2.3.2 常用非铁金属及其合金（课件）·高一《金属加工基础》同步精品课堂(机工版·第2版）

《金属加工基础》（第1版）机械工业出版社 同步精品课程——中职专业课 常用金属材料 常用非铁金属及其合金（第3课时） 知识目标 熟悉钛及钛合金的性能。 能力目标 了解滑动轴承合金的性能。 情感目标 提供对基础知识的学习和运用，乐于探索机械专业的学习规律，培养学生综合学习的能力。 三维目标 第一章 绪论 导入情景 01 思考：什么是钛合金？ 新知学习 02 三、 钛及钛合金 钛及钛合金是20世纪40年代末发展起来的金属材料，广泛应用于航空、航天、化工、 造船、机电产品、医疗卫生、国防、新能源开发等领域。钛及钛合金具有密度小、强度高、比强度(抗拉强度除以密度)高、耐高温、耐蚀和冷、热加工性能良好等优点，而且其矿 产资源丰富。钛及钛合金主要用于制造要求塑性高、有适当的强度、耐蚀和可焊接的零件。 新知学习 02 钛合金眼镜 钛合金零件 新知学习 02 1.加工钛(纯钛)的性能、牌号及用途 加工钛呈银白色，密度为4.51g/cm³, 熔点为1668℃,热膨胀系数小，塑性好，强度低，容易加工成形。在882.5℃的温度下，钛发生同素异构转变：α-Ti→β-Ti, 在 882.5℃以上存在的是体心立方结构的β-Ti; 在882.5℃以下存在的是密排六方结构的 α-Ti 。 钛与氧和氮的亲和力较强，非常容易与氧和氮结合形成一层致密的氧化物和氮化物 薄膜，其稳定性高于铝及不锈钢的氧化膜。故在许多介质中，钛的耐蚀性比大多数不锈钢更 优良，尤其是抗海水的腐蚀能力非常突出。按《钛及钛合金牌号和化学成分》 (GB/T3620.1—2007) 的规定，加工钛的牌号用 TA+ 顺序号表示，如 TA3 表示3号工业纯钛。工业纯钛有 TA1 、TA2 、TA3 、TA4 四个牌 号，顺序号越大，杂质的含量越高。加工钛主要用于制造飞机骨架、蒙皮、发动机部件等； 在化工部门主要用于制造热交换器、泵体、搅拌器、蒸馏塔、叶轮、阀门等；在海水净化装 置及舰船方面用于制造耐蚀零部件，如阀门、管道等；还可用于制造压缩机气阀、柴油机活 塞等。 新知学习 02 钛及钛合金的化学性质 新知学习 02 2. 钛合金 为了提高加工钛的强度和耐热性等，常加入铝、锆、钼、钒、锰、铬、铁等合金元素， 以获得不同类型的钛合金。钛合金按退火后的组织形态可分为α型钛合金、β型钛合金和 (α+β)型钛合金。钛合金的牌号用T+ 合金类别代号+顺序号表示。 “T” 是“钛”字的汉语拼音字首， 合金类别代号分别用A、B、C 表示α型钛合金、β型钛合金、(α+β)型钛合金。例如， TA8表示8号α型钛合金， TB4 表示4号β型钛合金，TC2表示2号(α+β)型钛合金。常用的α型钛合金有TA5 、TA6 、TA7 、TA9 、TA10 等。α型钛合金一般用于制造使用 温度不超过500℃的零件，如飞机蒙皮、骨架零件，航空发动机压气机叶片和管道，导弹的燃料缸，超音速飞机的涡轮机匣，火箭和飞船的高压低温容器等。常用的β型钛合金有 TB2、TB3、TB4、TB5 等。β型钛合金一般用于制造使用温度在 350℃以下的结构零件和紧固件，如压气机叶片、轴、轮盘及航空航天结构件等。常用的(α+β)型钛合金有 TC1、TC2、TC3、TC4、TC9、TC10、TC11、TC12 等。 (α+β)型钛合金一般用于制造使用温度在500℃以下和在低温下工作的结构零件，如各种 容器、泵、低温部件、舰艇耐压壳体、坦克履带、飞机发动机结构件和叶片、火箭发动机外壳、火箭和导弹的液氢燃料箱部件等。钛合金中的(α+β)型钛合金可以适应各种不同的用途，是应用最广的钛合金。 新知学习 02 火箭发动机外壳 飞机蒙皮 新知学习 02 【拓展知识——金属中的骄子(钛)】 钛合金是金属中的佼佼者，它除了具有密度小、强度高、比强度高、耐高温、耐蚀和 良好的冷、热加工性能等优点外，还具有特殊的记忆功能。科学家利用Ni-Ti 合金的形状记忆效应，首先将处于一定状态下的Ni-Ti 合金丝制成半球形的天线，然后将其压成小卷 团状，用火箭送上月球，放置在月球上。当小卷团状天线被阳光晒热后，逐步依靠 Ni-Ti 合金的形状记忆效应恢复原状，从而可实现通信功能。此外，利用Ni-Ti合金的记忆功能还可制造牙齿矫形弓丝、人工关节、智能开关、管道连接接头等构件。 新知学习 02 新知学习 02 四、滑动轴承合金 如图2-27所示，滑动轴承一般由轴承体和轴瓦构成。滑动轴承合金是用于制造滑动轴承轴瓦及其内衬的铸造合金，它具有良好的耐磨性、 磨合性、抗咬合性、减摩性、导热性和耐蚀性等。 滑动轴承合金主要用于制造汽轮机、柴油机、发动 机、压缩机、电动机、空压机、减速器中的滑动轴 承等。 新知学习 02 高速渡钛轴承