1-11钛及合金解析

二、钛合金中的合金元素与气体杂质元素
（1）α相稳定元素，提高α→β相转变温度。（图11-1e） 如铝，有效强化α相，提高低温和高温（550℃以下）的强度。 （2）有效强化α相，它们在α和β相中均有大的固溶度，但对 α→β相转变温度影响较小，称为中性强化元素。如锡、锆。 （图11-1a） （3）β相稳定元素，降低α→β相转变温度。 第一类：产生β相共析分解的元素，如铬、锰、铁、铜、镍、钴和 钨等，随温度降低，β相发生共析分解，析出α相及金属间化合 物。（图11-1c） 第二类：不产生β相共析分解，但慢冷时析出α相，快冷时有α＇马 氏体转变。如钼、钒、铌、钽等。（图11-1b） 稳定β相的能力是钼＞钒＞铌＞钽。
组织要求：
（1）采用对钢、铁互溶性小的元素，即与金属 铁的晶格类型、晶格间距电子密度、电化学 性能等差别大的元素，如锡、铅、铝、铜、 锌等。 (2)金相组织应是软基体上分布有均匀的硬质点 或硬基体上分布有均匀的软质点。 (3)轴承材料应含有适量的低熔点元素。
二、各类轴承合金
1、锡基轴承合金（锡基巴氏合金）

发展方向：加入更多的α稳定元素，提高蠕 变性能，但制备困难，在制备和使用过程 中易产生脆性。由于Al当量的限制，该合金 的发展受到限制。
进一步发展方向：时效硬化α合金，Ti25Cu，可冷加工和焊接，广泛用于发动机 铸件和法兰盘等。

2、α+β钛合金

加入4-6%的β稳定元素，从而使α和β两个相都 有较多数量，而且抑制β相在冷却时发生转变， 只在随后的时效时析出，产生强化。 可在退火态或淬火时效态使用，既可以在α+β 相区也可以在β相进行热加工，使组织和性能 有较大调整余地。
Chapter12 滑动轴承合金
一、滑动轴承工作条件及对 性能、组织要求
工作条件：机器不运转时，轴对轴承施以压
力；轴高速运转时，轴对轴承施以周期性交 变载荷，有时还伴有冲击；轴和轴承会产生 相互摩擦和磨损。
性能要求：轴承合金应有足够的抗压强度和
疲劳强度，同时应具有良好的减磨性、磨合 性和镶嵌性，另外还应具有一定的塑性和韧 性以及小的膨胀系数和良好的导热性。
Chapter11钛及其合金
一、钛的基本性质
（1）钛有两种同素异构体α及β。α在882℃以下稳定， hcp结构；β稳定于 882℃-熔点间，bcc结构。 (2) 钛比强度高，熔点高，塑性好，高的比强度可保 持到550-600℃。 (3)具有优良的耐蚀性，在室温很快生成一层保护性 钝化层。 (4) 低温机械性能好。 (5) 弹性模量较低，约为铁的54%。 (6) 导热系数和线膨胀系数都较低。
α-Sb和Cu溶解到Sn中形成的固溶体，属于软基体； SnSb 、 Cu3Sn---电子化合物，属于硬质点。
Cu的作用是形成高熔点化合物Cu3Sn，阻止凝固过程中SnSb 在溶液中上浮，防止比重偏析，提高耐磨性。
2、铅基轴承合金（铅基巴氏合金） 3、铝基轴承合金
作业： 轴承合金在性能上有何要求，在组织上有何 特点，试分析锡基轴承合金？
四、钛合金的热处理基础
通过控制冷却速度来控制β相变，以 获得不同的相组成或不同的组织形态， 得到不同的性能，如图11-4。
五、钛合金的强韧化、应用与发展
1、近α和α钛合金 这类合金的机械性能对热处理不敏感，因为总 是α相没有相变。通过冷加工和随后退火控制α 相形态和大小，通过固溶强化强化α相。 经β相热加工冷却得到片状魏氏组织；α相热加 工冷却得到等轴组织；经α+β相热加工也得到 等轴组织。 魏氏组织α片的断裂韧性和抗疲劳裂纹扩展性 能很好，而等轴α相的低周疲劳性能和拉伸强 度较高。 典型合金Ti-5Al-2.5Sn,在300℃以下使用,可 以焊接,但冷加工困难。


典型合金Ti-6Al-4V，用量占整个钛合金的一半。 广泛用于压气机盘件、叶片和其他锻件。
3、β钛合金和近β钛合金 β钛合金的β相可以残留到室温，但却是不稳定 的，随后时效析出α第二相强化。其强度可优 于α+β钛合金，同时韧性也优于α+β钛合金。 但若控制不当，β合金可产生严重脆性。 控制第二相的数量、大小和分布。 典型合金Ti-13V-11Cr-3Al，经固溶淬火冷成形 及时效处理，可获得高强度。该合金已成功制 作SR-71飞机的蒙皮。 要进一步提高强度，先处理改善断裂韧性。
（4）氧 稳定α相元素，提高α→β相转变温度（图111d）。占据八面体间隙位置，产生点阵畸变， 提高强度、降低塑性。 （5）氮 与氧类似，是强稳定α相元素，提高α→β相转 变温度（图11-1d），强烈提高强度而降低塑 性。 （6）氢 稳定β相，降低塑性和韧性。
三、钛合金的分类
1、α-钛合金 显微组织是α相，含有α相稳定元素及一些中性强化 元素。主要元素是铝、锆、锡等。典型合金有Ti8Al-1Mo-1V。 2、α+β钛合金 显微组织是α+β相，含有较多的α相稳定元素和β相 稳定元素。 3、β钛合金和近β钛合金 含有大量的β相稳定元素，多数还含有铝、锆、锡 等。室温强度可达到α+β钛合金水平，但具有更佳 的工艺性能，不过高温强度比不上α+β合金。 近β钛合金的显微组织是α+β相，α强化相分布在β 相基体上。
化学成分是以锡为主，合金元素主要为锑、铜、铅。
牌号有ZChSnSb11-6，ZChSnSb8-4，ZChSnSb4-4等，其
中“Z”和“Ch”分别为“铸”和“承”的汉语拼音字头。第 一个数字表示Sb含量的百分数，第二个数字表示Cu含量的 百分数。
显微组织：α + SnSb + Cu3Sn