在日新月異的金屬材料**中,各種新的合金材料應(yīng)用,使加工過(guò)程中出現(xiàn)了新的問(wèn)題。為破解鉆孔過(guò)程中,尤其是微孔,小孔等加工難題,特推出金屬合金鉆頭選擇方法以供參考!各種合金及塑料PC鉆孔鉆頭的具體選用方法請(qǐng)來(lái)咨詢,蘇州恒準(zhǔn)儀器:0512-63407751
合金,是由兩種或兩種以上的金屬與非金屬經(jīng)一定方法所合成的具有金屬 特性 的物質(zhì)。一般通過(guò)熔合成均勻液體和凝固而得。根據(jù)組成元素的數(shù)目,可分為二元合金、三元合金和 多元合金 。 中國(guó) 是世界上*早研究和生產(chǎn)合金的國(guó)家之一,在商朝(距今3000多年前) 青銅 (銅錫合金)工藝就已非常發(fā)達(dá); 公元前 6世紀(jì)左右(春秋晚期)已鍛打(還進(jìn)行過(guò)熱處理)出鋒利的劍( 鋼制品 )。
合金類(lèi)型
合金類(lèi)型
(1)混合物合金(共熔混合物),當(dāng)液態(tài)合金凝固時(shí),構(gòu)成合金的各 組分 分別 結(jié)晶 而成的合金,如 焊錫 、鉍鎘合金等;
(2)固熔體合金,當(dāng)液態(tài)合金凝固時(shí)形成 固溶體 的合金,如 金銀合金 等;
(3)金屬互化物合金,各組分相互形成 化合物 的合金,如 銅 、 鋅 組成的 黃銅 (β-黃銅、γ-黃銅和ε-黃銅)等。
合金的許多 性能 優(yōu)于純金屬,故在應(yīng)用材料中大多使用合金(參看 鐵合金 、 不銹鋼 )。
金屬材料在腐蝕性介質(zhì)中所具有的抵抗介質(zhì)侵蝕的能力,稱金屬的耐蝕性。純金屬中耐蝕性高的通常具備下述三個(gè)條件之一:
耐熱合金合金又稱 高溫合金 ,它對(duì)于在高溫條件下的 工業(yè)部門(mén) 和應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域有著重大的意義。
鈦 是周期表中第IVB類(lèi)元素,外觀似鋼,熔點(diǎn)達(dá)1 672 ℃,屬 難熔金屬 。鈦在地殼中含量較豐富,遠(yuǎn)高于Cu、Zn、Sn、Pb等常見(jiàn)金屬。我國(guó)鈦的資源極為豐富,僅四川 攀枝花 地區(qū)發(fā)現(xiàn)的特大型 釩鈦磁鐵礦 中, 伴生 鈦金屬儲(chǔ)量約達(dá)4.2億噸,接近國(guó)外探明鈦儲(chǔ)量的總和。
材料在外加磁場(chǎng)中,可表現(xiàn)出三種情況:①不被 磁場(chǎng) 所吸引的,叫反磁性材料;②微弱地被磁場(chǎng)所吸引的,叫順磁性材料;③強(qiáng)烈地被磁場(chǎng)吸引的,稱鐵磁性材料,其 磁性 隨外磁場(chǎng)的加強(qiáng)而急劇增高,并在外磁場(chǎng)移走后,仍能保留磁性。金屬材料中,大多數(shù)過(guò)渡金屬具有 順磁性 ;只有 Fe 、 Co 、 Ni 等少數(shù)金屬是 鐵磁性 的。
[英] Sodium Potaddium Al
合金的通性
各類(lèi)型合金都有以下通性:
(1)多數(shù)合金 熔點(diǎn) 低于其組分中任一種組成 金屬 的熔點(diǎn);
(2) 硬度 一般比其組分中任一金屬的硬度大;(特例:鈉鉀合金是液態(tài)的,用于原子反應(yīng)堆里的導(dǎo)熱劑)
(3)合金的 導(dǎo)電性 和 導(dǎo)熱性 低于任一組分金屬。利用合金的這一特性,可以制造高電阻和高熱阻材料。還可制造有特殊性能的 材料 。
(4)有的抗腐蝕能力強(qiáng)(如不銹鋼)如在 鐵 中摻入15% 鉻 和9% 鎳 得到一種耐腐蝕的不銹鋼,適用于 化學(xué)工業(yè)
常見(jiàn)合金
球墨鑄鐵、 錳鋼 、 不銹鋼 、黃銅、 青銅 、白銅、焊錫、硬鋁、18K黃金、18K白金。
鋼鐵
簡(jiǎn)介
鋼鐵 是鐵與 C 、 Si 、 Mn 、 P 、 S 以及少量的其他元素所組成的合金。其中除Fe外,C的含量對(duì)鋼鐵的 機(jī)械性能 起著主要作用,故統(tǒng)稱為 鐵碳合金 。它是 工程技術(shù) 中*重要、用量*大的 金屬材料 。
分類(lèi)及性質(zhì)
按含碳量不同,鐵碳合金分為 鋼 與 生鐵 兩大類(lèi),鋼是含碳量為0.03%~2%的鐵碳合金。 碳鋼 是*常用的普通鋼,冶煉方便、加工容易、價(jià)格低廉,而且在多數(shù)情況下能滿足使用要求,所以應(yīng)用十分普遍。按含碳量不同,碳鋼又分為 低碳鋼 、 中碳鋼 和 高碳鋼 。隨含碳量升高,碳鋼的硬度增加、 韌性 下降。 合金鋼 又叫 特種鋼 ,在碳鋼的基礎(chǔ)上加入一種或多種 合金元素 ,使鋼的組織結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生變化,從而具有一些特殊性能,如高硬度、高耐磨性、高韌性、 耐腐蝕性 ,等等。經(jīng)常加入鋼中的合金元素有Si、 W 、Mn、 Cr 、 Ni 、 Mo 、 V 、 Ti 等。我國(guó)合金鋼的資源相當(dāng)豐富,除Cr、Co不足,Mn品位較低外,W、Mo、V、Ti和 稀土金屬 儲(chǔ)量都很高。21世紀(jì)初,合金鋼在鋼的總產(chǎn)量中的比例將有大幅度增長(zhǎng)。
關(guān)于生鐵
含碳量2%~4.3%的鐵碳合金稱生鐵。生鐵硬而脆,但耐壓耐磨。根據(jù)生鐵中碳存在的形態(tài)不同又可分為白口鐵、灰口鐵和球墨鑄鐵。 白口鐵 中碳以Fe3C形態(tài)分布, 斷口 呈銀白色,質(zhì)硬而脆,不能進(jìn)行 機(jī)械加工 ,是 煉鋼 的原料,故又稱煉鋼生鐵。碳以 片狀石墨 形態(tài)分布的稱 灰口鐵 ,斷口呈銀灰色,易切削,易鑄,耐磨。若碳以 球狀石墨 分布則稱 球墨鑄鐵 ,其機(jī)械性能、加工性能接近于鋼。在 鑄鐵 中加入特種合金元素可得特種鑄鐵,如加入Cr, 耐磨性 可大幅度提高,在特種條件下有十分重要的應(yīng)用。[1]
硅鐵
硅鐵 是以焦炭、鋼屑、石英(或硅石)為原料,用電爐冶煉制成的。硅和氧很容易化合成二氧化硅。所以硅鐵常用于煉鋼作脫氧劑,同時(shí)由于SIO2生成時(shí)放出大量的熱,在脫氧同時(shí),對(duì)提高鋼水溫度也是有利的。硅鐵作為合金元素加入劑。廣泛用于低合金結(jié)構(gòu)鋼、合結(jié)鋼、彈簧鋼、軸承鋼、耐熱鋼及電工硅鋼之中,以外硅鐵在鐵合金生產(chǎn)及化學(xué)工業(yè)中,常用作還原劑。含硅量達(dá)95%--99%。純硅常用制造單晶硅或配制 有色金屬 合金。
錳鐵
錳鐵 是以錳礦石為原料。在高爐或電爐中熔煉而成的。錳鐵也是鋼中常用的脫氧劑,錳還有脫硫和減少硫的有害影響的作用。因而在各種鋼和鑄鐵中,幾乎都含有一定數(shù)量的錳。錳鐵還作為重要的合金劑。廣泛地用于結(jié)構(gòu)鋼。工具鋼、不銹耐熱鋼。耐磨鋼等合金鋼中。
鋁合金
簡(jiǎn)介
鋁是分布較廣的 元素 ,在 地殼 中含量?jī)H次于 氧 和 硅 ,是金屬中含量*高的。 純鋁 密度較低,為2.7 g/cm3,有良好的導(dǎo)熱、 導(dǎo)電性 (僅次于 Au 、 Ag 、 Cu ), 延展性 好、 塑性 高,可進(jìn)行各種機(jī)械加工。鋁的化學(xué)性質(zhì)活潑,在 空氣 中迅速 氧化 形成一層致密、牢固的 氧化膜 ,因而具有良好的耐蝕性。但純鋁的 強(qiáng)度 低,只有通過(guò) 合金化 才能得到可作 結(jié)構(gòu)材料 使用的各種鋁合金。
特點(diǎn)與性質(zhì)
鋁合金 的突出特點(diǎn)是 密度 小、強(qiáng)度高。鋁中加入Mn、 Mg 形成的Al-Mn、Al-Mg合金具有很好的耐蝕性,良好的塑性和較高的強(qiáng)度,稱為 防銹鋁合金 ,用于制造 油箱 、 容器 、 管道 、 鉚釘 等。 硬鋁合金 的強(qiáng)度較防銹鋁合金高,但防蝕性能有所下降,這類(lèi)合金有Al-Cu-Mg系和Al-Cu-Mg-Zn系。新近開(kāi)發(fā)的高強(qiáng)度硬鋁,強(qiáng)度進(jìn)一步提高,而密度比普通 硬鋁 減小15%,且能 擠壓 成型,可用作摩托車(chē)骨架和 輪圈 等構(gòu)件。Al-Li合金可制作 飛機(jī) 零件和承受載重的** 運(yùn)動(dòng)器材 。
應(yīng)用
高強(qiáng)度鋁合金廣泛應(yīng)用于制造飛機(jī)、 艦艇 和載重汽車(chē)等,可增加它們的 載重量 以及提高運(yùn)行速度,并具有抗 海水 侵蝕,避 磁性 等特點(diǎn)。
銅合金
純銅 呈紫紅色,故又稱 紫銅 ,有極好的導(dǎo)熱、 導(dǎo)電性 ,其導(dǎo)電性僅次于銀而居金屬的**位。銅具有優(yōu)良的 化學(xué)穩(wěn)定性 和耐蝕性能,是優(yōu)良的 電工 用金屬材料。
工業(yè)中廣泛使用的 銅合金 有 黃銅 、 青銅 和 白銅 等。
Cu與 Zn 的合金稱黃銅,其中Cu占60%~90%、Zn占40%~10%,有優(yōu)良的導(dǎo)熱性和耐腐蝕性,可用作各種 儀器 零件。再如在黃銅中加入少量 Sn ,稱為**黃銅,具有很好的抗 海水腐蝕 的能力。在黃銅中加入少量的有潤(rùn)滑作用的 Pb ,可用作 滑動(dòng)軸承 材料。
青銅 是人類(lèi)使用歷史*久的金屬材料,它是Cu、Sn合金。錫的加入明顯地提高了銅的強(qiáng)度,并使其塑性得到改善,抗腐蝕性增強(qiáng),因此 錫青銅 常用于制造 齒輪 等耐磨零部件和耐蝕配件。Sn較貴,已大量用Al、Si、Mn來(lái)代替Sn而得到一系列青銅合金。 鋁青銅 的耐蝕性比錫青銅還好。 鈹青銅 是強(qiáng)度*高的銅合金,它無(wú)磁性又有優(yōu)異的抗腐蝕性能,是可與鋼相競(jìng)爭(zhēng)的彈簧材料。
白銅是Cu-Ni合金,有優(yōu)異的耐蝕性和高的電阻,故可用作苛刻腐蝕條件下工作的零部件和 電阻器 的材料。
黃銅 含鋅及少量的錫、鉛、鋁等。
鋅合金
簡(jiǎn)介
以 鋅 為基加入其他 元素組成 的合金。常加的合金元素有 鋁 、銅、鎂、鎘、鉛、鈦等。鋅合金熔點(diǎn)低,流動(dòng)性好,易熔焊,釬焊和 塑性加工 ,在大氣中耐腐蝕,殘廢料便于回收和重熔;但 蠕變強(qiáng)度 低,易發(fā)生自然時(shí)效引起尺寸變化。 熔融法 制備,壓鑄或壓力加工成材。按制造工藝可分為鑄造鋅合金和變形鋅合金。
應(yīng)用及其他
鋅合金的主要添加元素有鋁,銅和鎂等.鋅合金按加工工藝可分為形變與鑄造鋅合金兩類(lèi).鑄造鋅合金流動(dòng)性和耐腐蝕性較好,適用于壓鑄儀表,汽車(chē)零件外殼等。
【 鋅合金 成分及鑄件品質(zhì)】
一、鋅合金的特點(diǎn)
1. 比重大。
低溫鋅合金
2. 鑄造性能 好,可以壓鑄形狀復(fù)雜、薄壁的精密件,鑄件表面光滑。
3. 可進(jìn)行 表面處理 :電鍍、噴涂、噴漆。
4. 融化與壓鑄時(shí)不吸鐵,不腐蝕壓型,不粘模。
5. 有很好的常溫機(jī)械性能和耐磨性。
6. 熔點(diǎn)低,在385℃熔化,容易壓鑄成型。
鉛錫合金
分類(lèi)
鉛錫合金按用途分為:
①鉛基或 錫基軸承合金 。與鉛基軸承合金統(tǒng)稱為 巴氏合金 。含銻3%~15%,銅3%~10%,有的合金品種還含有10%的鉛。銻、銅用以提高合金的強(qiáng)度和硬度。其摩擦系數(shù)小,有良好的韌性、 導(dǎo)熱性 和耐蝕性,主要用以制造滑動(dòng)軸承。
②鉛錫 焊料 。以錫鉛合金為主,有的錫焊料還含少量的銻。含鉛38.1%的錫合金俗稱焊錫,熔點(diǎn)約183℃
,用于電器儀表工業(yè)中元件的焊接,以及 汽車(chē)散熱器 、熱交換器、食品和飲料容器的密封等。
鋁錫合金
③鉛錫合金涂層。利用錫合金的抗蝕性能,將其涂敷于各種電氣元件表面,既具有保護(hù)性,又具有裝飾性。常用的有錫鉛系、錫鎳系涂層等。
④ 鉛錫合金 (包括鉛錫合金,無(wú)鉛錫合金)可以用來(lái)生產(chǎn)制作各種精美合金 飾品 、合金工藝品,如 戒指 、 項(xiàng)鏈 、手鐲、 耳環(huán) 、胸針、紐扣、領(lǐng)帶夾、帽飾、工藝擺飾、合金相框、宗教徽志、微型塑像、紀(jì)念品等。
特點(diǎn)
鉛錫合金(用作合金飾品、合金工藝品材料)的特點(diǎn)
1.鉛錫合金性能穩(wěn)定,熔點(diǎn)低,流動(dòng)性好,收縮性小。
2.鉛錫合金晶粒幼細(xì),韌性良好,軟硬適宜,表面光滑,無(wú)砂洞,無(wú)疵點(diǎn),無(wú)裂紋,磨光及電鍍效果好。
3.鉛錫合金離心鑄造性能好,韌性強(qiáng),可以鑄造形狀復(fù)雜、薄壁的精密件,鑄件表面光滑。
4.鉛錫合金產(chǎn)品可進(jìn)行表面處理:電鍍、噴涂、噴漆。
5.鉛錫合金 晶體結(jié)構(gòu) 致密,在原料方面確保鑄件尺寸公差小,表面精美,后處理瑕疵少.
特種合金
工業(yè)上應(yīng)用的合金種類(lèi)數(shù)以千計(jì),現(xiàn)只簡(jiǎn)要地介紹其中幾大類(lèi)。
耐蝕合金
耐蝕合金
① 熱力學(xué) 穩(wěn)定性高的金屬。通??捎闷錁?biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)來(lái)判斷,其數(shù)值較正者穩(wěn)定性較高;較負(fù)者則穩(wěn)定性較低。耐蝕性好的貴金屬,如Pt、Au、Ag、Cu等就屬于這一類(lèi)。
②易于 鈍化 的金屬。不少金屬可在 氧化性 介質(zhì)中形成具有保護(hù)作用的致密氧化膜,這種現(xiàn)象稱為鈍化。金屬中*容易鈍化的是Ti、 Zr 、 Ta 、 Nb 、Cr和Al等。
③表面能生成難溶的和保護(hù)性能良好的腐蝕產(chǎn)物膜的金屬。這種情況只有在金屬處于特定的腐蝕介質(zhì)中才出現(xiàn),例如,Pb和Al在 H2SO4 溶液中,F(xiàn)e在H3PO4溶液中,Mo在 鹽酸 中以及Zn在 大氣 中等。
因此, 工業(yè) 上根據(jù)上述原理,采用合金化方法獲得一系列 耐蝕合金 ,一般有相應(yīng)的三種方法:
①提高金屬或合金的熱力學(xué)穩(wěn)定性,即向原不耐蝕的金屬或合金中加入熱力學(xué)穩(wěn)定性高的合金元素,使形成固溶體以及提高合金的電極電勢(shì),增強(qiáng)其耐蝕性。例如在Cu中加Au,在Ni中加入Cu、Cr等,即屬此類(lèi)。不過(guò)這種大量加入 貴金屬 的辦法,在工業(yè) 結(jié)構(gòu)材料 中的應(yīng)用是有限的。
②加入易鈍化合金元素,如Cr、Ni、Mo等,可提高基體金屬的耐蝕性。在鋼中加入適量的Cr,即可制得鉻系不銹鋼。實(shí)驗(yàn)證明,在不銹鋼中,含Cr量一般應(yīng)大于13%時(shí)才能起抗蝕作用,Cr含量越高,其耐蝕性越好。這類(lèi)不銹鋼在氧化介質(zhì)中有很好的抗蝕性,但在非氧化性介質(zhì)如 稀硫酸 和鹽酸中,耐蝕性較差。這是因?yàn)?非氧化性酸 不易使合金生成氧化膜,同時(shí)對(duì)氧化膜還有 溶解 作用。
③加入能促使合金表面生成致密的腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜的合金元素,是制取耐蝕合金的又一途徑。例如,鋼能耐大氣腐蝕是由于其表面形成結(jié)構(gòu)致密的化合物 羥基氧化鐵 [FeOx·(OH)23-2x],它能起保護(hù)作用。鋼中加入Cu與P或P與Cr均可促進(jìn)這種保護(hù)膜的生成,由此可用Cu、P或P、Cr制成耐大氣腐蝕的 低合金鋼 。
金屬腐蝕 是工業(yè)上危害*大的自發(fā)過(guò)程,因此耐蝕合金的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用,有重大的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
耐熱合金
耐熱合金
一般說(shuō),金屬材料的熔點(diǎn)越高,其可使用的溫度限度越高。這是因?yàn)殡S著溫度的升高,金屬材料的機(jī)械性能顯著下降,氧化腐蝕的趨勢(shì)相應(yīng)增大,因此,一般的金屬材料都只能在500 ℃~600 ℃下長(zhǎng)期工作。能在高于700 ℃的高溫下工作的金屬通稱耐熱合金。“ 耐熱 ”是指其在高溫下能保持足夠強(qiáng)度和良好的抗氧化性。
提高鋼鐵抗氧化性的途徑有兩條:一是在鋼中加入Cr、Si、Al等合金元素,或者在鋼的表面進(jìn)行Cr、Si、Al合金化處理。它們?cè)?氧化性氣氛 中可很快生成一層致密的氧化膜,并牢固地附在鋼的表面,從而有效地阻止氧化的繼續(xù)進(jìn)行。二是用各種方法在鋼鐵表面形成高熔點(diǎn)的 氧化物 、 碳化物 、 氮化物 等耐高溫涂層。
提高鋼鐵高溫強(qiáng)度的方法很多,從結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的化學(xué)觀點(diǎn)看,大致有兩種主要方法:
一是增加鋼中原子間在高溫下的結(jié)合力。研究指出,金屬中結(jié)合力,即金屬鍵強(qiáng)度大小,主要與 原子 中未成對(duì)的 電子數(shù) 有關(guān)。從 周期表 中看,ⅥB元素金屬鍵在同一周期內(nèi)*強(qiáng)。因此,在鋼中加入Cr、Mo、W等原子的效果*佳。
二是加入能形成各種碳化物或 金屬間化合物 的元素,以使鋼基體強(qiáng)化。由若干 過(guò)渡金屬 與碳原子生成的碳化物屬于間隙化合物,它們?cè)?金屬鍵 的基礎(chǔ)上,又增加了 共價(jià)鍵 的成分,因此硬度極大,熔點(diǎn)很高。例如,加入W、Mo、V、Nb可生成WC、W2C、MoC、Mo2C、VC、NbC等碳化物,從而增加了鋼鐵的高溫強(qiáng)度。
利用合金方法,除鐵基耐熱合金外,還可制得鎳基、鉬基、鈮基和鎢基 耐熱合金 ,它們?cè)诟邷叵戮哂辛己玫臋C(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性。其中 鎳基合金 是**的超耐熱金屬材料,組織中基體是Ni?Cr?Co的 固溶體 和Ni3Al金屬化合物,經(jīng)處理后,其使用溫度可達(dá)1 000 ℃~1 100 ℃。
鈦合金
鈦合金
純鈦機(jī)械性能強(qiáng), 可塑性 好,易于加工,如有雜質(zhì),特別是O、N、C 提高鈦的強(qiáng)度和 硬度 ,但會(huì)降低其塑性,增加脆性。
鈦是容易鈍化的金屬,且在含氧環(huán)境中,其鈍化膜在受到破壞后還能自行**。因此 干腐蝕介質(zhì)都是穩(wěn)定的。鈦和 鈦合金 有優(yōu)異的耐蝕性,只能被 氫氟酸 濃度的 侵蝕。特別是 穩(wěn)定,將鈦或鈦合金放 取出后,仍光亮如初,遠(yuǎn)優(yōu)于 不銹鋼 。
鈦的另一重要特性是密度小。其強(qiáng)度是不銹鋼的3.5倍, 鋁合金 的1.3倍,是目前所有工業(yè)金屬材料中*高的。
液態(tài)的鈦幾乎能溶解所有的金屬,形成 固溶體 或 金屬化合物 等各種合金。合金元素如Al、V、Zr、Sn、Si、Mo和Mn等的加入,可改善鈦的性能,以適應(yīng)不同部門(mén)的需要。例如,Ti-Al-Sn合金有很高的熱穩(wěn)定性,可在相當(dāng)高的溫度下長(zhǎng)時(shí)間工作;以Ti-Al-V合金為代表的 超塑性合金 ,可以50%~150%地伸長(zhǎng)加工成型,其*大伸長(zhǎng)可達(dá)到2 000%。而一般合金的塑性加工的 伸長(zhǎng)率 *大不超過(guò)30%。
由于上述優(yōu)異性能,鈦享有“未來(lái)的金屬”的美稱。鈦合金已廣泛用于 國(guó)民經(jīng)濟(jì) 各部門(mén),它是 火箭 、 導(dǎo)彈 和 航天飛機(jī) 不可缺少的 材料 。 船舶 、 化工 、 電子器件 和 通訊設(shè)備 以及若干輕工業(yè)部門(mén)中要大量應(yīng)用鈦合金,只是鈦的價(jià)格較昂貴,限制了它的廣泛使用。
磁性合金
金屬中組成 永磁材料 的主要元素是Fe、Co、Ni和某些 稀土元素 。使用的 永磁合金 有稀土?鈷系、鐵?鉻?鈷系和錳?鋁?碳系合金。
磁性合金 在 電力 、 電子 、 計(jì)算機(jī) 、 自動(dòng)控制 和電光學(xué)等新興技術(shù)領(lǐng)域中,有著日益廣泛的應(yīng)用。
鉀鈉合金
[別] 鈉鉀合金
[縮]JNHJ
【 化學(xué)結(jié)構(gòu) 】
4K-Na
【化學(xué) 特性 】
銀色的軟質(zhì) 固體 或液體. 遇酸、 二氧化碳 、潮氣及水發(fā)生劇烈反應(yīng), 放出 氫氣 , 立即自燃, 有時(shí)甚至?xí)? 密度: 0.847克/毫升(100℃) (K78%,Na22%); 0.886克/毫升(100℃)(K56%,Na44%) 熔點(diǎn): -11℃(K78%,Na22%); 19℃(K56%, Na44%);
【極限參數(shù)】
沸點(diǎn) : 784℃(K78%,Na22%); 825℃(K56%, Na44%);
【應(yīng)用】液態(tài)金屬 核反應(yīng)堆 用的 冷卻劑 是 鈉鉀合金 ,常溫下液態(tài)。
鈉鉀合金 的 熔點(diǎn)
鈉 鉀 熔點(diǎn)
20% 80% -10 ℃
22% 78% -11 ℃
24% 76% -3.5 ℃
40% 60% 5 ℃
新型合金
隨著科技的發(fā)展,新型合金的種類(lèi)日益增多,這里介紹主要的幾種。
輕質(zhì)合金
鋁鋰合金具有高比強(qiáng)度(斷裂強(qiáng)度/密度)、高比剛度且相對(duì)密度小的特點(diǎn),如用作現(xiàn)代飛機(jī)蒙皮 材料 ,一架大型客機(jī)可減輕重量50 kg。以波音747為例,每減輕1 kg,一年可獲利2 000美元。鈦合金比鋼輕、耐腐蝕、無(wú)磁性、強(qiáng)度高,是用于航空和艦艇的理想材料。
儲(chǔ)氫合金
由于石油和煤炭的儲(chǔ)量有限,而且在使用過(guò)程中會(huì)帶來(lái) 環(huán)境污染 等問(wèn)題,尤其是20世紀(jì)70年代全球石油危機(jī),使氫能作為新的清潔燃料成為研究熱點(diǎn)。在氫能利用過(guò)程中,氫的儲(chǔ)運(yùn)是重要環(huán)節(jié)。1969年荷蘭飛利浦公司研制出LaNi5 儲(chǔ)氫合金 ,具有大量的可逆地吸收、釋放氫氣的性質(zhì),其合金氫化物L(fēng)aNi5H6中氫的 密度 與 液態(tài)氫 相當(dāng),約為氫氣密度的1 000倍。
儲(chǔ)氫合金是由兩種特定金屬構(gòu)成的合金,其中一種可以大量吸氫,形成穩(wěn)定的氫化物,而另一種金屬雖然與氫的親和力小,但氫很容易在其中移動(dòng)。Mg、Ca、Ti、Zr、Y和La等屬于**種金屬,F(xiàn)e、Co、Ni、Cr、Cu和Zn等屬于**種金屬。前者控制儲(chǔ)氫量,后者控制釋放氫的可逆性。通過(guò)兩者合理配制,調(diào)節(jié)合金的吸放氫性能,制得在室溫下能夠可逆吸放氫的較理想的 儲(chǔ)氫材料 。
超耐熱合金
鎳 鈷合金 能耐1 200 ℃的高溫,可用于噴氣飛機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)的構(gòu)件。鎳鈷鐵非磁性耐熱合金在1 200 ℃時(shí)仍具有高強(qiáng)度、韌性好的特點(diǎn),可用于航天飛機(jī)的部件和 原子 反應(yīng)堆的控制棒等。尋找符合耐高溫、可長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行(10 000 h以上)、耐腐蝕、高強(qiáng)度等要求的合金材料,仍是今后研究的方向。
形狀記憶合金
它們具有高彈性、金屬 橡膠 性能、高強(qiáng)度等特點(diǎn),在較低溫度下受力發(fā)生 塑性 變形后,經(jīng)過(guò)加熱,又恢復(fù)到受熱前的形狀。如Ni-Ti、Ag-Cd、Cu-Cd、Cu-Al-Ni、Cu-Al-Zn等合金,可用于調(diào)節(jié)裝置的 彈性元件 (如離合器、節(jié)流閥、控溫元素等)、熱引擎材料、 醫(yī)療 材料(牙齒矯正材料)等。
形狀記憶效應(yīng) 來(lái)源于一種熱彈性馬氏體相變。一般的馬氏體相變作為鋼的淬火強(qiáng)化的方法,就是把鋼加熱到某個(gè)臨界溫度以上保溫一段時(shí)間,然后迅速冷卻,例如直接插入冷水中(稱為淬火),這時(shí)鋼轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N馬氏體的結(jié)構(gòu),并使鋼硬化。后來(lái),在某些合金中發(fā)現(xiàn)了不同于上述的另一種所謂熱彈性馬氏體相變,熱彈性馬氏體一旦產(chǎn)生便可以隨著溫度降低繼續(xù)長(zhǎng)大。相反,當(dāng)溫度回升時(shí),長(zhǎng)大的馬氏體又可以縮小,直至恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài),即馬氏體隨著溫度的變化可以可逆地長(zhǎng)大或縮小。熱彈性馬氏體相變時(shí)隨之伴有形狀的變化。
新型金屬功能材料除上述幾類(lèi)以外,還有能降低噪音的 減振合金 ;具有替代、增強(qiáng)和修復(fù)****和組織的生物醫(yī)學(xué)材料;具有在材料或結(jié)構(gòu)中植入傳感器、信號(hào)處理器、通信與控制器及執(zhí)行器,使材料或結(jié)構(gòu)具有自診斷、自適應(yīng),甚至損傷自**等智能功能與生命特征的智能
合金加工
合金加工
【1】中碳鋼:代表鋼種有30、35、40、45,也有ML30、ML35、ML40、ML45,有較穩(wěn)定的室溫性能,用于中小結(jié)構(gòu)件、緊固件、傳動(dòng)軸、齒輪等[3]。
【2】錳鋼:代表鋼種40Mn2、50Mn2。有過(guò)熱敏感性、高溫回火脆性,水淬易開(kāi)裂,淬透性較碳鋼高。
【3】硅錳鋼:代表鋼種35SiMn、42SiMn。疲勞強(qiáng)度高,有脫碳和過(guò)熱敏感性及回火脆性。用于制造中速、中高等負(fù)荷但沖擊不大的齒輪、軸、轉(zhuǎn)軸、連桿、蝸桿等,也可制造400℃以下緊固件。
【4】硼鋼:代表鋼種40B、45B、50BA、ML35B。淬透性高,綜合機(jī)械性能高于碳鋼,與40Cr相當(dāng)用于制造截面尺寸不大的零件、緊固件等。
【5】錳硼鋼:代表鋼種40MnB。淬透性稍高于40Cr,高的強(qiáng)度、韌性及低溫沖擊韌性,有回火脆性。40MnB常用來(lái)代替40Cr制造大截面零件,代替40CrNi制造小件;45MnB代替40Cr、45Cr;45Mn2B代替45Cr和部份代替40CrNi、45CrNi作重要的軸,也有ML35 MnB用于緊固件生產(chǎn)。
【6】錳釩硼鋼: 代表鋼種20 MnVB 、40MnVB、。調(diào)質(zhì)性能和淬透性優(yōu)于40Cr,過(guò)熱傾向小,有回火脆性。常用來(lái)代替40Cr、45Cr、38CrSi、42CrMo及40CrNi制造重要的調(diào)質(zhì)件,也有用中小規(guī)格10.9級(jí)以下螺栓的、ML20 MnVB。
【7】錳鎢硼鋼:代表鋼種40MnWB。良好的低溫沖擊性能,無(wú)回火脆性。與35CrMo、40CrNi相當(dāng),用于制造70mm以下的零件。
【8】硅錳鉬鎢鋼: 代表鋼種35SiMn2MoW。有較高的淬透性,以50%馬氏體計(jì)算,水淬直徑180,油淬直徑100;淬裂傾向、回火脆性傾向?。痪哂懈邚?qiáng)度和高韌性??纱?5CrNiMoA、40CrNiMo,用于制造大截面、重負(fù)荷的軸、連桿及螺栓。
【9】硅錳鉬鎢釩鋼:代表鋼種37SiMn2MoWVA。水淬直徑100,油淬直徑70;良好的回火穩(wěn)定性、低溫沖擊韌性,較高的高溫強(qiáng)度,回火脆性也較小,用于制造大截面的軸類(lèi)零件。
【10】鉻鋼: 以40Cr 合金鋼管 及ML40Cr為代表。淬透性較好,水淬28-60mm,油淬15-40mm。較高的綜合機(jī)械性能,良好的低溫沖擊韌性,低的缺口敏感性,有回火脆性。用于制造軸、連桿、齒輪及螺栓。
【11】鉻硅鋼: 代表鋼種38CrSi。淬透性優(yōu)于40Cr,強(qiáng)度和低溫沖擊較高,回火穩(wěn)定性較好,回火脆性傾向較大。常用于制造30-40mm的軸、螺栓以及模數(shù)不大的齒輪。
【12】鉻鉬鋼:代表鋼種30CrMoA、42CrMo、ML30CrMo、ML42CrMo。水淬30-55mm,油淬15-40mm;高的室溫機(jī)械性能和較高的高溫強(qiáng)度,良好的低溫沖擊;無(wú)回火脆性。用于制造截面較大的零件,高負(fù)荷的螺栓、齒輪及500℃以下的法蘭盤(pán)、螺栓;400℃以下的導(dǎo)管、緊固件。42CrMo淬透性較30CrMoA高,用于制造強(qiáng)度更高、截面更大的零件。
【13】鉻錳鉬鋼:代表鋼種40CrMnMo。油淬直徑80mm,具有較高的綜合機(jī)械性能,回火穩(wěn)定性好。用于制造截面較大的重負(fù)荷齒輪及軸類(lèi)零件。
【14】錳鉬釩鋼:代表鋼種30Mn2MoWA。具有良好的淬透性:水淬達(dá)到150mm,心部組織為上、下貝氏體加少量馬氏體;油淬70mm,心部95%以上的馬氏體;良好的低溫沖擊韌性,低的缺口敏感性及較高的疲勞強(qiáng)度。用于制造80mm以下的重要件。
【15】鉻錳硅鋼:代表鋼種30CrMnSiA。水淬40-60mm(95%的馬氏體),油淬25-40mm。強(qiáng)度、沖擊韌性高,有回火脆性。用于制造高壓鼓風(fēng)機(jī)葉片、閥板、離合器摩擦片、軸及齒輪等。
【16】鉻鎳鋼: 代表鋼種40CrNi和45CrNi。水淬達(dá)到40mm,油淬15-25mm;良好的綜合機(jī)械性能,良好的低溫沖擊韌性,回火脆性傾向小。30CrNi3A淬透性較高,綜合機(jī)械性能好,有白點(diǎn)敏感性和回火脆性。用于制造截面較大的曲軸、連桿、齒輪、軸及螺栓等。
【17】鉻鎳鉬鋼:代表鋼種40CrNiMoA。具有優(yōu)良的綜合機(jī)械性能,低溫沖擊韌性高,缺口敏感性低,無(wú)回火脆性。用于制造較大的曲軸、軸、連桿、齒輪、螺栓及其它受力較大、形狀復(fù)雜的零件。
【18】鉻鎳鉬釩鋼: 代表鋼種45CrNiMoVA。強(qiáng)度高,回火穩(wěn)定性好,油淬達(dá)到60mm(95%馬氏體)。用于制造振動(dòng)載荷下的重型汽車(chē)彈性軸及扭力軸等。
【2】錳鋼:代表鋼種40Mn2、50Mn2。有過(guò)熱敏感性、高溫回火脆性,水淬易開(kāi)裂,淬透性較碳鋼高。
【3】硅錳鋼:代表鋼種35SiMn、42SiMn。疲勞強(qiáng)度高,有脫碳和過(guò)熱敏感性及回火脆性。用于制造中速、中高等負(fù)荷但沖擊不大的齒輪、軸、轉(zhuǎn)軸、連桿、蝸桿等,也可制造400℃以下緊固件。
【4】硼鋼:代表鋼種40B、45B、50BA、ML35B。淬透性高,綜合機(jī)械性能高于碳鋼,與40Cr相當(dāng)用于制造截面尺寸不大的零件、緊固件等。
【5】錳硼鋼:代表鋼種40MnB。淬透性稍高于40Cr,高的強(qiáng)度、韌性及低溫沖擊韌性,有回火脆性。40MnB常用來(lái)代替40Cr制造大截面零件,代替40CrNi制造小件;45MnB代替40Cr、45Cr;45Mn2B代替45Cr和部份代替40CrNi、45CrNi作重要的軸,也有ML35 MnB用于緊固件生產(chǎn)。
【6】錳釩硼鋼: 代表鋼種20 MnVB 、40MnVB、。調(diào)質(zhì)性能和淬透性優(yōu)于40Cr,過(guò)熱傾向小,有回火脆性。常用來(lái)代替40Cr、45Cr、38CrSi、42CrMo及40CrNi制造重要的調(diào)質(zhì)件,也有用中小規(guī)格10.9級(jí)以下螺栓的、ML20 MnVB。
【7】錳鎢硼鋼:代表鋼種40MnWB。良好的低溫沖擊性能,無(wú)回火脆性。與35CrMo、40CrNi相當(dāng),用于制造70mm以下的零件。
【8】硅錳鉬鎢鋼: 代表鋼種35SiMn2MoW。有較高的淬透性,以50%馬氏體計(jì)算,水淬直徑180,油淬直徑100;淬裂傾向、回火脆性傾向?。痪哂懈邚?qiáng)度和高韌性??纱?5CrNiMoA、40CrNiMo,用于制造大截面、重負(fù)荷的軸、連桿及螺栓。
【9】硅錳鉬鎢釩鋼:代表鋼種37SiMn2MoWVA。水淬直徑100,油淬直徑70;良好的回火穩(wěn)定性、低溫沖擊韌性,較高的高溫強(qiáng)度,回火脆性也較小,用于制造大截面的軸類(lèi)零件。
【10】鉻鋼: 以40Cr 合金鋼管 及ML40Cr為代表。淬透性較好,水淬28-60mm,油淬15-40mm。較高的綜合機(jī)械性能,良好的低溫沖擊韌性,低的缺口敏感性,有回火脆性。用于制造軸、連桿、齒輪及螺栓。
【11】鉻硅鋼: 代表鋼種38CrSi。淬透性優(yōu)于40Cr,強(qiáng)度和低溫沖擊較高,回火穩(wěn)定性較好,回火脆性傾向較大。常用于制造30-40mm的軸、螺栓以及模數(shù)不大的齒輪。
【12】鉻鉬鋼:代表鋼種30CrMoA、42CrMo、ML30CrMo、ML42CrMo。水淬30-55mm,油淬15-40mm;高的室溫機(jī)械性能和較高的高溫強(qiáng)度,良好的低溫沖擊;無(wú)回火脆性。用于制造截面較大的零件,高負(fù)荷的螺栓、齒輪及500℃以下的法蘭盤(pán)、螺栓;400℃以下的導(dǎo)管、緊固件。42CrMo淬透性較30CrMoA高,用于制造強(qiáng)度更高、截面更大的零件。
【13】鉻錳鉬鋼:代表鋼種40CrMnMo。油淬直徑80mm,具有較高的綜合機(jī)械性能,回火穩(wěn)定性好。用于制造截面較大的重負(fù)荷齒輪及軸類(lèi)零件。
【14】錳鉬釩鋼:代表鋼種30Mn2MoWA。具有良好的淬透性:水淬達(dá)到150mm,心部組織為上、下貝氏體加少量馬氏體;油淬70mm,心部95%以上的馬氏體;良好的低溫沖擊韌性,低的缺口敏感性及較高的疲勞強(qiáng)度。用于制造80mm以下的重要件。
【15】鉻錳硅鋼:代表鋼種30CrMnSiA。水淬40-60mm(95%的馬氏體),油淬25-40mm。強(qiáng)度、沖擊韌性高,有回火脆性。用于制造高壓鼓風(fēng)機(jī)葉片、閥板、離合器摩擦片、軸及齒輪等。
【16】鉻鎳鋼: 代表鋼種40CrNi和45CrNi。水淬達(dá)到40mm,油淬15-25mm;良好的綜合機(jī)械性能,良好的低溫沖擊韌性,回火脆性傾向小。30CrNi3A淬透性較高,綜合機(jī)械性能好,有白點(diǎn)敏感性和回火脆性。用于制造截面較大的曲軸、連桿、齒輪、軸及螺栓等。
【17】鉻鎳鉬鋼:代表鋼種40CrNiMoA。具有優(yōu)良的綜合機(jī)械性能,低溫沖擊韌性高,缺口敏感性低,無(wú)回火脆性。用于制造較大的曲軸、軸、連桿、齒輪、螺栓及其它受力較大、形狀復(fù)雜的零件。
【18】鉻鎳鉬釩鋼: 代表鋼種45CrNiMoVA。強(qiáng)度高,回火穩(wěn)定性好,油淬達(dá)到60mm(95%馬氏體)。用于制造振動(dòng)載荷下的重型汽車(chē)彈性軸及扭力軸等。
鑄造性能
合金的鑄造性能(castability,castingproperty)是指合金在鑄造時(shí)表現(xiàn)出來(lái)的工藝性能,主要指合金的流動(dòng)性及合金的收縮等。這些性能對(duì)于是否獲得健全的鑄件是非常重要的。
(***動(dòng)性
流動(dòng)性(fluidity,liquidity)是指液態(tài)合金充填鑄型的能力。
合金液的流動(dòng)性好,容易澆滿型腔,獲得輪廓清晰、尺寸完整的鑄件,相反合金的流動(dòng)性不好,則易產(chǎn)生澆不足、冷隔、氣孔和夾渣等缺陷。
在常用的合金中,灰口鑄鐵、硅黃銅的流動(dòng)性*好,鑄鋼流動(dòng)性*差。
影響流動(dòng)性的因素很多,其中主要是合金的化學(xué)成分、澆注溫度和鑄型的填充條件等。
(二)收縮性(contractibility)
液態(tài)合金在冷卻凝固過(guò)程中體積和尺寸不斷減小的現(xiàn)象稱為收縮(contraction,shrinkage)。收縮是鑄造合金本身的物理性質(zhì),是鑄件中許多缺陷(縮孔、縮松、內(nèi)應(yīng)力、變形和裂紋等)產(chǎn)生的基本原因。合金液從澆入型腔冷卻到室溫要經(jīng)歷三個(gè)階段:
1.液態(tài)收縮(liquidcontraction):從澆注溫度冷卻到開(kāi)始結(jié)晶的液相線溫度之間的收縮。
2.凝固收縮(solidificationcontraction):從開(kāi)始結(jié)晶溫度冷卻到結(jié)晶完畢的固相線溫度的收縮。
3.固態(tài)收縮(solidcontraction):從結(jié)晶完畢的溫度冷卻到室溫之間的收縮。
合金的液態(tài)收縮和凝固收縮表現(xiàn)為合金的體積縮小,通常用體積收縮率來(lái)表示,它們是鑄件產(chǎn)生縮孔、縮松缺陷的基本原因。合金的固態(tài)收縮雖然也是體積變化,但它只引起鑄件外部尺寸的變化,因此,通常用線收縮率來(lái)表示。固態(tài)收縮是鑄件產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力、變形和裂紋等缺陷的根源。
合金的化學(xué)成分、澆注溫度、鑄型條件及鑄件結(jié)構(gòu)是影響合金收縮的主要因素。鑄件的形狀、尺寸和工藝條件不同,實(shí)際收縮量也有所不同。
另外,合金液在冷卻成鑄件的過(guò)程中出現(xiàn)的各部分化學(xué)成分不均勻的現(xiàn)象即偏析性,吸氣性和氧化性均對(duì)鑄造性能有著不利影響。
可伐合金,鉻鋯銅等屬軟性但較粘合金,鉆孔加工請(qǐng)多注意鉆頭的設(shè)計(jì)。
可伐合金,鉻鋯銅等屬軟性但較粘合金,鉆孔加工請(qǐng)多注意鉆頭的設(shè)計(jì)。