第三章金属材料ppt课件.ppt

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1、1,主讲: 管登高 博士后 副教授 硕导2010. 9,材料概论,2,自我介绍,1994年毕业于郑州纺织工学院机械系热加工专业;2001年硕士研究生毕业于四川大学金属材料系材料学专业;2004年博士研究生毕业于四川大学金属材料系材料学专业;2010年从成都理工大学地质学博士后流动站出站;主持四川省青年基金等研究项目；获得一项国家发明专利授权,申请国家发明专利5项；作为合作者编写出版国家“十五”重点图书1部.,3,Tel:13540896730E-mail: 办公室:马公馆102室,联系方式,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,第三章 金属材料,第三章 金属材料

2、主要内容金属材料概述 黑色金属 有色金属,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,3.1 金属材料概述 钢铁是经济产业的基本支柱，主要用于铁路、建筑、桥梁、汽车工业等领域。 中国钢铁产量世界第一， 2005年钢铁产量约3.5亿吨，占全世界产量的30%，是美国和日本的总和。 中国目前至少有1/3的不符合质量要求。 特种钢材主要靠进口。,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,钢铁材料,铝合金轮毂,钢铁航母,金属材料(Metallic Materials)：纯金属和以纯

3、金属为基体的合金材料的总称。合金(Alloy)：由两种或两种以上的金属元素或金属与非金属元素构成。纯金属(Pure Metal)：由一种金属元素构成的单质；,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,合金中的相：固溶体(Solid solution)：合金组元间以不同比例相互混合形成的具有与某一组元相同晶体结构的合金置换固溶体(Replaceable solid solution)间隙固溶体(Interstitial solid solution)金属间化合物(Intermetallics)：合金组元相互作用形成的具有自己独特的晶体结构和性质的新相。正常价化合物、电

4、子化合物、间隙相、间隙化合物,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,(1) 金属材料的分类：Metallic Materials 黑色金属：(Ferrous Metals)有色金属：(Nonferrous Metals)特殊金属：(Special Metals) 在103种元素中，金属元素有81种 工业生产中，通常把以铁为基的金属材料称为黑色金属，如钢与铸铁，把非铁金属及其合金称为有色金属，如铅、镍、锌、钛、铜等金属及合金。,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus

5、,元素周期表,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,黑色金属分类Iron (纯铁) 含C 0.04 Cast iron (铸铁) 含2 C 4Ferrous Metals Steel (钢) 含C 0.042Carbon steel (碳素钢)Alloy steel (合金钢)含碳量越高，硬度、强度越大，但塑性降低钢铁：占人类使用金属的90以上,有色金属分类Heavy metal (重金属) Cu、Pb、Zn、NiLight metal (轻金属) Al、Mg、TiNoble metal (贵金属) Au、Ag、PtRare metal (稀有金属) W、Mo、

6、U、Ta、稀土金属有色金属80余种,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,重金属: 指比重大于5的金属（一般指密度大于4.5克/立方厘米的金属）, 约有45种，如铜、铅、锌、铁、钴、镍、锰、镉、汞、钨、钼、金、银等。尽管锰、铜、锌等重金属是生命活动所需要的微量元素，但是大部分重金属如汞、铅、镉等并非生命活动所必须，而且所有重金属超过一定浓度都对人体有毒。 轻金属: 其共同特点是比重小于5，（一般指密度小于4.5克/立方厘米的金属），如铝的比重是2 .7，镁的比重是1 .7倍，而钾的比重只有0.87，钠只有0.97；其次是化学活性大，与氧、硫、碳和卤素的化合物均非

7、常稳定。,重金属与轻金属的区别,难熔金属：一般指熔点高于1650并有一定储量的金属（钨、钽、钼、铌、铪、铬、钒、锆和钛），也有将熔点高于锆熔点（1852）的金属称为难熔金属。以这些金属为基体，添加其他元素形成的合金称为难熔金属合金。制造耐1093（2000F）以上高温的结构材料所使用的难熔金属主要是钨、钼、钽和铌。,难熔金属,贵金属：主要指金、银和铂族金属（钌、铑、钯、锇、铱、铂）等8种金属元素。这些金属大多数拥有美丽的色泽，对化学药品的抵抗力相当大，在一般条件下不易引起化学反应。它们被用来制作珠宝和纪念品，而且还有广泛的工业用途。,贵金属,稀有金属：稀有金属通常指在自然界中含量较少或分布稀散

8、的金属。它们难于从原料中提取，在工业上制备和应用较晚。但在现代工业中有广泛的用途，如用于制造特种钢、超硬质合金和耐高温合金，在电气工业、化学工业、陶瓷工业、原子能工业及火箭技术等方面。稀有金属的名称具有一定的相对性，随着人们对稀有金属的广泛研究，新产源及新提炼方法的发现以及它们应用范围的扩大，稀有金属和其它金属的界限将逐渐消失，如有的稀有金属在地壳中的含量比铜、汞、镉等金属还要多。,稀有金属,稀有轻金属 ：包括锂、铷、铯、铍。比重较小，化学活性强。 稀有难熔金属：包括钛、锆、铪、钒、铌、钽、钼、钨。熔点较高，与碳、氮、硅、硼等生成的化合物熔点也较高。稀有分散金属 ：简称稀散金属，包括镓、铟、铊

9、、锗、铼以及硒、碲。大部分赋存于其他元素的矿物中。 稀有稀土金属 ：简称稀土金属，包括钪、钇及镧系元素。它们的化学性质非常相似，在矿物中相互伴生。 稀有放射性金属 ：包括天然存在的钫、镭、钋和锕系金属中的锕、钍、镤、铀，以及人工制造的锝、钷、锕系其他元素和104至107号元素。,稀有金属的类型,准金属：半导体，一般指硅、硒、碲、砷、硼。,准金属,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,铝合金轮毂,镁合金笔记本电脑,铂合金首饰,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,Special Metals (特殊金属):非晶态金属形状记忆合金减震

10、合金超塑金属储氢合金超导合金等,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,(2) 金属材料的性质1、常温下为固体（Hg除外）2、熔点较高也有较低的如：Sn、Pb、Zn、Al3、密度较大（Mg、Al除外3g/cm3以下）4、有光泽5、延展性、韧性、可加工性好6、导热性、导电性好，Ag、Cu、Al7、易氧化,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,The four types of stresses,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,Mechanical properties of metallic ma

11、terials,应力应变曲线,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,强度(Strength)：材料在载荷作用下抵抗塑性变形或破坏的最大能力。屈服强度：表示材料发生明显塑性变形的抗力Ps或抗拉强度：b=Pb/F0 断裂前单位面积上所承受的最大应力刚度(Stiffness)：外应力作用下材料抵抗弹性变形能力。 弹性模量：E/韧性(Ductility)：材料从塑性变形到断裂全过程中吸收能量的能力。 断裂韧性：KIC塑性(Plasticity)：外力作用下，材料发生不可逆的永久性变形而不破坏的能力。,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,

12、应变,应力,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,疲劳强度(Fatigue strength)：材料抵抗交变应力作用下断裂破坏的能力。疲劳极限(Fatigue limit)：材料经无数次应力循环而不发生疲劳断裂的最高应力值。硬度(Hardness)：材料在表面上的小体积内抵抗变形或破裂的能力。在给定温度和规定时间内，使试样产生一个规定蠕变变形量的应力值。抗蠕变性(Creep)：材料在一定温度和恒定应力（或恒定载荷）作用下抵抗变形的能力。,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,时间应变曲线,材料与化学化工学院,材料概论Materia

13、ls Conspectus,延展性材料的断裂,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,断面形貌,Al,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,穿晶断裂,沿晶断裂,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,How to increase the strength of metallic materials?固溶强化：加入合金元素形成固溶体而使强度增加的现象； 固溶强化的效果：间隙元素大于置换式固溶元素。形变强化：材料屈服以后，随形变量的增加，所需应力不 断增加的现象，也叫加工硬化。 位错密度大幅度增加；晶体择

14、优取向。弥散强化：通过向基体中引入其它一个或几个相而使金属 强度提高的现象。 与第二相颗粒的性质、尺寸、形状、数量、分布有关。细晶强化：随着晶粒细化, 材料的强度和韧性均提高。,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,3.2 黑色金属纯铁(Pure iron)铁碳合金(Fe-C alloy)合金钢(Alloy steel)铸铁(Cast iron),材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,纯铁(Fe)1538 1394 912 无磁性 无磁性 -Fe 体心立方BCC -Fe 面心立方FCC912 770 0 无磁性 有磁性 -Fe 体

15、心立方BCC -Fe 体心立方BCC熔点：1538密度：7.87g/cm3塑性和韧性:好强度:低铁磁性:高磁导率主要用途:仪器仪表的铁芯,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,铁素体F(Ferrite)：碳溶于-铁中的间隙固溶体,BCC结构,性能与纯铁相似，塑性、韧性好。 奥氏体A(Austenite)：碳溶于-铁中的间隙固溶体,FCC结构，塑性好，没有磁性。 渗碳体Fe3C(Cementite) ：铁与碳形成的间隙化合物Fe3C，正交晶格，硬度高，脆性很大。 珠光体P(Pearlite)：铁素体和渗碳体相间叠加的层片状组织，铁素体薄层和渗碳体薄层交替重叠的层状

16、复相物。,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,Fe and Fe-based alloys铁碳合金中碳的存在形式间隙固溶体铁素体：碳溶于-铁中的间隙固溶体奥氏体：碳溶于-铁中的间隙固溶体化合态的Fe3C：铁与碳形成的间隙化合物Fe3C，亚稳态，在一定条件下分解为铁和石墨。游离态的石墨：稳定态，可以从铸铁溶液中析出，也可以从奥氏体中析出。,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,铸铁(Cast iron)成份： C 2%，Si、Mn、S、P等。 性质:铸造性能良好；切削加工性能优异；耐磨；良好的减振性；对缺口不敏感；,材料与化学化工

17、学院,材料概论Materials Conspectus,Cast iron 历史悠久工程上最常用：机械制造、冶金、矿山、石油化工、交通 汽车：5070;机床：6090。生产设备和工艺简单，价格便宜,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,铸铁分类：根据碳在铁中的存在形式和断裂断口颜色白口铸铁Whitecast iron：渗碳体；白亮色麻口铸铁Mottled cast iron：渗碳体+游离石墨； 灰口铸铁：Grey cast iron游离石墨；暗灰色，根据石墨形态可分为：普通灰铸铁：片状球墨铸铁：球状可锻铸铁：团絮状蠕墨铸铁：蠕虫状,材料与化学化工学院,材料概论M

18、aterials Conspectus,石墨对铸铁性能的影响数量：石墨量越多，铸铁的抗拉强度越低。 (石墨相当于铁基体中的裂纹和空洞，它降低基体的抗拉强度，并引起应力集中。)分布：均匀大小：中等为宜形态：影响较大 片状力学性能最差 球状、团絮状力学性能最好,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,碳钢分类按含碳质量百分数分类低碳钢C:0.25%中碳钢C:0.25%C0.6%高碳钢C:0.6% 含碳量越高，硬度、强度越大，但塑性降低按钢的质量分类(杂质硫、磷的含量） 普通碳素钢S0.055%，P0.045%优质碳素钢S0.040%，P0.040%高级优质碳素钢S0.

19、030%，P0.035%,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,按用途分类 碳素结构钢：主要用于桥梁、船舶、建筑构件、机器零件等。 碳素工具钢：主要用于刀具、模具、量具等。,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,碳钢的牌号与用途普通碳素结构钢： 牌号：Q195、Q215、Q235、Q255、Q275等。 数字表示最低屈服强度。 用途：Q195、Q215、Q235 塑性好，可轧制成钢板、钢筋、钢管等。Q255、Q275可轧制成型钢、钢板等。优质碳素结构钢： 牌号：钢号以碳的平均质量万分数表示，如20、45等。 用途：主要用于制造各种

20、机器零件,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,碳素工具钢：牌号：钢号以碳的平均质量千分数表示，并在前冠以T。 如T9、T12等。T9表示含C：0.9% (千分之9)。用途：主要用于制造各种刀具、量具、模具等铸钢：牌号：钢号以碳的平均质量万分数表示，在前冠以ZG， 如ZG25，表示含C：0.25%。用途：主要用于制造形状复杂并需要一定强度、塑性和韧性的零件，如齿轮、联轴器等。,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,碳钢的缺点 基本相( F、Fe3C ) 性能差； 淬透性低； 回火稳定性差，使用温度不能超过200； 没有特殊性能，如

21、耐腐蚀、抗氧化、高耐磨。,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,合金钢Alloy steel在碳钢中加入一种或多种合金元素，形成的钢称之为合金钢。按含合金元素的多少分低合金钢10w按含合金元素种类分： 铬钢、铬镍钢、锰钢、硅锰钢等。按用途分：结构钢、工具钢、特殊性能钢。,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,按用途分：结构钢：制造各种工程结构和机器零件 工程(构件)用钢；渗碳钢、调质钢、弹簧钢、轴承钢工具钢：制造各种加工工具 刃具钢、模具钢、量具钢特殊性能钢：具有特殊物理或化学性能 不锈钢、耐热钢、耐磨钢、电工钢,材料与化学化工学

22、院,材料概论Materials Conspectus,合金元素的作用1 合金元素与铁的作用：溶于铁形成固溶体。影响铁的同素异晶转变；固溶强化使钢的室温强度提高。2 合金元素与碳的作用非碳化物形成元素：Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B；碳化物形成元素：Mn、Cr、Mo、W、V、Nb、Zr、Ti 合金渗碳体 合金碳化物,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,对钢的力学性能的影响1. 溶入固溶体（铁素体、奥氏体），固溶强化。2. 溶入奥氏体，提高淬透性，形成更多马氏体，提高强度。3. 形成稳定碳化物，加热时阻碍晶粒长大，细化晶粒。4. 形成稳定碳化物，具有高硬度，

23、提高耐磨性。5. 形成稳定碳化物，弥散分布，弥散强化。6. 扩散慢，推迟回火转变，提高回火稳定性，在某些高合金钢中产生二次硬化。 对钢的工艺性能的影响 合金钢在压力加工、焊接、热处理及切削加工的工艺性能方面比碳钢差。,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,合金结构钢的应用 Q460钢含Mo、B，强度高，用于石化中温高压容器。 Q345钢(16Mn)综合性能好，用于船舶、桥梁、车辆等大型钢结构。 Q390钢含V、Ti、Nb，强度高，用于中等压力的容器。,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,特殊性能钢不锈钢(Stainless St

24、eel)定义：在大气和一般腐蚀性介质中具有很高耐蚀性的钢。用途：在各种腐蚀性介质中工作并具有较高抗腐蚀能力的零件或结构件。广泛用于石油、化工、原子能、海洋开发、国防和一些先端科学技术领域。,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,1. 耐腐蚀性要求越高，碳的质量分数应越低；2. 加入主要的合金元素Cr，提高基体的电极电位钝化氧化3. 加入合金元素Ni，获得单相的奥氏体组织提高耐腐蚀性及力学性能。4. 加入合金元素Mo、Cu等：提高钢在非氧化性酸中的耐腐蚀能力。 5.加入合金元素Ti、Nb等：优先同C形成稳定的碳化物保Cr。6.加入合金元素Mn、N等：部分替代Ni以

25、获得奥氏体组织，并能提高耐有机酸腐蚀性。,合金元素的作用,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,3.3 有色金属及合金Nonferrous Metals & AlloysAl and Al alloyCu and Cu alloyTi and Ti alloyMg and Mg alloy 有色金属及合金与钢铁材料相比，具有许多特殊性能，是现代工业生活中不可缺少的金属材料。,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,3.3.1 Al and Al alloyCharacteristics1. 密度低，比强度高纯铝的密度只有2.7g/c

26、m2. 良好的导热、导电以及抗腐蚀能力3. 良好的加工性、铸造性，易塑型变形Melting point：6604. 在空气中易在表面形成Al2O3 膜,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,Pure Al名称 纯度 用途高纯铝 99.93%-99.99% 科学研究、制作电器工业高纯铝 98.85%-99.9% 铝箔、铝合金原料工业纯铝 98.0%-99.0% 电线、电缆、配置合金纯铝中含有Fe、Si、Zn等时，会使性能下降。纯铝的强度很低，不能用作结构材料,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,铝合金Function of all

27、oying elements Good machinability with improved strength 提高强度的方法固溶强化时效强化弥散强化细晶强化,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,铝合金Classification of Al alloy变形铝合金:(Transformed Al alloy)类型：防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金、锻铝合金用途：铝丝、铝箔、铝合金型材等,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,硬铝合金(Duralumin alloy)： Al Cu Mg ，通过时效强化提铝合金强度,但耐蚀性不高

28、。超硬铝合金(Super duralumin alloy)： Al Zn Mg Cu，通过时效强化和形成的强化相,使铝合金达到最高的硬度和强度。但耐蚀性较差。锻铝合金(Wrought Al alloy ) : Al-Mg-Si-Cu 具有良好的热塑性, 通过固溶处理和人工时效来提高铝合金的力学性能。,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,铸造铝合金:(Casting Al alloy)类型：Al-Si系合金、Al-Cu系合金、Al-Mg系合金、Al-Zn系合金铸造铝 硅合金：活塞(裙部为铝硅合金)铸造铝 铜合金：有较高的强度、塑性及耐热性,但铸造性能和耐蚀性较差

29、。铸造铝 镁合金:有较高的强度、韧性及耐蚀性,但铸造性能和耐热性较差。铸造铝 锌合金：具有良好的铸造性,经变质处理和时效处理后,强度高,但耐蚀性差。用途：复杂形状的铸件等,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,铝合金的新进展Al-Li合金低密度、高弹性模量高比强度、高比刚度航空航天领域 奋进号液氢液氧外推进剂贮箱，2195铝锂合金代替2219合金，减轻重量约3500k。 第三代铝锂合金的发展方向：高强可焊和低各向异性,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,国内外研究概况超高强、高韧、耐腐蚀铝合金 车（船）用铝合金 再生铝合金 铝合

30、金薄板 铝与铝合金箔材 其它铝合金,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,3.3.2 Cu and Cu alloy Copper 原子量：63.54 密度：8.92 g/cm3 熔点：1083 色泽美观。,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,Pure Cu 纯铜为紫色，又称紫铜。主要用于制作电导体及配制合金。 工业纯铜分为4种：T1、T2、T3、T4。编号越大，纯度越低。 纯铜的强度低，不宜用作结构材料,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,Properties of Cu and Cu all

31、oysGood physical and chemical properties：导电、导热性能 好、耐腐蚀、化学稳定性强、抗磁能力高。 Good machinability：容易冷热成形，铸造性能好，易焊 接、可塑性、延展性好。 Special mechanical properties：比如优良的减摩性和耐摩 性，高的弹性极限和疲劳强度，抗张强度大。 色泽美观。,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,Classification of Cu alloy铜合金的种类铜中加入合金元素后，可提高合金的强度，并保持良好的加工性能。黄铜(Brass):以Zn为主要合金

32、元素。良好的加工性能，优良的 铸造性能，耐腐蚀性能也好。青铜(Bronze):以Sn为主要合金元素。用于铸造形状复杂的零件。抗腐蚀性比黄铜还好。白铜(Cupronickel):以Ni、Mn为主要合金元素。具有较好的强度和塑性，能进行冷加工变形，抗腐蚀性能也好。,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,常见的黄铜应用 金奖黄铜H90 弹壳黄铜H70 ( H68 ) 日用黄铜H62 ( H59 ),材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,青铜、白铜的应用 青铜主要用作耐蚀耐磨、防磁的零件，如仪器上的弹簧簧片、轴承、齿轮等。 白铜具有高的抗

33、蚀性和优良的冷热加工成形性，精密仪器仪表，化工机械及医疗器械中的关键材料。 应用领域:电机电气仪表造船机械制造,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,铜及其合金的主要发展趋势 高强高导材料性能的研究蓬勃发展； Cu/Nb、Cu/Cr、Cu/V等合金系在高温区域的热力学数据和相图数据非常缺乏，对合金平衡及非平衡凝固组织的认识有待深入； 纳米孪晶纯铜的研究取得重要突破。中科院金属所通过制备出高密度纳米尺寸生长孪晶铜，使纯铜拉伸强度高达1068MPa； 纳米晶电触头材料与电弧相互作用的研究不断深入； 电接触可靠性的研究有待深入。,材料与化学化工学院,材料概论Mater

34、ials Conspectus,3.3.3 Ti and Ti alloyTitanium银白色， 密度低（4.5g/cm3,比铝高）；熔点高（1668），线膨胀系数小。导热性差。纯钛塑性好，强度高，可以加工成细丝和薄片。钛在大气、海水及酸碱中的抗腐蚀性能好。Crystal structure 882.5：BCC, Ti,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,Properties Low density, high specific strength 钛合金的强度可与高强钢媲美； Capability of working at high and low tem

35、peratures某些钛合金能在450-600和-250下长期工作； Anticorrosion 具有很好的耐盐类、海水和硝酸腐蚀的能力； Difficult in machining, high cost,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,Classification of Ti alloy钛合金：钛中加铝、硼，获得Ti合金。其强度较低，但高温（500600度）强度很高。抗氧化性、抗蠕变性、焊接性能良好。钛合金：钛中加钼、铬、钒，获得Ti合金。其强度高，冲压性能好，并可通过淬火和时效获得强化。钛合金：其塑性好，容易锻造、压延和冲压，可通过固溶和时效进行强化

36、。热处理后的强度可提高50100。,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,钛合金的新进展（1）高强高韧型钛合金 加入大量稳定元素；高强度(1400-1500MPa)，深淬透性和冷成形加工性能；高抗蚀性、良好的耐热性；用于有温度要求的飞机结构件或发动机结构件、蜂窝、紧固件和液压管件；用做金属基复合材料的基体、铸件等。（2）钛铝化合物为基的钛合金 提高钛合金的工作温度(抗氧化能力、高温力学性能)；代替航空发动机所用的较重的镍基高温合金，增大推重比。（3）高温钛合金（4）阻燃钛合金（5）医用钛合金,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,

37、Ti-6Al-4V型钛合金， Al 5-6%、V 4%。通过热处理可使抗拉强度高达1173MPa，用来制造工作温度不超过400的各种飞机结构件和发动机零部件现有航空航天用钛合金中，应用最广泛、综合性能好用量达各种钛合金总用量的一半以上,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,3.3.4 Mg and Mg alloyMagnesiumLow density, high specific strength 纯镁的密度只有1.749g/cm3，仅为铁的1/4、铝的2/3。Low electrode potential 抗腐蚀性能差。HCP structure 塑性变形

38、能力差。,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,PropertiesLow specific weight：工业用材料中最轻量材料（铝的2/3重）High specific strength: 优于钢和铝Shock absorbency:可将震动能吸收并转化成热放出Good machinability, Impact-resistentRegeneration：有利于环境优化,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,Mg alloy镁合金Al：提高强度，改善铸造性Zn ：提高强度，改善耐蚀性、塑性Zr：细化晶粒、提高力学性能Mn：改

39、善抗蚀性稀土元素：提高耐热性，改善铸造性和焊接性Li：降低密度，提高塑性和焊接性,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,镁合金的种类变形镁合金：(Transformed Mg alloy) 镁合金各种型材铸造镁合金：(Casting Mg alloy) 复杂形状的铸件,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,3.3.5 轴承合金的性能要求(Bearing alloy) 在工作温度下有足够的抗压强度和疲劳强度，以承受轴所施加载荷。 有足够的塑性和韧性，以保证与轴配合良好并承受冲击和振动。 磨擦系数小，并能保持住润滑油，以减少对轴颈的摩

40、损。 具有小的膨胀系数和良好的导热性和耐蚀性，以防止轴瓦与轴颈强烈磨擦升温而发生咬合，并抵抗润滑油的侵蚀。 具有良好的磨合能力，以使载荷均匀分布。 容易制造，价格低廉。 ,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,轴承合金的分类及用途 常用的轴承合金按其化学成分可以分为锡基、铅基、铝基、铜基和铁基等数种，前两种锡基、铅基称为巴氏合金。 锡基轴承合金(Tin-based) 铅基轴承合金(Lead-based)轴承合金应用内燃机轴瓦巴氏合金轴瓦,材料与化学化工学院,材料概论Materials Conspectus,3.3.6 Noble Metal种类：（共8种）金、银、铂、铑、钯、铱、锇、钌主要用途：贵金属及其合金早期用于首饰及装饰材料、催化剂、磁电机材料、电极材料、储氢材料、高强度材料、焊料等。Properties： 优良的电学性能； 高催化活性、生物活性； 优良的磁光储存效应； 高温抗氧化性和抗腐蚀性能 在应用中有少、小、精、广的特点，被称为现代工业的维他命。,