材料化学—超低温合金.ppt

《材料化学—超低温合金.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、超低温合金指导老师：王宏理课题成员:张伟邓小兰主讲人：邓小兰什么是超低温？科学家经过理论上的推算,当温度降低到零下100℃以下时,称为超低温。妙趣横生的超低温世界本来是软绵绵的铅,会变得性情倔强,富有弹性;好端端一个锡壶,会变成一团粉末;水银在零下269℃的环境里,变成了稳重的固体;电流通过这样的低温时,电阻会突然消失。为什么研究超低温合金？影视片断欣赏-泰坦尼克号与冰山相撞片断1912年泰坦尼克号豪华轮船，在北海与冰山相撞后迅速沉没，就是由于那时候所用的钢材中硫、磷含量高，在冰冷的海水中与冰山碰撞发生脆性断裂所致。新开发

2、超低温合金可用在核反应堆,磁浮列车、依靠磁发电的船舶推进器,还可以用于宇宙空间和月球表面等所需物品。低温超导材料的应用，提高电能利用率。(1)防止低温脆性一般合金在低温下强度会增加，但是延伸率，断面收缩率，冲击值等都会下降，从而产生脆性破坏。例如，铁素体钢呈体心立方结构，在温度达到-200左右，就会出现韧性-脆性转变，这是体心立方结构金属的固有特性。改进一：添加镍，例如添加13%的镍，可以使其过度温度下降至液氦温度，即在液氦温度以上不会出现低温脆性。改进二：另一种方法是采用面心立方结构的的金属，例如铝合金、奥氏体系不锈钢等

3、。（现代研究表明，1912年泰坦尼克号豪华轮船在北海与冰山相撞后迅速沉没，就是由于那时所用的钢材中硫磷含量高，在冰冷的海水中与冰山碰撞发生脆性断裂所致。）面心立方结构超低温对材料的特殊要求（2）需要具备低温下的热性能低温构件在经历低温和室温之间反复多次变化后容易发生热变形。要防止这种现象，就要求低温合金热膨胀系数尽可能小。低温下强度和韧性都较好的不锈钢、铝合金的热膨胀系数却都较大，因此，低膨胀合金，例如铁镍合金、钛合金的开发研究受到关注。（3）必须是非磁性合金超低温技术多在磁场下利用，这种情况下，如果采用带有磁性的合金，在

4、构件中就会由于产生电磁力的作用而造成对磁场的不良影响。奥氏体系不锈钢虽然属于非磁性合金，但是其在低温下不稳定，在超低温反复冷却循环中，会生成有磁性的奥氏体相，因而会产生磁性。高锰奥氏体钢专门研发的超低温合金优点：1，在液氦温度下也具有较好的强度和延伸率2，热膨胀系数特别小缺点：1，机械加工性不佳2，耐冲击性也较差。超低温合金的研究超低温合金的研究铁锰铝合金钢一，铁锰铝新合金钢中添加多量的锰，仍可以保持立方面心结构，还可以使得多量的铝固溶；二，铁锰铝新合金钢中添加多量的铝，可以增加奥氏体的强度和耐腐蚀性。三，铁锰铝新合金钢中

5、添加多量的碳可以增加其强度铁锰铝新合金钢中添加硅还可以增加其耐腐蚀性，但是硅能强化铁素体的形成超低温合金的研究此外，由于锰、铝密度都较小，所以合金也有密度小的特点，并且在常温下还有良好的加工性。据认为，这是一种在超低温下强度、延伸率、耐冲击直都较大，可能对低温技术发展产生重要影响的优秀材料。