钛及钛合金、镁及镁合金（课件）-高二《汽车机械基础》同步教学（北理工版）

《汽车机械基础》 钛及钛合金 1.工业纯钛 钛是银白色金属， 密度只有４.５ｇ/cm3 ， 熔点为１ ６ ６ ８℃， 钛的密度小、 塑性好、 比强度大、 耐腐蚀性强， 在大气、 海水和酸、 碱的溶液中都有优异的耐蚀性， 并且在高温、 低温下都能够正常工作。钛的力学性能与其纯度有很大关系， 存在 Ｏ 、 Ｎ 、 Ｈ 、 Ｃ等杂质时， 其强度增加， 但是塑性显著下降。 工业纯钛按纯度分为 Ｔ Ａ １ 、 Ｔ Ａ ２ 、 Ｔ Ａ ３等， 其中“ Ｔ ” 为“ 钛” 字汉语拼音的第一个字母， 其后面的数字越大纯度越低。工业纯钛常用于制造在３ ５ ０℃以下工作的低载荷零件， 如飞机骨架、发动机部件、 耐海水管道及柴油机活塞、 连杆等。 2.钛合金 在钛中加入合金元素后形成的钛合金， 可分为 α型钛合金、 β型钛合金和 α＋β型钛合金三类， 其牌号分别以 Ｔ Ａ 、 Ｔ Ｂ 、 Ｔ Ｃ再加上序号来表示。 1)α型钛合金 α型钛合金具有很好的强度、 韧性、 热稳定性、 焊接性和铸造性， 抗氧化能力和低温性能也都比较好， 在 － ２ ５ ３℃以下， α型钛合金仍有很好的韧性而不发脆， 它还能在５ ０ ０℃左右的温度下长期工作。它的常用牌号有 Ｔ Ａ ７ 、 Ｔ Ａ ８ 。主要用来制造飞机涡轮机壳、 导弹的燃料罐等。 2)β型钛合金 β型钛合金的主要合金元素是 Ｖ 、 Ｃ ｒ 、 Ｍｎ 、 Ｆ ｅ 、 Ｍｏ等。β型钛合金强度高、 韧性好， 易于进行冲压成形， 但低温性能、 耐热性较差， 一般在３ ５ ０℃以下的温度使用。 常用牌号有 Ｔ Ｂ １ 、 Ｔ Ｂ ２ 。主要用来制造气压机的叶片、 轴和轮盘等重载荷的旋转件或飞机构件。 3)α＋β型钛合金 α＋β型钛合金主要加入铝， 也加入 Ｍｎ 、 Ｃ ｒ 、 Ｖ等合金元素， 兼有 α型钛合金和 β型钛合金的优点， 强度高、 塑性好， 耐腐蚀性、 低温性能、 耐热性也较好， 能在 ４ ０ ０℃的温度下长期工作。 α＋β型钛合金是目前使用最多的钛合金。常用的牌号有 Ｔ Ｃ １ 、 Ｔ Ｃ ２ 、 Ｔ Ｃ ４等， 主要用来制造要求在４ ０ ０℃以下工作或低温下工作的零件， 如航空发动机零件、 化工用泵、 阀门和低温下使用的火箭、 导弹的液氢燃料箱、 高压容器等。 3.钛合金在汽车上的应用 (1)钛合金主要用于制造汽车板簧、 车轮、 气门座圈、 排气系统的零件等， 能有效降低汽车的整体重量， 有利于降低油耗和提高车速。 (2)用钛合金制成的气门、 气门弹簧， 除了重量比用钢材制造减轻30%～ 40%外， 还能提高极限转速20%。 (3)排气门如果采用钛合金制造， 高温强度和使用寿命都能得以极大提高。 镁及镁合金 1.工业纯镁 镁是银白色金属， 镁的密度为1.75g/cm3， 只有铝的２ ／ ３ ， 熔点为６ ５ １℃， 强度和塑性均不高， 一般不宜用作结构材料。 镁的化学活性很强， 容易被氧化、 腐蚀。虽然在空气中也生成氧化膜， 但是氧化膜疏松多孔， 不能对内部金属起保护作用， 且电极电位又低， 因此镁的耐蚀性很差。工业纯镁的牌号用“ Ｍｇ ＋序列号” 表示。例如 Ｍｇ １称为一号纯镁， Ｍｇ ２称为二号纯镁。 2.常用镁合金 1)镁合金的性能 在镁中加入铝、 锌、 锰等合金元素后形成镁合金。镁合金的密度小， 比强度和比刚度高， 减震性能好， 抗冲击能力较强， 易于进行热加工、 铸造加工和切削加工。 2)镁合金的牌号 镁合金分为变形镁合金和铸造镁合金两类。变形镁合金的牌号用“ MB+序列号” 表示。铸造镁合金的牌号用“ ZM+序列号” 表示。 常用的变形镁合金的牌号MB1 、 MB2、 MB8、MB15等。MB15应用较多， 它具有较高的强度和良好的塑性。 常用铸造镁合金的牌号有 ZM1、 ZM2、 ZM5等。ZM5应用最广， 它具有较高的常温强度和良好的铸造工艺性； 耐热性较差， 在不高于150℃温度下能长期使用。 3)镁合金在汽车零件上的应用 镁合金在航空、 无线电通信、 仪表等行业有广泛的应用， 也是最有发展前景的汽车轻量化材料之一。在当前的汽车生产中， 逐步应用镁合金替代铝合金制造汽车零部件， 以减轻汽车自重。 现在世界上先进汽车生产企业采用镁合金制造的零件有凸轮轴盖、 离合器壳、 制动器、 离合器踏板支架、 内饰罩板、 分电器膜片箱、 转向柱锁壳、 摇臂罩、 空滤器壳、 格栅、 变速手柄、 变速器壳、 发电机托架、 贮油槽、 贮油槽底板、 车轮、 节气连杆、 手制动连杆等。 谢谢 $