钛及其合金 - 《钛及其合金》

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1、第9章其它工程材料教学基本内容：1、轴承合金的分类、成分、性能及应用；2、硬质合金的分类、成分、性能及应用；3、陶瓷的分类、成分、性能及应用；4、复合材料的分类、成分、性能及应用；5、高分子材料的分类、成分、性能及应用；教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：1、掌握工程塑料的分类、成分、性能及应用；2、熟悉硬质合金和陶瓷的分类、成分、性能及应用；3、了解复合材料的分类、成分、性能及应用。教学重点及难点：1、重点：1）工程塑料的分类、成分和性能特点；2）工程塑料的应用情况；2、难点：1）工程塑料的显微组织分析；2）工程陶瓷和复合材料的特殊性能。教学方法及手段：1

2、、PPT讲解；2、课堂讲解。作业、讨论题、思考题：1、试分析工程塑料的分类、性能及其应用？2、综述硬质合金、工程陶瓷和复合材料的应用现状？12第九章其它材料第一节硬质合金一、定义是用粉末冶金方法制成，即将极细的金属粉末或金属与非金属粉末混合并于模具中加压成型，然后在低于材料熔点的某温度下加热烧结而成。二、分类：金属陶瓷硬质合金、钢结硬质合金。1.金属陶瓷硬质合金1）成分将一些高硬难熔金属碳化物粉末（如WC、TiC等）和粘结剂（Co、Ni等）混合加压成型，再经高温烧结而成，其与陶结烧结成型方法相似。2）特点硬度高（HRC69-81），热硬性好（可达(900-1000℃)

3、，故耐磨性优良。硬质合金刀具的切削速度比高速钢提高(4-7)倍，寿命可提高(580)倍。但硬质合金质硬性脆，不能进行机械加工，其常制成一定规格的刀片镶焊在刀体上使用。3）应用除作切削刀具外，还广泛用于模具、量具等耐磨件制造，以及用于采矿、石油及地质钻探等的钎头和钻头等。4）分类（1）钨钴类①主要牌号有YG3、YG6、YG8等，YG表示钨钴类硬质合金，后边的数字表示钴的含量的百分数。12②特点：合金含钴多，材料韧性好，但硬度耐磨性降低。（2）钨钴钛类①主要牌号有YT5、YT15、YT30等，该类合金除含有Co和WC外，还有硬度比WC更高的TiC硬质粉末。Y表示硬质合金，

4、T表示含TiC，后面的数字是TiC的百分含量。②特点：耐磨性高，热硬性好，但强韧性较低。一般用于制作切削钢材的工具。（3）YW类：该类合金含有TaC，是新型硬质合金。TaC使合金热硬性显著提高；该合金适宜切削耐热钢、不锈钢、高锰钢和高速钢等切削性能差的钢材的刀具。2.钢结硬质合金1）成分硬化相：TiC、WC等；粘结剂：各种合金钢（如高速钢，铬钼钢）代替了Co、Ni；2）特点退火后可进行切削加工，还可进行淬火回火等工艺处理，可锻造和焊接，具有更好的使用和工艺性能。3）应用适用于制造各种形状复杂的刀具，如麻花钻头、铣刀等，也可制作高温下工作的模具或零件等。12第二节陶瓷材

5、料一、陶瓷的分类1、按化学成分分类：(1)氧化物陶瓷，如Al2O3；(2)碳化物陶瓷，如SiC；(3)氮化物陶瓷：包括Si3N4；(4)其他化合物陶瓷。2、按性能和用途分类：（1）结构陶瓷：用于制造结构零部件，要求有更好的力学性能；（2）功能陶瓷：具有优异的物理和化学性能，用以制作功能器件。二、陶瓷的性能特点原子结合：主要是离子键和共价键；性能特点：强度高、硬度大、熔点高、化学稳定性好、线膨胀系数小，且多为绝缘体；塑性、韧性和可加工性较差。1、机械性能1）强度抗压强度比抗拉强度高得多，比值为10：1左右，高温强度比金属高得多；高温度时，强度有一定程度的下降，但其塑性韧

6、性却大大提高，加之陶瓷材料优异抗氧化性，其可能成为未来高速高温燃气发动机的主要结构材料。2）硬度：高硬度、高耐磨性。3）陶瓷增韧：(1)增加致密度；(2)相变增韧（体积效应和形状效应）；(3)纤维增韧。122、其它性能1）热性能：熔点高、很好的高温强度和抗氧化性、但抗热震性能差。2）电性能：好的绝缘材料；但由于杂质，某些组元等一系列成分因素的作用及一些环境因素的影响，有些陶瓷可以作半导体或压电材料，或热电材料或环境敏感材料等。3）特殊性能：陶瓷薄膜具有独特的光、电、磁等物理化学性能。可作功能材料。三、常用工业陶瓷及其应用1、普通陶瓷1）成分是用天然原料制成的粘土类陶瓷

7、，它是以粘土、长石和石英经配料，成型烧结而成。2）特点质硬，不导电，易于加工成型；但其内部含有较多玻璃相，高温下易软化，耐高温及绝缘性不及特种陶瓷。3）应用因其成本低，产量大，广泛用于工作温度低于200℃的酸碱介质、容器、反应塔、管道、供电系统的绝缘子和纺织机械中导纱零件等。2、特种陶瓷1）氧化铝陶瓷（1）成分：Al2O3+少量的SiO2例、75瓷（含75%Al2O3）、95瓷（含95%Al2O3）和99瓷（含99%Al2O312Al2O3含量越高玻璃相含量越少，气孔越少，其性能也越好，但此时工艺变得复杂，成本升高。（2）性能耐高温性好，在氧化性气氛