7－3 钛及钛合金(课件）- 高二《金属材料与热处理（第六版）》同步教学（劳动版）

*§7－3 钛及钛合金 一、纯钛（Ti） 二、钛合金 一、纯钛（Ti） 纯钛是一种银白色具有同素异构转变现象的金属；在882℃以下为密排六方晶格，称为α—钛（α—Ti），在882℃以上为体心立方晶格，称为β—钛（β—Ti）。 密度小（4.58g/cm3） ，熔点高（1677℃），热膨胀系数小，塑性好，容易加工成形；在550℃以下有很好的耐蚀性，不易氧化，在海水和蒸汽中的抗蚀能力比铝合金、不锈钢和镍合金好。 二、钛合金（α型、α+β型、β型） 1．α－钛合金 主要合金化元素有Al和Sn。在室温或较高温度时均为单相α固溶体组织，不能热处理强化。常温下，它的硬度低于其他钛合金，但高温（500~600℃）条件下其强度最高，α－钛合金组织稳定，焊接性良好。 2．β－钛合金 β－钛合金中主要加入铜、铬、铝、钒和铁等促使β相稳定的元素，它们在正火或淬火时容易将高温β相保留到室温组织，得到较稳定的β相组织。 具有良好的塑性，在540℃以下具有较高的强度，但其生产工艺复杂，合金密度大，故在生产中用途不广。 3．α+β—钛合金 除含有铬、钥、钒等β相稳定元素外，还含有锡、铝等α相稳定元素。在冷却到一定温度时发生β→α相转变，室温下为α+β两相组织。 α+β—钛合金的强度、耐热性和塑性都比较好，并可以热处理强化，应用范围较广。 §7－4 硬质合金 一、硬质合金的性能特点 二、常用的硬质合金 硬质合金是指将一种或多种难熔金属硬碳化物和黏结剂金属，通过粉末冶金工艺生产的一类合金材料。即将高硬度、难熔的碳化钨（WC）、碳化钛（TiC）、碳化钽（TaC）等和钴（Co）、镍（Ni）等黏结剂金属，经制粉、配料（按一定比例混合）、压制成形，再通过高温烧结制成。 一、硬质合金的性能特点 1．硬度高、红硬性高、耐磨性好的硬质合金，在室温下的硬度可达86~93 HRA，在900~1000℃温度下仍然有较高的硬度，故硬质合金刀具在使用时，其切削速度、耐磨性及寿命均比高速钢显著提高。 2．抗压强度比高速钢高，但抗弯强度只有高速钢的1/3～1/2，韧性差，约为淬火钢的30%~50%。 二、常用的硬质合金 1．钨钴类硬质合金（K类硬质合金） 主要成分为碳化钨及钴。其牌号用YG＋数字表示，数字表示含钴量的百分数。例如YG8表示钨钴类硬质合金，含钴量为8%。 2．钨钴钛类硬质合金（P类硬质合金） 主要成分为碳化钨、碳化钛及钴。其牌号用YT＋数字表示，数字表示碳化钛的百分数。例如YT5表示钨钴钛类硬质合金，含碳化钛5％。 硬质合金中，碳化物含量越多，钴含量越少，则合金的硬度、热硬性及耐磨性越高，合金的强度和韧性越低。含钴量相同时，YT类硬质合金由于碳化钛的加入，合金具有较高的硬度及耐磨性，同时，合金的表面会形成一层氧化薄膜，切削不易粘刀，具有较高的热硬性；但其强度和韧性比YG类硬质合金低。 3．钨钛钽（铌）类硬质合金（M类硬质合金） 以碳化钽或碳化铌取代YT类硬质合金中的一部分碳化钛制成。 由于加入碳化钽（碳化铌），显著提高了合金的热硬性，常用来加工不锈钢、耐热钢、高锰钢等难加工的材料。 牌号用YW＋顺序号表示。如YW1、YW2等。 硬质合金刀片及刀具 §7－5比较常用有色金属及硬质合金的性能 一、实验目的 二、实训器材 三、实验步骤 四、注意事项 一、实验目的 1．了解常用有色金属及硬质合金的成分、牌号和应用。 2．增强学生对常用有色金属及硬质合金的感性认识。 3．加深学生对常用有色金属及硬质合金的性能的了解。 二、实验器材 1．洛氏硬度计、台虎钳、砂轮机、锉刀、手锤、錾子等。 2．铜合金、铝合金、钛合金、硬质合金试样(也可用旧件代替)。 三、实验步骤 1．根据金属光泽来区分常用有色金属及硬质合金。 2．将试样分别夹在台虎钳上，用锉刀、錾子切削试样，通过切削时的用力、切削纹的深浅、切屑的粗细来比较它们的硬度。 3．用洛氏硬度计测各试样的硬度。 4．用手锤将试样在台钳上弯折、延展，比较它们的强度、韧性和延展性。 四、注意事项 1．用锉刀锉削试样时，应将锉刀放平稳，用力要均衡，在每个试样上所加的压力要基本相同。 2．试样不得有油污，否则锉刀会打滑，影响体验结果。 3．用洛氏硬度计测试样的硬度，要根据试样的材料合理的选择洛氏硬度计标尺（铜合金、铝合金选择B标尺，钛合金、硬质合金选择A标尺） 4．用手锤在台钳上弯折、延展试样要注意夹紧，防止滑脱。 5．实验要在教师的指导下进行。 16 $