金屬材料（基礎(chǔ)課堂）

1、第三章 常用儀器材料特性和選材方法 1應(yīng)用分析 “發(fā)現(xiàn)號(hào)”航天飛機(jī) 先進(jìn)材料舉例 X-37B太空飛機(jī) (2010.4.22 ) 2應(yīng)用分析 人造太陽(yáng)可控核聚變裝置圖 切爾諾貝利核（裂變）電站 3應(yīng)用分析 合金 燃?xì)廨啓C(jī)燃燒 室火焰筒和葉 片等，須用鎳 基和鈷基合金 等高溫材料材料制 造 納米陶瓷復(fù)合人工股 骨頭及鈷鉻鉬合金股 骨柄 4應(yīng)用分析 合金 熱電材料的應(yīng)用 5應(yīng)用分析 復(fù)合材料的應(yīng)用 FACC（AG advanced composite components）為空客A380生產(chǎn)的復(fù)合材料構(gòu)件 航空復(fù)合材料包括 應(yīng)用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)上 的各種高性能碳纖 維、硼纖維等先進(jìn) 材料。航空復(fù)合材 料主

2、要用于制造航 空器的結(jié)構(gòu)件和內(nèi) 飾部件，包括機(jī)翼、 機(jī)身、肋板、發(fā)動(dòng) 機(jī)罩蓋、導(dǎo)流罩和 座椅、內(nèi)部裝飾、 舷窗等。 從上世紀(jì)70年代開 始服役的波音737 客機(jī)，其復(fù)合材料 用量不到10%，空 客最新研制的世界 最大的商用飛機(jī) A380采用占全機(jī) 身重量25%的復(fù)合 材料，而這一指標(biāo) 在波音的“夢(mèng)幻飛 機(jī)”787身上將達(dá) 到驚人的50%。 中航工業(yè)西飛收購(gòu)?qiáng)W地利先進(jìn)復(fù)合材料公司 6應(yīng)用分析 復(fù)合材料的應(yīng)用 中航工業(yè)西飛收購(gòu)?qiáng)W地利先進(jìn)復(fù)合材料公司 FACC為波音787生產(chǎn)的復(fù)合材料部件 先進(jìn)熱塑性復(fù)合材料,減輕汽車的重量 日本三菱 7應(yīng)用分析 3.1概述 工程 材料 金屬材料概述 黑色金屬（鋼鐵

3、材料） 有色金屬（非鐵金屬） 金屬 材料 陶瓷材料 高分子材料 復(fù)合材料 非金屬 材料 合成橡膠 塑料 合成纖維 8應(yīng)用分析 3.2.1 材料的力學(xué)性能 The four types of stresses 3.2 材料的基本性能 9應(yīng)用分析 Mechanical properties of metallic materials 應(yīng)力應(yīng)變曲線 10應(yīng)用分析 Mechanical properties of metallic materials 剛度(Stiffness)：外應(yīng)力作用下材料抵抗彈性變形能力。 彈性模量：E/ 強(qiáng)度(Strength)：材料在載荷作用下抵抗塑性變形或破 壞的最大能力

4、。 屈服強(qiáng)度：表示材料發(fā)生明顯塑性變形的抗力 Ps或 抗拉強(qiáng)度：b=Pb/F0 大應(yīng)力 斷裂前單位面積上所承受的最 11應(yīng)用分析 Mechanical properties of metallic materials 塑性(Plasticity)：外力作用下，材料發(fā)生不可逆的永 久性變形而不破壞的能力。 韌性(Ductility)：材料從塑性變形到斷裂全過程中吸收 能量的能力。 12應(yīng)用分析 應(yīng) 力 Mechanical properties of metallic materials 強(qiáng)度范疇 韌性范疇 剛度范疇 塑性范疇 應(yīng)變 13應(yīng)用分析 Mechanical properties of

5、 metallic materials 疲勞強(qiáng)度(Fatigue strength)：材料抵抗交變應(yīng)力作用下：材料抵抗交變應(yīng)力作用下 斷裂破壞的能力。 疲勞極限(Fatigue limit)：材料經(jīng)無數(shù)次應(yīng)力循環(huán)而不發(fā)：材料經(jīng)無數(shù)次應(yīng)力循環(huán)而不發(fā) 生疲勞斷裂的最高應(yīng)力值。 硬度(Hardness)：材料在表面上的小體積內(nèi)抵抗變 形或破裂的能力。 14應(yīng)用分析 延展性材料的斷裂 15應(yīng)用分析 斷面形貌 Al 16應(yīng)用分析 3.2.2材料物理化學(xué)性能 物理性能：密度、比重、熔點(diǎn)、 導(dǎo)電性、熱膨脹及導(dǎo)熱性、磁 性和耐磨性等。 化學(xué)性能：抗腐蝕性和 抗氧化性等。 17應(yīng)用分析 3.2.3材料的工藝性能

6、 鑄造性、焊接性、可鍛 性、切削加工性 18應(yīng)用分析 3.3 金屬材料概述 鋼鐵是經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的基本支柱，主要用于鐵路、建筑、橋梁、汽車 工業(yè)等領(lǐng)域。 中國(guó)鋼鐵產(chǎn)量世界第一， 2005年鋼鐵產(chǎn)量約3.5億噸，占全世界 產(chǎn)量的30%，是美國(guó)和日本的總和。2009年粗鋼產(chǎn)量達(dá)5.678億噸 ， 占全球半壁江山。中國(guó)目前至少有1/3的不符合質(zhì)量要求。 特種鋼材主要靠進(jìn)口。 鋼鐵材料 鋼鐵航母 鋁合金輪轂 19應(yīng)用分析 金屬材料(Metallic Materials) 純金屬和以純金屬為基體的合金 材料的總稱。 純金屬(Pure Metal)：由一種金屬元素構(gòu)成的單質(zhì)：由一種金屬元素構(gòu)成的單質(zhì)； 合金(A

7、lloy)：由兩種或兩種以上的金屬元 素或金屬與非金屬元素構(gòu)成。 20應(yīng)用分析 合金中的相 固溶體(Solid solution)：合金組元間以不同比例相互混合形成：合金組元間以不同比例相互混合形成 的具有與某一組元相同晶體結(jié)構(gòu)的合金 置換固溶體(Replaceable solid solution) 間隙固溶體(Interstitial solid solution) 金屬間化合物(Intermetallics)：合金組元相互作用形成的具 有自己獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的新相。 正常價(jià)化合物、電子化合物、間隙相、間隙化合物 21應(yīng)用分析 在103種元素中，金屬元素有81種 (1) 金屬材料的分類

8、 黑色金屬(Ferrous Metals) Metallic Materials有色金屬(Nonferrous Metals) 特殊金屬(Special Metals) 工業(yè)生產(chǎn)中，通常把以鐵為基的金屬材料稱為黑色金屬， 如鋼與鑄鐵，把非鐵金屬及其合金稱為有色金屬，如鉛、 鎳、鋅、鈦、銅等金屬及合金。 22應(yīng)用分析 giveup1e giveup2e giveup3e accept2eaccept1e inertgases S THE PERIODIC TABLE Columns: Similar Valence Structure Metal H Nonmetal He Li Be Inte

9、rmediate OF Ne Na Mg K Ca Sc Cl Ar Se Br Kr Rb SrY TeIXe Cs Ba Fr Ra Electropositive elements: Readily give up electrons to become + ions. Po At Rn Electronegative elements: Readily acquire electrons to become - ions. 6 23應(yīng)用分析 鋼鐵材料分類 Cast iron (鑄鐵鑄鐵) 含2 C 4 Carbon steel (碳素鋼碳素鋼) Ferrous MetalsSteel

10、(鋼鋼) 含C 0.042 Alloy steel (合金鋼合金鋼) Iron (純鐵純鐵) 含C 2.11% Si、Mn、S、P等。等。 鑄造性能良好； 切削加工性能優(yōu)異； 耐磨； 良好的減振性； 對(duì)缺口不敏感； CK7516A/20A數(shù)控車床 39應(yīng)用分析 Cast iron 歷史悠久 工程上最常用：機(jī)械制造、冶金、礦山、 石油化工、交通。 汽車：5070;機(jī)床：6090。 生產(chǎn)設(shè)備和工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜 40應(yīng)用分析 鑄鐵分類 根據(jù)碳在鐵中的存在形式 和斷裂斷口顏色 普通灰鑄鐵 片狀 灰口鑄鐵 石墨形態(tài) 球墨鑄鐵球狀 Grey cast iron 游離石墨；暗灰色 白口鑄鐵 White c

11、ast iron 滲碳體；白亮色 麻口鑄鐵 Mottled cast iron 滲碳體+游離石墨； 可鍛鑄鐵 蠕墨鑄鐵 團(tuán)絮狀 蠕蟲狀 41應(yīng)用分析 可 鍛 鑄 鐵 普 通 灰 鑄 鐵 蠕 墨 鑄 鐵 球 墨 鑄 鐵 42應(yīng)用分析 石墨對(duì)鑄鐵性能的影響 數(shù)量：石墨量越多，鑄鐵的抗拉強(qiáng)度越低。 (石墨相當(dāng)于鐵基體中的裂紋和空洞，它降石墨相當(dāng)于鐵基體中的裂紋和空洞，它降 低基體的抗拉強(qiáng)度，并引起應(yīng)力集中。) 大?。褐械葹橐?分布：均勻 形態(tài)：影響較大 片狀力學(xué)性能最差 球狀、團(tuán)絮狀力學(xué)性能最好 43應(yīng)用分析 鋼的熱處理鋼的熱處理 熱處理 退火 正火 淬火 普通熱 處理 表面熱 處理 低溫回火 回火

12、 中溫回火 高溫回火 熱處理與零件設(shè)計(jì)、切削加工關(guān)系密切 熱處理 退火 正火 淬火 普通熱 處理 表面淬火 化學(xué)熱處理 表面熱 處理 低溫回火 中溫回火 高溫回火 44應(yīng)用分析 合金鋼 Alloy steel 在碳鋼中加入一種或多種合金元素，形成的鋼稱之 為合金鋼(Alloy steel)。 按含合金元素 的多少分 低合金鋼 10w 按含合金元 素種類分 按用途分 鉻鋼、鉻鎳鋼、錳鋼、硅錳鋼等。 結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊性能鋼。 45應(yīng)用分析 按用途分： 結(jié)構(gòu)鋼 制造各種工程結(jié)構(gòu)和機(jī)器零件 工程(構(gòu)件)用鋼；滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、 軸承鋼 工具鋼 制造各種加工工具 刃具鋼、模具鋼、量具鋼 特殊性

13、能鋼 具有特殊物理或化學(xué)性能 不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼、電工鋼 46應(yīng)用分析 合金元素的作用 1 合金元素與鐵的作用：溶于鐵形成固溶體。 影響鐵的同素異晶轉(zhuǎn)變； 固溶強(qiáng)化使鋼的室溫強(qiáng)度提高。 2 合金元素與碳的作用 非碳化物形成元素：Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B； 碳化物形成元素：Mn、Cr、Mo、W、V、Nb鈮 、Zr鎬、Ti 合金滲碳體 合金碳化物 47應(yīng)用分析 1. 2. 3. 4. 5. 6. 合金元素在鋼中的主要作用 對(duì)鋼的力學(xué)性能的影響 溶入固溶體（鐵素體、奧氏體），固溶強(qiáng)化。 溶入奧氏體，提高淬透性，形成更多馬氏體，提高強(qiáng)度。 形成穩(wěn)定碳化物，加熱時(shí)阻礙晶粒長(zhǎng)大，細(xì)化晶粒。

14、 形成穩(wěn)定碳化物，具有高硬度，提高耐磨性。 形成穩(wěn)定碳化物，彌散分布，彌散強(qiáng)化。 擴(kuò)散慢，推遲回火轉(zhuǎn)變，提高回火穩(wěn)定性，在某些高合 金鋼中產(chǎn)生二次硬化。 對(duì)鋼的工藝性能的影響 合金鋼在壓力加工、焊接、熱處理及切削加工的工藝性能 方面比碳鋼差。 48應(yīng)用分析 合金結(jié)構(gòu)鋼的應(yīng)用 普低鋼 Q345鋼(16Mn)綜合性能好， 用于船舶、橋梁、車輛等大 型鋼結(jié)構(gòu)。 萬噸遠(yuǎn)洋輪 南京長(zhǎng)江大橋 Q390鋼含V、Ti、Nb鈮 ，強(qiáng)度 高，用于中等壓力的容器。 壓力容器 Q460鋼含Mo、B，強(qiáng)度高，用 于石化中溫高壓容器。 49應(yīng)用分析 合金結(jié)構(gòu)鋼的應(yīng)用 滲碳鋼 活塞銷( 20Cr ) 柴油機(jī)曲軸 柴油機(jī)凸輪

15、軸 50應(yīng)用分析 合金結(jié)構(gòu)鋼的應(yīng)用 調(diào)質(zhì)鋼 圓 錐 齒 輪 柴油機(jī)凸輪軸 51應(yīng)用分析 合金結(jié)構(gòu)鋼的應(yīng)用 彈簧鋼 熱卷大彈簧 汽車板簧 彈簧絲 大型熱卷彈簧 52應(yīng)用分析 合金結(jié)構(gòu)鋼的應(yīng)用 滾動(dòng)軸承鋼 滾珠軸承滾針軸承 滾柱軸承 53應(yīng)用分析 刃 合金工具鋼的應(yīng)用 合金工具鋼 具 量 具模具 54應(yīng)用分析 合金工具鋼的應(yīng)用 高速鋼 銑刀 車刀 鉆頭 55應(yīng)用分析 合金工具鋼的應(yīng)用 模具鋼 曲軸模具 汽車沖壓模具 汽車四缸壓鑄模 56應(yīng)用分析 合金工具鋼的應(yīng)用 量具鋼 卡 尺 千分尺 量規(guī) 57應(yīng)用分析 特殊性能鋼 不銹鋼(Stainless Steel) 在大氣和一般腐蝕性介質(zhì)中具有很高耐蝕性

16、的鋼。 用途 在各種腐蝕性介質(zhì)中工作并具有較高抗腐蝕能力的零 件或結(jié)構(gòu)件。 廣泛用于石油、化工、原子能、海洋開發(fā)、國(guó)防和一 些先端科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。 58應(yīng)用分析 合金元素的作用 1. 耐腐蝕性要求越高，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)越低； 2. 加入主要的合金元素Cr。 提高基體的電極電位 鈍化氧化 3. 加入合金元素Ni。 獲得單相的奧氏體組織 提高耐腐蝕性及力學(xué)性能。 59應(yīng)用分析 合金元素的作用 4 加入合金元素Mo、Cu等：提高鋼在非氧化性酸中的 耐腐蝕能力。 5 加入合金元素Ti、Nb鈮等：優(yōu)先同C形成穩(wěn)定的碳化物 保保Cr。 6 加入合金元素Mn、N等：部分替代Ni以獲得奧氏體 組織，并能提高耐有機(jī)

17、酸 腐蝕性。 60應(yīng)用分析 特殊性能鋼的應(yīng)用 不銹鋼 61應(yīng)用分析 特殊性能鋼的應(yīng)用 管板換熱器 ( 304 ) 不銹鋼 大型化工儲(chǔ)罐(304) 62應(yīng)用分析 特殊性能鋼的應(yīng)用 硝酸生產(chǎn)裝置 不銹鋼 合成氨生產(chǎn)裝置 63應(yīng)用分析 特殊性能鋼的應(yīng)用 航空發(fā)動(dòng)機(jī) 汽輪機(jī)葉片 耐熱鋼 發(fā)動(dòng)機(jī)葉片 汽車閥門 64應(yīng)用分析 特殊性能鋼的應(yīng)用 耐磨鋼 球磨機(jī) 顎式破碎機(jī) 挖掘機(jī) 65應(yīng)用分析 合金彈簧鋼 66應(yīng)用分析 3.4有色金屬及合金 Nonferrous Metals & Alloys Al and Al alloy Ti and Ti alloy Cu and Cu alloy Mg and Mg

18、 alloy 有色金屬及合金與鋼鐵材料相比，具有許多特殊 性能，是現(xiàn)代工業(yè)生活中不可缺少的金屬材料。 67應(yīng)用分析 3.4.1 Al and Al alloy Characteristics Melting point：660 1. 密度低，比強(qiáng)度高 純鋁的密度只有2.7g/cm 2. 良好的導(dǎo)熱、導(dǎo)電以及抗腐蝕能力 3. 良好的加工性、鑄造性，易塑型變形 4. 在空氣中易在表面形成Al2O3 膜 68應(yīng)用分析 Pure Al純鋁中含有Fe、Si、Zn等時(shí)，會(huì)使性能下降。 名稱 高純鋁 工業(yè)高純鋁 工業(yè)純鋁 純度 99.93%-99.99% 98.85%-99.9% 98.0%-99.0% 用

19、途 科學(xué)研究、制作電器 鋁箔、鋁合金原料 電線、電纜、配置合金 純鋁的強(qiáng)度很低，不能用作結(jié)構(gòu)材料 鋁合金 69應(yīng)用分析 提 高 強(qiáng) 度 的 方 法 Function of alloying elements Good machinability with improved strength 固溶強(qiáng)化 時(shí)效強(qiáng)化 彌散強(qiáng)化 細(xì)晶強(qiáng)化 70應(yīng)用分析 Classification of Al alloy 用途 形變鋁合金 (Transformed Al alloy) 防銹鋁合金 硬鋁合金 超硬鋁合金 鍛鋁合金 鋁絲、鋁箔、 鋁合金型材等 鑄造鋁合金 (Casting Al alloy) Al-Si系合

20、金 Al-Cu系合金 Al-Mg系合金 Al-Zn系合金 復(fù)雜形狀的 鑄件等 71應(yīng)用分析 硬鋁合金(Duralumin alloy)： Al Cu Mg 通過時(shí)效強(qiáng)化 提鋁合金強(qiáng)度,但耐蝕性不高。 飛機(jī)翼梁(腹板 為硬鋁合金) 超硬鋁合金(Super duralumin alloy)： Al Zn Mg Cu 通過時(shí)效強(qiáng)化和形成的強(qiáng)化 相,使鋁合金達(dá)到最高的硬 度和強(qiáng)度。但耐蝕性較差。 飛機(jī)主起落架 72應(yīng)用分析 鍛鋁合金 (Wrought Al alloy ) : Al-Mg-Si-Cu 具有良好的熱塑性, 通過固 溶處理和人工時(shí)效來提高鋁合金的力學(xué)性能。 壓氣機(jī)葉片 73應(yīng)用分析 鑄造鋁

21、 硅合金 活塞(裙部為鋁硅合金) 汽缸頭 鑄造鋁 銅合金： 有較高的強(qiáng)度、塑性及耐 熱性,但鑄造性能和耐蝕 性較差。 74應(yīng)用分析 鑄造鋁 鋅合金： 具有良好的鑄造性,經(jīng)變質(zhì) 處理和時(shí)效處理后,強(qiáng)度高, 但耐蝕性差。 鼓風(fēng)機(jī)用密封件 及航空架件 鑄造鋁 鎂合金: 有較高的強(qiáng)度、韌性及耐蝕性, 但鑄造性能和耐熱性較差。 大型空壓機(jī)活塞 75應(yīng)用分析 鋁及鋁合金的應(yīng)用 鋁合金門窗 鋁管材 鋁合金硬盤盒 玻璃幕墻 各式工業(yè)、建筑鋁合金型材 衛(wèi)浴鋁材 鋁板 76應(yīng)用分析 鋁合金的新進(jìn)展 Al-Li合金 低密度、高彈性模量 高比強(qiáng)度、高比剛度 航空航天領(lǐng)域 奮進(jìn)號(hào) 液氫液氧外推進(jìn)劑貯箱 2195鋁鋰合金

22、代替2219合金， 減輕重量約3500。 第三代鋁鋰合金的發(fā)展方向：高強(qiáng)可焊和低各向異性 77應(yīng)用分析 國(guó)內(nèi)外研究概況 超高強(qiáng)、高韌、耐腐蝕鋁合金 車（船）用鋁合金 再生鋁合金 鋁合金薄板 鋁與鋁合金箔材 其它鋁合金 78應(yīng)用分析 3.4.2 Cu and Cu alloy Copper 原子量：63.54 密度：8.92 g/cm3 熔點(diǎn)：1083 色澤美觀。 79應(yīng)用分析 Pure Cu 純銅為紫色，又稱紫銅。主要用于制作 電導(dǎo)體及配制合金。工業(yè)純銅分為4種： T1、T2、T3、T4。編號(hào)越大，純度越低。 純銅的強(qiáng)度低，不宜用作結(jié)構(gòu)材料 80應(yīng)用分析 Properties of Cu an

23、d Cu alloys Good physical and chemical properties：導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能：導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能 好、耐腐蝕、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、抗磁能力高。 Good machinability：容易冷熱成形，鑄造性能好，易焊：容易冷熱成形，鑄造性能好，易焊 接、可塑性、延展性好。 Special mechanical properties：比如優(yōu)良的減摩性和耐摩：比如優(yōu)良的減摩性和耐摩 性，高的彈性極限和疲勞強(qiáng)度，抗張強(qiáng)度大。 色澤美觀。 81應(yīng)用分析 銅 合 金 的 種 類 Classification of Cu alloy 銅中加入合金元素后，可提高合金的強(qiáng)度， 并保持良

24、好的加工性能。 黃銅 (Brass) 青銅 (Bronze) 白銅 (Cupronickel) 以Zn為主要合金元素。良好的加工性能， 優(yōu)良的鑄造性能，耐腐蝕性能也好。 以Sn為主要合金元素。用于鑄造形狀復(fù) 雜的零件?？垢g性比黃銅還好。 以Ni、Mn為主要合金元素。具有較好的強(qiáng) 度和塑性，能進(jìn)行冷加工變形，抗腐蝕性能 也好。 82應(yīng)用分析 常見的黃銅應(yīng)用 金獎(jiǎng)黃銅H90 彈殼黃銅H70 ( H68 ) 日用黃銅H62 ( H59 ) 法蘭閥 冷凝器管 閘閥 83應(yīng)用分析 青銅、白銅的應(yīng)用 青銅主要用作耐蝕耐磨、防磁的零件，如儀器上的 彈簧簧片、軸承、齒輪等。 白銅具有高的抗蝕性和優(yōu)良的冷熱加

25、工成形性，精 密儀器儀表，化工機(jī)械及醫(yī)療器械中的關(guān)鍵材料。 應(yīng)用領(lǐng)域 電機(jī) 電氣儀表 造船 機(jī)械制造 84應(yīng)用分析 銅制品 85應(yīng)用分析 銅及銅合金 鋁青銅 錫青銅鉛黃銅管材 白銅 86應(yīng)用分析 銅及其合金的主要發(fā)展趨勢(shì) 高強(qiáng)高導(dǎo)材料性能的研究蓬勃發(fā)展； Cu/Nb鈮 、Cu/Cr、Cu/V等合金系在高溫區(qū)域的熱力學(xué)數(shù)據(jù)和 相圖數(shù)據(jù)非常缺乏，對(duì)合金平衡及非平衡凝固組織的認(rèn)識(shí) 有待深入； 納米孿晶純銅的研究取得重要突破。中科院金屬所通過制 備出高密度納米尺寸生長(zhǎng)孿晶銅，使純銅拉伸強(qiáng)度高達(dá) 1068MPa； 納米晶電觸頭材料與電弧相互作用的研究不斷深入； 電接觸可靠性的研究有待深入。 87應(yīng)用分析

26、 3.4.3 Ti and Ti alloy Titanium 銀白色， 密度低（4.5g/cm3,比鋁高）；熔點(diǎn)高 （1725），線膨脹系數(shù)小。 導(dǎo)熱性差。 純鈦塑性好，強(qiáng)度高，可以加工成細(xì)絲和薄片。 鈦在大氣、海水及酸堿中的抗腐蝕性能好。 Crystal structure 882.5：BCC, Ti 88應(yīng)用分析 Properties Low density, high specific strength 鈦合金的強(qiáng)度可 與高強(qiáng)鋼媲美； Capability of working at high and low temperatures 某些鈦合金能在450-600和-250下長(zhǎng)期工作；

27、 Anticorrosion 具有很好的耐鹽類、海水和硝酸腐蝕 的能力； Difficult in machining, high cost 89應(yīng)用分析 Classification of Ti alloy 鈦合金 鈦中加鋁、硼，獲得Ti合金。其強(qiáng)度較 低，但高溫（500600度）強(qiáng)度很高?？?氧化性、抗蠕變性、焊接性能良好。 鈦合金 鈦中加鉬、鉻、釩，獲得Ti合金。 其強(qiáng)度高，沖壓性能好，并可通過淬火 和時(shí)效獲得強(qiáng)化。 鈦合金 其塑性好，容易鍛造、壓延和沖壓，可 通過固溶和時(shí)效進(jìn)行強(qiáng)化。熱處理后的 強(qiáng)度可提高50100。 90應(yīng)用分析 鈦合金 F15戰(zhàn)斗機(jī)，結(jié)構(gòu)用鈦5.75t， 2臺(tái)噴氣發(fā)

28、動(dòng)機(jī)用鈦5t 超大型客機(jī)空客A380， 用鈦量為45t/架-65t/架 F18艦載戰(zhàn)斗機(jī)，用鈦量占 其總重的12%-13%（凈重） 91應(yīng)用分析 鈦合金 鈦飛船 92應(yīng)用分析 鈦合金的新進(jìn)展 （1）高強(qiáng)高韌型鈦合金 加入大量穩(wěn)定元素 高強(qiáng)度(1400-1500MPa)，深淬透性和冷成形加工性能 高抗蝕性、良好的耐熱性 用于有溫度要求的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件或發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)件、蜂窩、緊 固件和液壓管件；用做金屬基復(fù)合材料的基體、鑄件等。 （2）鈦鋁化合物為基的鈦合金 提高鈦合金的工作溫度(抗氧化能力、高溫力學(xué)性能) 代替航空發(fā)動(dòng)機(jī)所用的較重的鎳基高溫合金，增大推重比 93應(yīng)用分析 鈦合金的新進(jìn)展 （3）高溫鈦合金 （4）阻燃鈦合金 （5）醫(yī)用鈦合金 94應(yīng)用分析 鈦及鈦合金 Ti-6Al-4V 型鈦合金， Al 5-6%、 V 4%。 通過熱處理可使抗拉強(qiáng)度高達(dá)1173MPa， 用來制造工作溫度不超過400的各種飛機(jī)結(jié)構(gòu) 件和發(fā)動(dòng)機(jī)零部件 現(xiàn)有航空航天用鈦合金中，應(yīng)用最廣泛、綜合性能好 用量達(dá)各種鈦合金總用量的一半以上 95應(yīng)用分析 3.4.4 Mg and Mg alloy Magnesium Low density, high specific strength 純鎂的密度 只有1.749g/cm3，僅為鐵的1/4、鋁的2/3。 L