高强度钛合金镀铬PPT
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钛合金及其应用ppt课件.ppt
1.3 钛白粉的生产
■钛白粉：化学式TiO2，晶型有锐钛型（A-TiO2）和金红 石型（R-TiO2）两种工业产品。它是最好的白色颜料，还 是塑料、造纸业的重要原料。
■生产方法： ①硫酸法：既能生产金红石型钛白粉也能生产锐钛型钛白粉， 为传统工艺，废料（硫酸亚铁）处理问题尚未很好解决。 ②氯化法：只能生产金红石型钛白粉，目前世界上60% 以上 的钛白粉由此种发法生产，正在不断取代①。
目前使用最广泛的Ti-6Al-4V合金，是在20世纪40年代晚期 由美国开发出来的。现在，人们已经开发出了大量的钛合 金，从而开辟了轻合金在许多工业领域中得以广泛应用的 新局面。
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
■化学性能： 钛的耐腐蚀性很好，虽然钛是一种非常活泼的金属，其
平衡电位很低，在介质中的热力学腐蚀倾向大，但是因为钛 和氧的亲和力大，在空气或含氧介质中，钛表面生成一层致 密、附着力强、惰性大的氧化膜，保护了钛基体不受腐蚀， 即使受到机械磨损，也会很快自愈或再生，这表明钛是具有 强烈钝化倾向的金属。 对海水的抗腐蚀性很强。
2 工业纯钛（纯度约为99.5%）
2.1 基本性质
■物理性质：纯钛是银白色金属，位于周期表ⅣB族。
表2-1 钛的基本物理性能数据
名称 相对原子量 原子半径 溶化温度/℃ α-TiβTi相变 比密度/g/cm3
热导率 /[W/(m●K)] 超导转变温度／K
数值
47.9 0.145 1668±5（属难熔金属） 相变潜热：3.47KJ/mol, 相变温度:882 ℃, 结构:α(hcp), β(bcc) 4.505(20 ℃) ,4.35(870 ℃) ,4.32(900 ℃),约为纲的57% 22.08,只有铁的1/4,是铜的1/7
■钛白粉：化学式TiO2，晶型有锐钛型（A-TiO2）和金红 石型（R-TiO2）两种工业产品。它是最好的白色颜料，还 是塑料、造纸业的重要原料。
■生产方法： ①硫酸法：既能生产金红石型钛白粉也能生产锐钛型钛白粉， 为传统工艺，废料（硫酸亚铁）处理问题尚未很好解决。 ②氯化法：只能生产金红石型钛白粉，目前世界上60% 以上 的钛白粉由此种发法生产，正在不断取代①。
目前使用最广泛的Ti-6Al-4V合金，是在20世纪40年代晚期 由美国开发出来的。现在，人们已经开发出了大量的钛合 金，从而开辟了轻合金在许多工业领域中得以广泛应用的 新局面。
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
■化学性能： 钛的耐腐蚀性很好，虽然钛是一种非常活泼的金属，其
平衡电位很低，在介质中的热力学腐蚀倾向大，但是因为钛 和氧的亲和力大，在空气或含氧介质中，钛表面生成一层致 密、附着力强、惰性大的氧化膜，保护了钛基体不受腐蚀， 即使受到机械磨损，也会很快自愈或再生，这表明钛是具有 强烈钝化倾向的金属。 对海水的抗腐蚀性很强。
2 工业纯钛（纯度约为99.5%）
2.1 基本性质
■物理性质：纯钛是银白色金属，位于周期表ⅣB族。
表2-1 钛的基本物理性能数据
名称 相对原子量 原子半径 溶化温度/℃ α-TiβTi相变 比密度/g/cm3
热导率 /[W/(m●K)] 超导转变温度／K
数值
47.9 0.145 1668±5（属难熔金属） 相变潜热：3.47KJ/mol, 相变温度:882 ℃, 结构:α(hcp), β(bcc) 4.505(20 ℃) ,4.35(870 ℃) ,4.32(900 ℃),约为纲的57% 22.08,只有铁的1/4,是铜的1/7
高强度钛合金镀铬解析
展望及体会
体会
1. 培养综合利用相关知识的能力
2. 培养在实践中研究问题，分析问题，解决问题的能力
3. 培养了良好的工程素质和科学道德
4. 培养理论联系实际的作风
5. 提高了前沿信息的捕获能力
研究的成果及结论
划痕实验
用第五次实验 获得的试样进行划 痕实验，测量TC4 与铬层的结合力。
采用WS涂层 附着力自动划痕仪 ，最大载荷150N， 划痕长度3cm。划 痕实验显示，当动 载荷加载到88N时 ，TC4表面的铬层 才被划破，基体与 镀层结合力良好。
研究的创新点
1、在活化后，在镀铬液中，运用低电流析氢法，此时只析出氢气， 利用析出来的氢气还原钛合金表面的氧化层，从而增大镀铬层与钛 合金基体之间的结合力。
高强度钛合金镀铬
目录
1 2 3 4 5
研究的背景及意义 研究的内容及过程 研究的成果及结论 研究的难点及创新点
展望及体会
1、研究背景及意义
钛合金具有很高的强度重量比，耐腐蚀性能 优异，热稳定性，此外钛合金还具有高抗拉 强度并结合有良好的疲劳强度和断裂韧性。 这些性质使得钛合金在航空航天领域，无论 是航空发动机、飞机起落架还是导弹火箭都 有了广泛的应用。但因其耐磨性差，表面易 擦伤，粘接，焊接性能差等缺点，限制了其 应用范围。
2、研究的内容及过程
2.1 主要研究的内容
1、解决钛合金在镀铬时产生的钝化膜对被镀面结合力的影响 2、对活化工艺进行优化，为下一步电镀做好准备 3、对电镀时间，电流密度大小，阴阳极材料及电镀装置进行 改进，以获得结合力良好的镀层金属
2、研究的内容及过程
2.2技术路线
砂布抛光
活化
高电流密度镀铬
低电流密度析氢
金属结构材料-钛合金课件
先进金属结构材料
—— 钛及钛合金
Titanium and Titanium Alloy
主要内容
第一部分 简介 第二部分 基本问题 第三部分 制备工艺 第四部分 商业纯钛与α钛合金 第五部分 α+β钛合金 第六部分 高温钛合金 第七部分 β钛合金
第一部分 简介
简介
u1791 年，英国牧师业余矿物学家 William Gregory 发现了一 种新元素:
u在双相α+β钛合金中，由于具有小的相尺寸、高的固溶度和Ti3Al沉 淀相的析出，孪晶变形模式几乎完全被抑制，但合金在低温下仍有 很好的塑性，主要是由于它们的相尺寸很小。
ubcc结构的β相在滑移之外也存在挛晶，但是β相中出现孪晶仅限于 单相状态，并随着固溶度的增加而减少。在完全热处理的β相合金 中，由于α颗粒的析出，孪晶完全被抑制，在这些合金中。时效前 进行变形可能出现孪晶。一些商用β相合金也可能形成应变诱发马 氏体来提高它们的变形能力，这种应变诱发马氏体的出现对成分很 敏感。
简介
u钛在地壳中的含量为0.6%，是仅次于铝、铁、镁排在第四位的 金属元素。遗憾的是，人们极少在地壳中发现高含钛量的矿石， 且从未发现过纯钛。由于制取金属纯钛的难度很大，所以钛的价 格很高。 u主要矿藏为钛铁矿(FeTiO3 )和金红石矿(TiO2 )。
u金属钛生产从1948年至今才有半个世纪的历史，它是伴随着航 空和航天工业而发展起来的新兴工业。它的发展经受了数次大起 大落，这是因为钛与飞机制造业有关的缘故。 u但总的说来，钛发展的速度是很快的，它超过了任何一种其他 有色金属的发展速度。这从全世界海绵钛工业发展情况可以看出： 海绵钛生产规模60年代为60kt/a ，70年代为1l0kt/a ，80年代为 130kt/a，到1992年已达140kt/a。
—— 钛及钛合金
Titanium and Titanium Alloy
主要内容
第一部分 简介 第二部分 基本问题 第三部分 制备工艺 第四部分 商业纯钛与α钛合金 第五部分 α+β钛合金 第六部分 高温钛合金 第七部分 β钛合金
第一部分 简介
简介
u1791 年，英国牧师业余矿物学家 William Gregory 发现了一 种新元素:
u在双相α+β钛合金中，由于具有小的相尺寸、高的固溶度和Ti3Al沉 淀相的析出，孪晶变形模式几乎完全被抑制，但合金在低温下仍有 很好的塑性，主要是由于它们的相尺寸很小。
ubcc结构的β相在滑移之外也存在挛晶，但是β相中出现孪晶仅限于 单相状态，并随着固溶度的增加而减少。在完全热处理的β相合金 中，由于α颗粒的析出，孪晶完全被抑制，在这些合金中。时效前 进行变形可能出现孪晶。一些商用β相合金也可能形成应变诱发马 氏体来提高它们的变形能力，这种应变诱发马氏体的出现对成分很 敏感。
简介
u钛在地壳中的含量为0.6%，是仅次于铝、铁、镁排在第四位的 金属元素。遗憾的是，人们极少在地壳中发现高含钛量的矿石， 且从未发现过纯钛。由于制取金属纯钛的难度很大，所以钛的价 格很高。 u主要矿藏为钛铁矿(FeTiO3 )和金红石矿(TiO2 )。
u金属钛生产从1948年至今才有半个世纪的历史，它是伴随着航 空和航天工业而发展起来的新兴工业。它的发展经受了数次大起 大落，这是因为钛与飞机制造业有关的缘故。 u但总的说来，钛发展的速度是很快的，它超过了任何一种其他 有色金属的发展速度。这从全世界海绵钛工业发展情况可以看出： 海绵钛生产规模60年代为60kt/a ，70年代为1l0kt/a ，80年代为 130kt/a，到1992年已达140kt/a。
电镀工艺课件 镀铬
•1925年美国国家印刷局进一步试验成功了 电镀硬铬工艺。
•1933年Siemers等用乙酸作催化剂开发黑 铬镀液。
• 1950年美国United Chromium公司发表了 自动调节快速镀铬液(SRHS)。
•1960年出现微裂纹镀铬。
•最近三价铬电镀研究非常热。
§6.4.1 概述
一、性质、用途、分类 二、镀铬层的主要优点 三、镀铬工艺的主要特点 四、镀铬工艺存在的问题
四、镀铬工艺存在的问题
• 毒性 • 电流效率低，槽压高，电能消耗大 • 电流密度高，电源设备投资大 • 采用不溶性阳极，经常补充铬酐 • 阴极大量析氢，镀层金属易产生氢脆
§6.4.2 镀铬的阴极过程
标准镀铬电解液：P146
铬酐
铬酐:硫酸=100:1
硫酸
Cr3+
T
250g/L 2.5g/L 3~7g/L 45-55℃
• 镀铬溶液的主要成分是铬酸，电镀时，阴极 电流效率很低，一般为13-18%，同时阴极过 程比较复杂，往往有几种电化学反应同时进 行，镀铬溶液中还必须加少量的具有催化作 用的局外离子：SO42-、F-、SiF62-及Cr3+
与一般的单金属电镀不同，镀铬的电流效率特点是： ➢ 铬酸浓度提高，阴极电流效率下降 ➢ 镀液温度升高，阴极电流效率下降 ➢ 阴极电流密度增加，阴极电流效率升高
§6.4.4 普通镀铬
一、工艺特点 二、工艺规范 三、溶液配制 四、工艺维护
一、工艺特点
➢镀层光亮，抛光性能好 ➢电流效率8~13% ➢硬度600~900HV ➢对设备腐蚀性小 ➢与复合镀铬相比，深镀能力差，受铁杂质
影响小，易维护，应用广
二、工艺规范：P146
铬酐 硫酸 Cr3+ T
镀铬工艺课件ppt
(5) 黑铬 与其它上黑色镀层(如黑镍镀层)相比，有较高的
硬度，耐磨损及耐热性能好，而且有极好的消光性能。常用
于光学仪器、航空仪表等零件的镀覆。此外，黑铬镀层也可 用于装饰。
2021/3/10
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根据镀铬溶液组成及性能不同，又可分为下列几类：
1)普通镀铬液 以硫酸根作催化剂的镀铬溶液。铬酐和硫酸 的比例一般控制在CrO3／H2SO4：100/1，铬酐浓度在150g／ L～450g／L之间变化。根据铬酐浓度的不同，可分成高浓度、 中等浓度和低浓度镀铬液。习惯上把CrO3 250g／L和H2SO4 2.5g／L的中等浓度镀液称之谓“标准镀铬液”。低浓度镀液 的电流效率较高，铬层的硬度也较高，但覆盖能力较差；高 浓度镀液稳定，导电性好，电镀时槽电压较低，覆盖能力较 稀溶液好，但电流效率较低；标准镀铬液的性能介于两者之 间。
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3)自动调节镀铬液 以硫酸锶和氟硅酸钾为催化剂的镀铬 液。在温度和铬酐浓度一定的镀液中，硫酸锶和氟硅酸钾
各自存在着沉淀溶解平衡，并分别有一溶度积常数Ksp。当 镀液中SO42－或SiF62－浓度过大时，其相应的离子浓度乘积 大于溶度 积常数 ， 过量的SO42－ 或SiF62－ 便生成SrSO4或 K2SiF6沉淀而析出；当镀液中SO42－或SiF62－浓度不足时， 槽内的SrSO4或K2SiF6沉淀溶解，补充槽内的SO42－或SiF62 －离子，直至相应的离子浓度积等于其溶度积时为止。
镀铬工艺
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1
电镀铬及代铬镀层
电镀铬
概述
镀铬在电镀工业中占有极其重要的地位，并被列为三大镀 种之一。电镀铬属于单金属电镀，与其它单金属电镀相比，有 许多共同之处。但是，它又有一些其它单金属电镀所没有的特 点，故镀铬是电镀单金属中较为特殊的镀层。
钛合金的先进制造技术PPT培训课件
钛合金电子束熔炼的特点
钛合金电子束熔炼具有高纯度、高密度、低孔隙 率、高力学性能等优点，可以制备出高品质的钛 合金材料。
电子束熔炼技术的发展趋势
随着科技的不断发展和环保要求的提高，电子束 熔炼技术的能源消耗和环保性能问题越来越受到 关注，未来将会有更多研究致力于降低能耗和减 少污染。
钛合金的激光熔覆技术
航天器构件
在航天领域，钛合金用于制造火 箭发动机壳体、卫星支架和航天 飞机结构部件，满足极端温度和 环境条件下的性能要求。
汽车工业领域的应用案例
发动机部件
钛合金在汽车工业中用于制造发动机 气瓶、阀体和排气系统部件，提高发 动机性能和燃油经济性。
车身和底盘结构
钛合金在汽车车身和底盘结构中的应 用，能够减轻车身重量，提高车辆的 操控性和燃油效率。
钛合金粉末冶金的特点
钛合金粉末冶金具有高纯度、高密度、 低孔隙率、高力学性能等优点，广泛 应用于航空航天、医疗、体育等领域。
粉末冶金技术的发展趋势
随着科技的不断发展，粉末冶金技术 也在不断创新和改进，如纳米粉末冶 金、快速凝固粉末冶金等，为钛合金 的制备提供了更多可能性。
钛合金的喷射成形技术
喷射成形技术简介
模锻造
在模具中限制钛合金的变 形，使其按照模具的形状 和尺寸进行锻造。
等温锻造
在恒温下进行锻造，减少 温度变化对钛合金的影响， 提高材料性能。
轧制技术
热轧
温轧
将热处理的钛合金坯料加热至高温， 然后通过轧机轧制成所需规格和形状。
将半热处理的钛合金坯料加热至一定 温度，通过轧机轧制成所需规格和形 状，兼具热轧和冷轧的优点。
钛合金喷射成形的特点
喷射成形技术流程
喷射成形技术的发展趋势
第五章钛及钛合金的热处理ppt课件
有关，所以必须明确在各类中的β稳定系数值。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
5.1.2 钛的合金化
（1）α钛合金 此合金是指其退火组织以α钛为基体的单相固溶体
的合金。我国α钛合金的牌号为TA后加一个代表合 金序号的数字，如TA1、TA2、TA3等。 （2）近α钛合金 这类合金主要靠α稳定元素固溶强化，另加少量β 稳定元素，以使退火组织中有少量β相。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
5.2 钛的相变
5.2.1 同素异构转变 5.2.2 β相转变 （1）β相在快冷过程中的转变
1）马氏体相变 2）ω相变 3）淬火钛合金的亚稳定相图 （2）β相在慢冷过程中的转变 （3）β相共析反应和等温转变 5.2.3 时效过程亚稳相的分解 （1）六方马氏体α′的分解 （2）斜方马氏体α〞的分解 （3）ω相的分解 （4）亚稳定βm相的分解
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
5.2.1 同素异构相变
纯钛在固态有两种同素异晶体，即体心立方晶格
的β相和密排六方晶格的α相，在882.5℃发生下列
同素异构转变： α（密排六方）
5.1.2.1 钛与其他元素之间的作用 钛与其他合金元素之间的作用，取决于原子的电子
层结构、原子半径、晶格类型等诸因素。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
5.1.2 钛的合金化
（1）α钛合金 此合金是指其退火组织以α钛为基体的单相固溶体
的合金。我国α钛合金的牌号为TA后加一个代表合 金序号的数字，如TA1、TA2、TA3等。 （2）近α钛合金 这类合金主要靠α稳定元素固溶强化，另加少量β 稳定元素，以使退火组织中有少量β相。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
5.2 钛的相变
5.2.1 同素异构转变 5.2.2 β相转变 （1）β相在快冷过程中的转变
1）马氏体相变 2）ω相变 3）淬火钛合金的亚稳定相图 （2）β相在慢冷过程中的转变 （3）β相共析反应和等温转变 5.2.3 时效过程亚稳相的分解 （1）六方马氏体α′的分解 （2）斜方马氏体α〞的分解 （3）ω相的分解 （4）亚稳定βm相的分解
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
5.2.1 同素异构相变
纯钛在固态有两种同素异晶体，即体心立方晶格
的β相和密排六方晶格的α相，在882.5℃发生下列
同素异构转变： α（密排六方）
5.1.2.1 钛与其他元素之间的作用 钛与其他合金元素之间的作用，取决于原子的电子
层结构、原子半径、晶格类型等诸因素。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
钛及钛合金材料与热处理 教学PPT课件
系数（与玻璃的相近）均较低。 纯钛的强度低、塑形好，易于冷加工变形，其退火状态的力学性能与纯铁相近。 钛的性能受杂质的影响很大，少量的杂质就会使钛的强度激增，塑性显著下降。
4
金属材料热处理
1.1纯钛化学性能
•室温下钛比较稳定，高温下很活泼，熔化态能与绝大多数坩埚或造型材料发生作用。 • 高温下与卤素、氧、硫、碳、氮等进行强烈反应。 • 钛在真空或惰性气氛下熔炼，如真空自耗电弧炉、电子束炉、等离子熔炉等设备熔炼。 • 钛在氮气中加热即能发生燃烧，钛尘在空气中有爆炸危险，所以钛材加热和焊接宜用 氩气作保护气体。 • 钛在室温可吸收氢气，在500℃以上吸气能力尤为强烈，故可作为高真空电子仪器的 脱气剂；利用钛吸氢和放氢的特性，可以作储氢材料。
钛 合 金 列 管 式 换 热 器
18
金属材料热处理
1.4钛合金的热处理
钛合金热处理类型：退火、淬火及时效。 1、退火 目的：1.消除内应力。
2.提高塑性，保证一定的力学性能。 3.稳定组织。 退火用于各种钛合金，是纯钛和α型钛合金的唯一热处理方式。 第一次退火温度高于或接近再结晶终了温度，使再结晶充分进行又不至于晶粒长 大，二次退火加热温度稍低，但保温时间较长，使β相充分地分解聚集，从而保证使 用状态组织及性能稳定。
5
金属材料热处理
1.1纯钛耐蚀性能
•钛的标准电极电位很低(E=－1.63V)，但钛的致钝电位亦低，故钛容易钝化。 • 常温下钛表面极易形成由氧化物和氮化物组成的钝化膜，它在大气及许多浸蚀性介质中非常稳定， 具有很好的抗蚀性。
• 在大气、海水、氯化物水溶液及氧化性酸(硝酸、铬酸等)和大多数有机酸中，其抗蚀性相当于或超 过不锈钢，在海水中耐蚀性极强，可与白金相比，是海洋开发工程理想的材料。 •钛与生物体有很好相容性，而且无毒，适做生物工程材料。 • 钛在还原性酸(浓硫酸、盐酸、正磷酸)、氢氟酸、氯气、热强碱、某些热浓有机酸及氧化铝溶液中 不稳定，会发生强烈腐蚀。 • 钛在550℃以下能与氧形成致密的氧化膜，具有良好的保护作用。在538℃以下，钛的氧化符合抛 物线规律。但在800℃以上，氧化膜会分解，氧原子以氧化膜为转换层进入金属晶格，此时氧化膜已 失去保护作用，使钛很快氧化。
4
金属材料热处理
1.1纯钛化学性能
•室温下钛比较稳定，高温下很活泼，熔化态能与绝大多数坩埚或造型材料发生作用。 • 高温下与卤素、氧、硫、碳、氮等进行强烈反应。 • 钛在真空或惰性气氛下熔炼，如真空自耗电弧炉、电子束炉、等离子熔炉等设备熔炼。 • 钛在氮气中加热即能发生燃烧，钛尘在空气中有爆炸危险，所以钛材加热和焊接宜用 氩气作保护气体。 • 钛在室温可吸收氢气，在500℃以上吸气能力尤为强烈，故可作为高真空电子仪器的 脱气剂；利用钛吸氢和放氢的特性，可以作储氢材料。
钛 合 金 列 管 式 换 热 器
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金属材料热处理
1.4钛合金的热处理
钛合金热处理类型：退火、淬火及时效。 1、退火 目的：1.消除内应力。
2.提高塑性，保证一定的力学性能。 3.稳定组织。 退火用于各种钛合金，是纯钛和α型钛合金的唯一热处理方式。 第一次退火温度高于或接近再结晶终了温度，使再结晶充分进行又不至于晶粒长 大，二次退火加热温度稍低，但保温时间较长，使β相充分地分解聚集，从而保证使 用状态组织及性能稳定。
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金属材料热处理
1.1纯钛耐蚀性能
•钛的标准电极电位很低(E=－1.63V)，但钛的致钝电位亦低，故钛容易钝化。 • 常温下钛表面极易形成由氧化物和氮化物组成的钝化膜，它在大气及许多浸蚀性介质中非常稳定， 具有很好的抗蚀性。
• 在大气、海水、氯化物水溶液及氧化性酸(硝酸、铬酸等)和大多数有机酸中，其抗蚀性相当于或超 过不锈钢，在海水中耐蚀性极强，可与白金相比，是海洋开发工程理想的材料。 •钛与生物体有很好相容性，而且无毒，适做生物工程材料。 • 钛在还原性酸(浓硫酸、盐酸、正磷酸)、氢氟酸、氯气、热强碱、某些热浓有机酸及氧化铝溶液中 不稳定，会发生强烈腐蚀。 • 钛在550℃以下能与氧形成致密的氧化膜，具有良好的保护作用。在538℃以下，钛的氧化符合抛 物线规律。但在800℃以上，氧化膜会分解，氧原子以氧化膜为转换层进入金属晶格，此时氧化膜已 失去保护作用，使钛很快氧化。
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20min
镀层均匀但 比较粗糙
4
石墨
铁丝
50mm×50m m×1mm TC4 钛合金板
铬酐200g Cr2O3 3.2g水 552.8g
20min
未出现明显 镀层
5
石墨
铁丝
50mm×50m m×1mm TC4 钛合金板
铬酐200g Cr2O3 3.2g水 552.8g
20min
镀层均匀且 致密
活化液与电 镀液混合， 试样不暴露 在空气中
飞机起落架是在飞机起飞、着陆和停放时重要装置，是支 撑飞机整个重量的重要部件。它不仅要承受飞机停放时的 静力载荷，而且在飞机起飞和着陆时还要承受很大的冲击 载荷和疲劳载荷。因此，对起落架的材料和制造工艺，不 仅要求有较高的抗张力，而且要有足够的冲击强度和抗疲 劳性能。同时，减轻结构重量又是提高飞机性能所必须的 ，因此采用比强度高和抗裂纹扩张能力强的材料，则是飞 机起落架优选的目标。
展望及体会
体会
1. 培养综合利用相关知识的能力 2. 培养在实践中研究问题，分析问题，解决问题的能力 3. 培养了良好的工程素质和科学道德
4. 培养理论联系实际的作风
5. 提高了前沿信息的捕获能力 在实验中我们应该减少盲目操作来提高实验的效率，在对接下来的步骤了然于心时再开始进行。 在实验进行的过程中，我们在一定程度上忽视了对前人工作的一个好的总结，这也是经验不足所 导致的。此次创新项目带给我们的不仅仅在于一次又一次的实验和分析，它的背后还有动手能力 的锻炼，更有一种思维的创新和培养，能使自己的思考方式不单单局限在理论，更要向实际靠拢。 这对我们工科学生来说是大有裨益的。
谢谢观赏 望各位老师指正
研究过程
最初的艰辛：由于我们 的实验研究方向和材料院各 老师的研究方向不大相同， 所以在设备和技术上都遇到 了很多的困难。 从自购直流电机，铅笔 芯做电极，塑料杯做电镀槽 开始，我们顶着困难在一步 步前进。
研究过程
简单设备下的初期成果
研究过程
研究人不怕困难，设备简单，我们自己寻找设备，经验不足，我 们积累经验，经过多次的尝试，我们逐渐找到了合适的实验方法 和活化，电镀参数。
研究的创新点
1、在活化后，在镀铬液中，运用低电流析氢法，此时只析出氢气， 利用析出来的氢气还原钛合金表面的氧化层，从而增大镀铬层与钛 合金基体之间的结合力。 2、活化完成后，在活化液里直接配电镀液，使活化液与电镀液混合 。这样有两个好处，好处一：我们用的活化液是HF溶液，活化后依 然会剩余少量的H+和F+。在开始低电流密度电镀过程中，会产生大 量的H2，产生的H2恰好可以还原钛合金表面的氧化膜。好处二：试 样活化完后，直接在活化液里配电镀液，避免了把试样拿出，暴露 在空气中，这样可以防止试样表面再次被氧化，对增强镀层与基体 的结合，效果尤其明显。
展望及体会
展望
目前，电镀在钛合金表面处理中占据着相当重要的位置。但是钛在热力学 上是一种不稳定的金属，当其置于空气或水溶液等含氧介质中时表面能很快生 成新，氧化膜。但这层氧化膜使得在钛上进行表面处理时会遇到很大的困难， 特别是进行电镀、化学镀和转化膜处理时若按常规法进行前处理，不仅膜层与 基体结合力很差，也很难得到质量合格的镀覆层，膜层与基体的结合力差是钛 及钛合金表面进行电化学处理的主要问题。对此我们采用活化成膜处理成功解 决了结合力差的问题，若选择适宜的预处理方法，既能简化工艺，又能保证和 提高镀覆层与基体的结合强度。因此在许多领域具有良好应用前景，尤其在航 天、航空、军工、石油、造船等领域有着广阔的发展空间。
15min
无明显现象， 未出现镀层 活化液与电 镀液混合， 试样不暴露 在空气中 活化液与电 镀液混合， 试样不暴露 在空气中 活化液与电 镀液混合， 试样不暴露 在空气中
2
石墨
铁丝
纽扣状TC4钛 合金
15min
出现镀层但 镀层不均匀
3
石墨
铁丝
纽扣状TC4钛 合金
铬酐22.5g Cr2O3 0.5g 水77g
高强度钛合金镀铬
目录
1
研究的背景及意义 研究的内容及过程 研究的成果及结论 研究的难点及创新点 展望及体会
2 3 4
5
1、研究背景及意义
钛合金具有很高的强度重量比，耐腐蚀性能 优异，热稳定性，此外钛合金还具有高抗拉 强度并结合有良好的疲劳强度和断裂韧性。 这些性质使得钛合金在航空航天领域，无论 是航空发动机、飞机起落架还是导弹火箭都 有了广泛的应用。但因其耐磨性差，表面易 擦伤，粘接，焊接性能差等缺点，限制了其 应用范围。
1、研究的背景及意义
选择适当的电镀工艺进行处理，可以改善钛合金表面特性，扩大其 应用范围。在钛合金上镀铬可以提供其表面硬度，改善其耐磨性能。钛 合金电镀时要获得结合力良好的镀层，就必须彻底去除表面的钝化膜， 但是钛的氧化速度又很快，这使得钛合金电镀难以进行。硬铬镀层与钛 合金基体的结合力是镀层的主要指标之一。结合力不良会影响工件的使 用性能和寿命。造成结合力不良的原因很多，如前处理不良、活化处理 不当、被镀面钝化及工件材质的影响等。本课题主要通过一定方法解决 钛合金在镀铬时产生的钝化膜对被镀面结合力的影响，以提高镀层的结 合力，从而实现对钛合金表面的强化。
2、研究的内容及过程
2.1 主要研究的内容
1、解决钛合金在镀铬时产生的钝化膜对被镀面结合力的影响 2、对活化工艺进行优化，为下一步电镀做好准备 3、对电镀时间，电流密度大小，阴阳极材料及电镀装置进行 改进，以获得结合力良好的镀层金属
2、研究的内容及过程
2.2技术路线
砂布抛光 活化
高电流密度镀铬
低电流密度析氢
研究的成果及结论
金相照片
在金相显微镜下，可以清楚的看到铬层与基体结合均匀，致密。但 是表面不够平整。存在一些突出微小区域。
研究的成果及结论
划痕实验
用第五次实验 获得的试样进行划 痕实验，测量TC4 与铬层的结合力。 采用WS涂层 附着力自动划痕仪 ，最大载荷150N， 划痕长度3cm。划 痕实验显示，当动 载荷加载到88N时 ，TC4表面的铬层 才被划破，基体与 镀层结合力良好。
研究过程
不断改进后的成果
序号
阳极材料
阴极材料
试样
电镀液
电流大小
电镀时间
结果
备注
1
铅笔芯
铅笔芯
纽扣状TC4钛 合金
铬酐22.5gLeabharlann Cr2O3 0.5g 水77g 铬酐22.5g Cr2O3 0.5g 水77g
保持1.5A 初始1.5A （2-3min)， 每分钟增加 1A，终态电 流7.5A 初始1.5A （2-3min)， 每分钟增加 1A，终态电 流7.5A 初始1.5A （2-3min)， 每分钟增加 1A，终态电 流7.5A 初始1.5A （2-3min)， 每分钟增加 1A，终态电 流7.5A