖应力变大,同时使前刀面和后刀面与工件的摩擦加

钛及钛合金锻造生产工艺规程汇总

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本工艺规程适用于真空熔炼的钛及钛合金铸锭经加热、锻造、机加工等工序而制成棒坯、棒材、板坯、饼环材的生产,制定了每个生产工序的工艺制度和管理要求。 1简明工艺流程见表1。 2铸锭的准备 2.1生产工艺员在接到生产作业计划后,要仔细对计划部分内容进行审核,如有问题,及时和计划员沟通,确定无误后,方可编制生产工艺。并通知相关人员到库房领料。 2.2领料人员应根据GB/3620.1 钛及钛合金牌号和化学成分及化学成分允许偏差GB/3620.2及企标的有关规定,核对铸锭合格证,并核对合金牌号、锭号、规格和重量是否与实物相符,确认无误后,再进行转料。 2.3 铸锭转入锻造厂房应摆放整齐,将标识摆放于易看到的方位或用金属(记号笔)在铸锭的两端或表面将锭号明显标出。 2.4生产工艺员在投料前应仔细研究产品所执行的技术标准,保证其化学成份能满足该产品的技术要求。否则,不能投料。 2.5铸锭转入锻造车间后炉工在装炉前必须对铸锭进行涂层,涂层时将铸锭用垫木或导辊垫起,并将铸锭表面的杂脏物、油污用清洗剂擦洗干净后再涂防氧化涂层。 2.6涂层时将写锭号的地方不要涂,以便装炉前确认锭号是否正确。 2.7涂层的厚度应控制在0.2~0.4㎜。涂层后必须干透即24小时后方可装炉

铸锭 ↓ 涂层 ↓ 加热 ↓ 锻造 ↓ ↓↓↓ 打磨刨面打磨 ↓↓↓ 加热修磨加热↓↓↓ 锻造检查锻造↓↓↓ 热处理称重刻口↓↓↓ 机加板坯锯切↓↓ 探伤平头倒角↓↓ 取样 ↓↓ 检查 ↓↓ 修磨 ↓↓ 检查热处理↓↓ 称重机加↓↓ 包装探伤↓↓ 棒材取样 ↓ 检查 ↓ 称重 ↓ 包装 ↓ 饼环材

钛合金切削加工工艺

钛合金切削加工工艺 一、钛合金的材料特性 钛合金产品的比强度在金属结构材料中是很高的,它的强度与钢材相当,但其重量仅为刚材的57% 。另外,钛及其合金的耐热性强,在500℃的大气中仍能保持良好的强度和稳定性,短时间工作温度甚至还可以高些。钛合金具有比重小、热强度高、热稳定性和抗腐蚀性好等特性,但该材料切削加工困难、加工效率低。所以怎么样攻克钛合金加工难,效率低得困难一直是我们的难题。 二、钛合金的切削加工 1、车削 钛合金产品车削易获得较好的表面粗糙度,加工硬化不严重,但切削温度高,刀具磨损快。针对这些特点,主要在刀具、切削参数方面采取以下措施: 刀具材料:根据工厂现有条件选用YG6,YG8,YG10HT。 刀具几何参数:合适的刀具前后角、刀尖磨圆。 较低的切削速度,适中的进给量,较深的切削深度,充分冷却,车外圆时刀尖不能高于工件中心,否则容易扎刀,精车及车削薄壁件时,刀具主偏角要大,一般为75~90°。 三、铣削 钛合金产品铣削比车削困难,因为铣削是断续切削,并且切屑易与刀刃发生粘结,当粘屑的刀齿再次切入工件时,粘屑被碰掉并带走一小块刀具材料,形成崩刃,极大地降低了刀具的耐用度。金属加工微信,内容不错,值得关注。因此对钛合金铣削采取了3点措施: 铣削方式:一般采用顺铣。刀具材料:高速钢M42。从工件装夹及设备方面提高工艺系统刚性。 这里需要特别指出的是:一般合金钢的加工均不采用顺铣,因机床丝杠、螺母间隙的影响,顺铣时,铣刀作用在工件上,在进给方向上的分力与进给方向相同,易使工件台产生间隙性窜动,造成打刀。对顺铣而言,刀齿一开始切入就碰到硬皮而导致刀具破损。但由于逆铣切屑是由薄到厚,在最初切入时刀具易与工件发生干摩擦,加重刀具的粘屑和崩刃,就钛合金而言,后一矛盾显得更为突出。 此外,为使钛合金顺利铣削,还应注意以下几点:相对于通用标准铣刀,前角应减小,后角应加大。;铣削速度宜低。;尽量采用尖齿铣刀,避免使用铲齿铣刀;刀尖应圆滑转接;大量使用切削液。;为提高生产效率,可适当增加铣削深度与宽度,铣削深度一般粗加工为1.5~3.0mm,精加工为0.2~0.5mm。 四、磨削 磨削钛合金零件常见的问题是粘屑造成砂轮堵塞以及零件表面烧伤。其原因是钛合金的导热性差,使磨削区产生高温,从而使钛合金与磨料发生粘结、扩散以及强烈的化学反应。粘屑和砂轮堵塞导致磨削比显著下降,扩散和化学反应的结果,使工件被磨表面烧伤,导致零件疲劳强度降低,这在磨削钛合金铸件时更为明显。 为解决这一问题,采取的措施是:选用合适的砂轮材料:绿碳化硅TL。稍低的砂轮硬度:ZR1。较粗的砂轮粒度:60。稍低的砂轮速度:10~20m/s。稍小的进给量,用乳化液充分冷却。

钛合金知识

钛合金知识 [作者:本站点击次数:353 更新时间:2010-2-24 ] 钛合金是以钛为基加入其他元素组成的合金。钛有两种同质异晶体:882℃以下为密排六方结构α钛,882℃以上为体心立方的β钛。 合金元素根据它们对相变温度的影响可分为三类: ①稳定α相、提高相转变温度的元素为α稳定元素,有铝、碳、氧和氮等。其中铝是钛合金主要合金元素,它对提高合金的常温和高温强度、降低比重、增加弹性模量有明显效果。 ②稳定β相、降低相变温度的元素为β稳定元素,又可分同晶型和共析型二种。前者有钼、铌、钒等;后者有铬、锰、铜、铁、硅等。 ③对相变温度影响不大的元素为中性元素,有锆、锡等。 氧、氮、碳和氢是钛合金的主要杂质。氧和氮在α相中有较大的溶解度,对钛合金有显著强化效果,但却使塑性下降。通常规定钛中氧和氮的含量分别在0.15~0.2%和0.04~0.05%以下。氢在α相中溶解度很小,钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物,使合金变脆。通常钛合金中氢含量控制在0.015%以下。氢在钛中的溶解是可逆的,可以用真空退火除去。 钛合金的分类 钛是同素异构体,熔点为1720℃,在低于882℃时呈密排六方晶格结构,称为α钛;在882℃以上呈体心立方品格结构,称为β钛。利用钛的上述两种结构的不同特点,添加适当的合金元素,使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金(titanium alloys)。室温下,钛合金有三种基体组织,钛合金也就分为以下三类:α合金,(α+β)合金和β合金。中国分别以TA、TC、TB表示。 α钛合金 它是α相固溶体组成的单相合金,不论是在一般温度下还是在较高的实际应用温度下,均是α相,组织稳定,耐磨性高于纯钛,抗氧化能力强。在500℃~600℃的温度下,仍保持其强度和抗蠕变性能,但不能进行热处理强化,室温强度不高。 β钛合金 它是β相固溶体组成的单相合金,未热处理即具有较高的强度,淬火、时效后合金得到进一步强化,室温强度可达1372~1666 MPa;但热稳定性较差,不宜在高温下使用。 α+β钛合金 它是双相合金,具有良好的综合性能,组织稳定性好,有良好的韧性、塑性和高温变形性能,能较好地进行热压力加工,能进行淬火、时效使合金强化。热处理后的强度约比退火状态提高50%~100%;高温强度高,可在400℃~500℃的温度下长期工作,其热稳定性次于α钛合金。 三种钛合金中最常用的是α钛合金和α+β钛合金;α钛合金的切削加工性最好,α+β钛合金次之,β钛合金最差。α钛合金代号为TA,β钛合金代号为TB,α+β钛合金代号为TC。 钛合金按用途可分为耐热合金、高强合金、耐蚀合金(钛-钼,钛-钯合金等)、低温合金以及特殊功能合金(钛-铁贮氢材料和钛-镍记忆合金)等。典型合金的成分和性能见表。

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