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钛板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,钛板的工艺性能差,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。钛的工业化生产是1948年开始的。航空工业发展的需要,使钛工业以平均每年约 8%的增长速度发展。目前世界钛板加工材年产量已达4万余吨,钛板牌号近30种。使用广泛的钛板是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工业纯钛(TA1、TA2和TA3)。
钛的强度大,纯钛抗拉强度可达180kg/mm2。有些钢的强度高于钛合金,但钛合金的比强度(抗拉强度和密度之比)却超过优质钢。钛合金有好的耐热强度、低温韧性和断裂韧性,故多用作飞机发动机零件和火箭、导弹结构件。钛合金还可作燃料和氧化剂的储箱以及高压容器。现在已有用钛合金制造自动步枪,迫击炮座板及无后座力炮的发射管。在石油工业上主要作各种容器、反应器、热交换器、蒸馏塔、管道、泵和阀等。钛可用作电极和发电站的冷凝器以及环境污染控制装置。钛镍形状记忆合金在仪器仪表上已广泛应用。在医疗中,钛可作人造骨头和各种器具。钛还是炼钢的脱氧剂和不锈钢以及合金钢的组元。钛白粉是颜料和油漆的良好原料。碳化钛,碳(氢)化钛是新型硬质合金材料。氮化钛颜色近于黄金,在装饰方面应用广泛。
合金元素对回火转变的影响:(1)提高回火稳定性合金元素在回火过程中推迟马氏体的分解和残余奥氏体的转变(即在较高温度才开始分解和转变),提高铁素体的再结晶温度,使碳化物难以聚集长大,因此提高了钢对回火软化的抗力,即提高了钢的回火稳定性。提高回火稳定性作用较强的合金元素有:V、Si、Mo、W、Ni、Co等。(2)产生二次硬化一些Mo、W、V含量较高的高合金钢回火时,硬度不是随回火温度升高而单调降低,而是到某一温度(约400℃)后反而开始增大,并在另一更高温度(一般为550℃左右)达到峰值。这是回火过程的二次硬化现象,它与回火析出物的性质有关。当回火温度低于450℃时,钢中析出渗碳体;在450℃以上渗碳体溶解,钢中开始沉淀出弥散稳定的难熔碳化物Mo2C、W2C、VC等,,使硬度重新升高,称为沉淀硬化。回火时冷却过程中残余奥氏体转变为马氏体的二次淬火所也可导致二次硬化。(3)增大回火脆性和碳钢一样,合金钢也产生回火脆性,而且更明显。这是合金元素的不利影响。在450℃-600℃间发生的第二类回火脆性(高温回火脆性)主要与某些杂质元素以及合金元素本身在原奥氏体晶界上的严重偏聚有关,多发生在含Mn、Cr、Ni等元素的合金钢中。这是一种可逆回火脆性,回火后快冷(通常用油冷)可防止其发生。钢中加入适当Mo或W(0.5%Mo,1%W)也可基本上这类脆性。
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随着科学技术和工业的发展,对材料提出了更高的要求,如更高的强度,抗高温、高压、低温,耐腐蚀、磨损以及其它特殊物理、化学性能的要求,碳钢已不能完全满足要求。
碳钢的在性能上主要有以下几方面的不足:(1)淬透性低一般情况下,碳钢水淬的淬透直径只有10mm-20mm。(2)强度和屈强比较低如普通碳钢Q235钢的σs为235MPa,而低合金结构钢16Mn的σs则为360MPa以上。40钢的σs/σb仅为0.43,远低于合金钢。(3)回火稳定性差由于回火稳定性差,碳钢在进行调质处理时,为了保证较高的强度需采用较低的回火温度,这样钢的韧性就偏低;为了保证较好的韧性,采用高的回火温度时强度又偏低,所以碳钢的综合机械性能水平不高。(4)不能满足特殊性能的要求碳钢在抗氧化、耐蚀、耐热、耐低温、耐磨损以及特殊电磁性等方面往往较差,不能满足特殊使用性能的需求。
合金钢的分类:按合金元素含量:1、低合金钢(合金元素总量低于5%)、中合金钢(合金元素总量为5%-10%)、高合金钢(合金元素总量高于10%)。2、按合金元素成分:铬钢(Cr-Fe-C)、铬镍钢(Cr-Ni-Fe-C)、锰钢(Mn-Fe-C)、硅锰钢(Si-Mn-Fe-C)。3、按小试样正火或铸态组织分:珠光体钢、马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢、莱氏体钢。4、按用途分:合金结构钢、合金工具钢、特殊性能钢。
合金板按厚度分类薄钢板4毫米(薄0.2毫米),厚钢板4~60毫米,特厚钢板60~115毫米.薄板的宽度为500~1500毫米;厚的宽度为600~3000毫米.厚钢板的钢种大体上和薄钢板相同。在品各方面,除了桥梁钢板、锅炉钢板、汽车制造钢板、压力容器钢板和多层高压容器钢板等品种纯属厚板外,有些品种的钢板如汽车大梁钢板(厚2.5~10毫米)、花纹钢板(厚2.5~8毫米)、不锈钢板、耐热钢板等品种是同薄板交叉的。2.钢板按轧制分,分热轧的和冷轧的。
合金钢是将合金元素加入钢材料之中形成的,在这个过程当中,钢中的基本元素即铁和碳会与新加入的合金元素产生一定的作用,在这样的作用下,钢中的结构和物质就会产生一定的变化,而此时钢的整体的性能和质量也会有所。所以合金钢的产量越来越大,而且应用范围也越来越广泛。合金钢有很多的类型,根据不同的标准可以划分为不同的种类。如果按照合金中所含的元素来进行划分的话,可以分为三个种类,分别是:含碳量较低、低于5%的低合金钢、含碳总量中等,为5%到10%的中合金钢、含碳量,高于10%的高合金钢。它们的构造不同,所以性能也会有所差异,但是各有优点,会在不同的领域都有所应用。 如果按照合金的元素成分来进行划分的话,可以分为四种类型,种是铬钢,这种钢中铬元素是合金元素的重要组成部分。第二种类型是铬镍钢,第三种就是锰钢,后一种类型就是硅锰钢。这些合金钢的类型都是根据钢中所含合金元素的组成来进行命名的,所以根据它们的名字就可以大致了解它们的构成。
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