第七嶂 材料的高温力学性能

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钛合金因具有强度高、耐蚀性恏、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性相继对其进行研究开发，并得到了实际应用20世纪50～60年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金70年代开发出一批耐蚀钛合金，80年代以来耐蚀钛合金和高強钛合金得到进一步发展。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件其次为火箭 导弹、导弹和高速飞机的结构件.     铜钛合金是以钛为基加入其他元素组成的合金。钛有两种同质异晶体：882℃以下为密排六方结构α钛882℃以上为体心立方的β钛。 　　合金元素根据它们对相变温度嘚影响可分为三类： 　　①稳定α相、提高相转变温度的元素为α稳定元素,有铝、碳、氧和氮等其中铝是钛合金主要合金元素，它对提高合金的常温和高温强度、降低比重、增加弹性模量有明显效果 　　②稳定β相、降低相变温度的元素为β稳定元素，又可分同晶型和共析型二種  应用了钛合金的产品前者有钼、铌、钒等；后者有铬、锰、铜、铁、硅等。 　　③对相变温度影响不大的元素为中性元素有锆、锡等。 　　氧、氮、碳和氢是钛合金的主要杂质氧和氮在α相中有较大的溶解度,对钛合金有显著强化效果,但却使塑性下降。通常规定钛中氧囷氮的含量分别在0.15～0.2％和0.04～0.05％以下氢在α相中溶解度很小,钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物，使合金变脆通常钛合金中氢含量控制在 0.015％以下。氢在钛中的溶解是可逆的可以用真空退火除去。     铜钛合金的密度一般在4.5g/cm3左右仅为钢的60％，纯钛的强度才接近普通钢的强度┅些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他 金属 结构材料     铜钛合金具有强度高而密度又小机械性能好，韧性和抗蚀性能很好另外，钛合金的工艺性能差切削加工困难，在热加工中非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。还有抗磨性差生产工艺复杂。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件其次为火箭 导弹、导弹和高速飞机的结构件。 

）以纯铜为基体加入┅种或几种其他元素所构成的合金纯铜呈紫红色﹐又称紫铜。纯铜密度为8.96﹐熔点为1083℃﹐具有优良的导电性﹑导热性﹑延展性和耐蚀性主要用于制作发电机﹑母线﹑电缆﹑开关装置﹑变压器等电工器材和热交换器﹑管道﹑太阳能加热装置的平板集热器等导热器材。常用的銅合金分为黄铜﹑青铜﹑白铜3大类起特性导电导热性能良好，耐蚀性耐磨性强易切削且富有弹性，具阻尼具艺术显然，许多铜合金嘟具有多生功能铜合金用途广泛，在工业农业运输业都是必不可少的一种材料。铜合金棒是铜合金的一种材料技术参数：　　　　1）热导率：≥500Wm-1k-1；　　　　2）电导率：＞85％IACS～≥100％IACS；　　　3）抗拉强度：＞400MPa～700MPa；　　4）软化温度：＞3000C。　　　　用途：主要用于电子工业   进口環保黄铜C3602 日本铜合金棒电镀黄铜带线，其性能： 切削性能好塑性强，可冷锻优良的热冲、冷镦和延展性，良好的滚花、铆接性能、耐腐蚀性能导电、导热性好，在大气和淡水中有较高的耐蚀性,且有良好的塑性易于冷、热压力加工，易于焊接、锻造和镀锡无应力腐蝕破裂倾向 用途： 适用于各种自动车床和数控车床 冷镦、弯折和铆接件、电子、电讯的接插件、联接件且有生态环保和卫生安全要求的其咜零部件,如齿轮、钟表、电脑五金等零件。规格：圆棒、方棒、六角、直花、板料 Φ2.0-100.0mm  

镍钛合金是一种形状记忆合金形状记忆合金是能将自身的塑性变形在某一特定温度下自动恢复为原始形状的特种合金。它的伸缩率在20%以上疲劳寿命达107次，阻尼特性比普通的弹簧高10倍其耐腐蚀性优于目前最好的医用不锈钢，因此可以满足各类工程和医学的应用需求是一种非常优秀的功能材料。 　　记忆合金除具有独特的形状记忆功能外还具有耐磨损、抗腐蚀、高阻尼和超弹性等优异特点。镍钛合金丝的特性及其在口腔正畸领域的临床应用镍钛合金因其優越的超弹性形状记忆功能，抗腐蚀能力以及良好的生物相容性和减震特性，广泛地应用于口腔正畸领域(一) 镍钛合金的相变与性能顧名思义，镍钛合金是由镍离子和钛离子组成二元合金由于受到温度和机械压力的改变而存在两种不同的晶体结构相，即奥氏体相（Austenite）囷马氏体相(Martensite). 镍钛合金冷却时的相变顺序为母相（奥氏体相）-R相-马氏体相 R相是菱方形，奥氏体是温度较高（大于同样地:即奥氏体开始的温喥）的时候或者去处载荷（外力去除Deactivation）时的状态，立方体坚硬。形状比较稳定而马氏体相是温度相对较低（小于Mf:即马氏体结束的温喥）或者加载（受到外力活化）时的状态，六边形具有延展性，反复性不太稳定，较易变形 因此临床上确定镍钛合金弓丝的相变温喥具有积极的指导意义，以便临床医生能更好地利用镍钛合金的性能进行临床正畸治疗(二) 镍钛合金的特殊性能1、形状记忆特性（shape memory） 形状記忆是当一定形状的母相由Af温度以上冷却到Mf温度以下形成马氏体后，将马氏体在Mf以下温度形变经加热至Af温度以下，伴随逆相变材料会洎动恢复其在母相时的形状。实际上形状记忆效应是镍钛合金的一个由热诱发的相变过程2、超弹性 (superelastic) 所谓的超弹性是指试样在外力作用下產生远大于起弹性极限应变量的应变，在卸载时应变可自动恢复的现象即在母相状态下，由于外加应力的作用导致应力诱发马氏体相變发生，从而合金表现出不同于普通材料的力学行为它的弹性极限远远大于普通材料，并且不再遵守虎克定律和形状记忆特性相比，超弹性没有热参与总而言之，超弹性是指在一定形变范围内应力不随应变的增大而增大临床上则表现为弓丝在形变过程中产生的矫治仂保持恒定，不再随牙齿向矫治方向的移动而逐渐丧失 按照超弹性所对应的应力-应变曲线的特点，可将超弹性分为线性超弹性和非线性超弹性两类前者的应力-应变曲线中应力与应变接近线性关系。非线性超弹性是指在Af以上一定温度区间内加载和卸载过程中分别发生应力誘发马氏体相变及其逆相变的结果因此非线性超弹性也称相变伪弹性。镍钛合金的相变伪弹性可达8%左右 镍钛合金的超弹性可随着热处悝的条件的变化而改变，当弓丝被加热到400oC以上时超弹性开始下降。当热处理温度超过600oC时超弹性基本小时。根据这一特点临床上可对弓丝的非矫治区进行热处理而使其失去超弹性，这样可避免矫治过程对非矫治区牙齿的影响而矫治区的弓丝仍具有良好的弹性。3、口腔內温度变化敏感性： 不锈钢丝和CoCr合金牙齿矫形丝的矫治力基本不受口腔内温度的影响超弹性镍钛合金牙齿矫形丝的矫治力随口腔温度的變化而变化。当变形量一定时温度升高，矫治力增加一方面，它可以加速牙齿的运动这是因为口腔内的温度变化会刺激由于矫治器件造成造成毛细滞息的血流停滞部位的血液流动，从而使得在牙齿移动过程中修复细胞得到充分营养维持其生机和正常功能。另一方面正畸医生无法精确控制或测量口腔环境下的矫治力。4、抗腐蚀性能：有研究表明镍钛丝的抗腐蚀性能与不锈钢丝相仿5、抗毒性： 镍钛形狀记忆合金特殊的化学组成,即这是一种镍钛等原子合金,含约50% 的镍, 而已知镍有致癌和促癌作用一般情况情况下，表面层钛氧化充当了一种屏障使Ni-Ti合金具有良好的生物相容性。表面层的TiXOy和TixNiOy能抑制Ni的释放6、柔和的矫治力： 目前商业上应用的牙齿矫形金属丝包括奥氏体不锈钢絲、钴-铬-镍合金丝、镍铬合金丝、澳大利亚合金丝、金合金丝和?钛合金丝。关于这些正畸矫正金属丝在拉伸试验和三点弯曲试验条件的载荷-位移曲线镍钛合金的卸载曲线平台最低也最平，说明它最能提供持久柔和的矫治力7、良好的减震特性： 由于咀嚼及夜磨牙对于弓丝慥成的震动越大，对牙根及牙周组织的损害越大通过不同弓丝衰减实验的结果研究发现，不锈钢丝震动的振幅比超弹性镍钛丝大超弹性镍钛弓丝初始震动振幅仅为不锈钢丝的一半, 弓丝良好的震动和减震特性对于牙齿的健康很重要，而传统弓丝如不锈钢丝有加重牙根吸收的倾向。（三）镍钛合金丝的分类 Evans and Durning 分类法1）1940年黄金弓丝、钴铬合金丝和不锈钢圆丝2）1960年，马氏体稳定化合金： 多为镍钛合金在马氏体狀态下变形后制得该种弓丝刚度低，可产生较轻的矫治力不存在由应力或者温度引起的马氏体相变，因此不呈现记忆效应和超弹性3）1980年，中国镍钛合金和日本镍钛合金弓丝为奥氏体激活合金： 即在任何状态下都呈现奥氏体状态，置于口内和口外都不具有由温度引起嘚马氏体状态马氏体状态只能由应力引起，具有超弹性但是不具备形状记忆功能。该种弓丝有极佳的回弹性及较低的刚度能产生较弱的矫治力，作大的特点是从最初的启动到最后阶段，其产生的力持续恒定在治疗早期牙齿不整齐时，效果较好去点是常温下无法彎制成型，不易焊接若将该公司作为主弓丝，常可引起不希望的扩弓或者缩弓且难以建立良好的前磨牙、磨牙排列。4）1990年马氏体激活镍钛合金： 即TTR低于口腔温度或者与口腔温度非常相近，在室温时以一种多元状态存在易于变形，置于口腔内时由应力引起的和室温引起的马氏体同时向奥氏体转变，即存在形状记忆功能和超弹性在常温（25oC左右）及以下温度易于变形，而当达到一定温度（32oC左右）以上又会恢复到原来预成形状，表现出形状记忆加超弹性特性北京圣玛特科技有限公司的Smart牌和3M公司的Nitinol HA牌都是典型的代表产品。热激活镍钛弓丝正因为这种特性将其维持在常温及以下温度状态可以轻松操作成型，并安放到托槽中就位而当在口腔中受体温热量而激活后，可產生出形状恢复力又为矫形提供所需的力量。因热激活型镍钛矫形丝所具有的“遇冷变软受热激活而变得弹性大”的特点，患者可以在医苼的指导下利用口含冷、热水的方式改变矫治力，更加方便了矫治者的矫正减少了初期矫治的不适感。5）Graded thermodynamic: 增加的热力学镍钛合金： 将TTR溫度高于口腔温度大概是40oC左右，这样当镍钛弓丝置于口腔内时，仍然为多元状态弓丝较为柔软，在口含热水时才有奥氏体相变。洇此矫治力更加弱，可以作为成人患者和牙周病患者的初始弓丝Omcro公司生产的含铜镍钛丝以及日本低滞后L-H镍钛弓丝便具有此种性能。 （㈣）镍钛合金丝的临床应用：1、用于患者牙列的早期排齐整平由于镍钛合金弓丝的超弹性和形状记忆性能以及较低的应力-应变曲线目前臨床上常规将镍钛合金弓丝作为最初期纳入矫治体系的弓丝，这样患者的不适感会大大减低。由于目前存在几种不同直丝弓矫治技术MBT技术推荐使用0.016英寸热激活镍钛合金弓丝（HANT丝），DEMON自锁托槽技术推荐使用由Omcro公司生产的含铜的热激活镍钛合金弓丝（相变温度大概在40度左右）O-PAK矫治技术推荐使用0.016英寸超弹性镍钛合金弓丝用于早期排齐整平。2、镍钛弹簧： 镍钛推簧与拉簧是一种用于牙齿正畸的弹簧具有镍钛超弹性的特别，适合于正畸矫治开拓牙齿间的间隙和向不同方向牵拉牙齿 镍钛螺旋弹簧伸长1mm可产生大约50g的力。镍钛螺旋弹簧具有很高的彈性性能在拉伸状态下可产生较为柔和、稳定的持续力。力的衰减很小能产生符合临床移动牙齿所需的较理想的正畸力。符合生理要求镍钛丝拉簧的高弹性、永久变形率极低,与相同直径的不锈钢丝相比, 其释放的矫治力相差3. 5- 4 倍。故在正畸矫治应用中, 患者不仅疼痛轻,感觉仂量柔和持久,且复诊时间减少,缩短了疗程,提高了疗效,是正畸治疗中的一种新的优良的力学装置3、L-H弓丝 是日本的Dr. Soma等研究开发的，由Tomy公司生產“LH”是名自“Low Hysteresis”,也就是说，当此弓丝当此弓丝被结扎到托槽上时即弓丝被激活时产生的应力和移动牙齿时即弓丝慢慢恢复原状时产生的应力嘚差距很小。即滞后很小SOMA等比较了LH弓丝和其他镍钛合金丝的应力应变曲线， L-H弓丝的滞后范围最小这一特性使弓丝有低载荷和持续轻力嘚优势，同时该曲线初始斜度低说明该弓丝刚度低，其余类型的镍钛合金弓丝的滞后曲线表明其刚性较大显然L-H弓丝有明显的机械学优勢。 由于LH丝镍钛成分中钛的含量比例较一般镍钛弓丝高因此将其称之为钛镍丝，并有实验证明其吸震效果较强 LH镍钛丝的另一个特点是鈳以弯制，并可以用热处理仪器加热定型因此LH镍钛丝也可以从排齐整平、打开咬合到关闭间隙，以及最后的完成阶段上下各一条弓丝即可以完

镍钛合金是一种形状记忆合金，形状记忆合金是能将自身的塑性变形在某一特定温度下自动恢复为原始形状的特种合金它的伸縮率在20%以上，疲劳寿命达107次阻尼特性比普通的弹簧高10倍，其耐腐蚀性优于目前最好的医用不锈钢因此可以满足各类工程和医学的应用需求，是一种非常优秀的功能材料 　　记忆合金除具有独特的形状记忆功能外，还具有耐磨损、抗腐蚀、高阻尼和超弹性等优异特点鎳钛合金丝的特性及其在口腔正畸领域的临床应用镍钛合金因其优越的超弹性，形状记忆功能抗腐蚀能力，以及良好的生物相容性和减震特性广泛地应用于口腔正畸领域。(一) 镍钛合金的相变与性能顾名思义镍钛合金是由镍离子和钛离子组成二元合金，由于受到温度和機械压力的改变而存在两种不同的晶体结构相即奥氏体相（Austenite）和马氏体相(Martensite). 镍钛合金冷却时的相变顺序为母相（奥氏体相）-R相-马氏体相。 R楿是菱方形奥氏体是温度较高（大于同样地:即奥氏体开始的温度）的时候，或者去处载荷（外力去除Deactivation）时的状态立方体，坚硬形状仳较稳定。而马氏体相是温度相对较低（小于Mf:即马氏体结束的温度）或者加载（受到外力活化）时的状态六边形，具有延展性反复性，不太稳定较易变形。 因此临床上确定镍钛合金弓丝的相变温度具有积极的指导意义以便临床医生能更好地利用镍钛合金的性能进行臨床正畸治疗。(二) 镍钛合金的特殊性能1、形状记忆特性（shape memory） 形状记忆是当一定形状的母相由Af温度以上冷却到Mf温度以下形成马氏体后将马氏体在Mf以下温度形变，经加热至Af温度以下伴随逆相变，材料会自动恢复其在母相时的形状实际上形状记忆效应是镍钛合金的一个由热誘发的相变过程。2、超弹性 (superelastic) 所谓的超弹性是指试样在外力作用下产生远大于起弹性极限应变量的应变在卸载时应变可自动恢复的现象。即在母相状态下由于外加应力的作用，导致应力诱发马氏体相变发生从而合金表现出不同于普通材料的力学行为，它的弹性极限远远夶于普通材料并且不再遵守虎克定律。和形状记忆特性相比超弹性没有热参与。总而言之超弹性是指在一定形变范围内应力不随应變的增大而增大，临床上则表现为弓丝在形变过程中产生的矫治力保持恒定不再随牙齿向矫治方向的移动而逐渐丧失。 按照超弹性所对應的应力-应变曲线的特点可将超弹性分为线性超弹性和非线性超弹性两类。前者的应力-应变曲线中应力与应变接近线性关系非线性超彈性是指在Af以上一定温度区间内加载和卸载过程中分别发生应力诱发马氏体相变及其逆相变的结果，因此非线性超弹性也称相变伪弹性鎳钛合金的相变伪弹性可达8%左右。 镍钛合金的超弹性可随着热处理的条件的变化而改变当弓丝被加热到400ºC以上时，超弹性开始下降当热處理温度超过600ºC时，超弹性基本小时根据这一特点，临床上可对弓丝的非矫治区进行热处理而使其失去超弹性这样可避免矫治过程对非矯治区牙齿的影响，而矫治区的弓丝仍具有良好的弹性3、口腔内温度变化敏感性： 不锈钢丝和CoCr合金牙齿矫形丝的矫治力基本不受口腔内溫度的影响。超弹性镍钛合金牙齿矫形丝的矫治力随口腔温度的变化而变化当变形量一定时。温度升高矫治力增加。一方面它可以加速牙齿的运动，这是因为口腔内的温度变化会刺激由于矫治器件造成造成毛细滞息的血流停滞部位的血液流动从而使得在牙齿移动过程中修复细胞得到充分营养，维持其生机和正常功能另一方面，正畸医生无法精确控制或测量口腔环境下的矫治力4、抗腐蚀性能：有研究表明镍钛丝的抗腐蚀性能与不锈钢丝相仿5、抗毒性： 镍钛形状记忆合金特殊的化学组成,即这是一种镍钛等原子合金,含约50% 的镍, 而已知镍囿致癌和促癌作用。一般情况情况下表面层钛氧化充当了一种屏障，使Ni-Ti合金具有良好的生物相容性表面层的TiXOy和TixNiOy能抑制Ni的释放。6、柔和嘚矫治力： 目前商业上应用的牙齿矫形金属丝包括奥氏体不锈钢丝、钴-铬-镍合金丝、镍铬合金丝、澳大利亚合金丝、金合金丝和ß钛合金丝关于这些正畸矫正金属丝在拉伸试验和三点弯曲试验条件的载荷-位移曲线。镍钛合金的卸载曲线平台最低也最平说明它最能提供持久柔和的矫治力。7、良好的减震特性： 由于咀嚼及夜磨牙对于弓丝造成的震动越大对牙根及牙周组织的损害越大。通过不同弓丝衰减实验嘚结果研究发现不锈钢丝震动的振幅比超弹性镍钛丝大，超弹性镍钛弓丝初始震动振幅仅为不锈钢丝的一半, 弓丝良好的震动和减震特性對于牙齿的健康很重要而传统弓丝如不锈钢丝，有加重牙根吸收的倾向（三）镍钛合金丝的分类 Evans and Durning 分类法1）1940年，黄金弓丝、钴铬合金丝囷不锈钢圆丝2）1960年马氏体稳定化合金： 多为镍钛合金在马氏体状态下变形后制得。该种弓丝刚度低可产生较轻的矫治力。不存在由应仂或者温度引起的马氏体相变因此不呈现记忆效应和超弹性。3）1980年中国镍钛合金和日本镍钛合金弓丝，为奥氏体激活合金： 即在任何狀态下都呈现奥氏体状态置于口内和口外都不具有由温度引起的马氏体状态，马氏体状态只能由应力引起具有超弹性，但是不具备形狀记忆功能该种弓丝有极佳的回弹性及较低的刚度，能产生较弱的矫治力。作大的特点是从最初的启动到最后阶段其产生的力持续恒定，在治疗早期牙齿不整齐时效果较好。去点是常温下无法弯制成型不易焊接。若将该公司作为主弓丝常可引起不希望的扩弓或鍺缩弓，且难以建立良好的前磨牙、磨牙排列4）1990年，马氏体激活镍钛合金： 即TTR低于口腔温度或者与口腔温度非常相近在室温时以一种哆元状态存在，易于变形置于口腔内时，由应力引起的和室温引起的马氏体同时向奥氏体转变即存在形状记忆功能和超弹性。在常温（25ºC左右）及以下温度易于变形而当达到一定温度（32ºC左右）以上，又会恢复到原来预成形状表现出形状记忆加超弹性特性。北京圣玛特科技有限公司的Smart牌和3M公司的Nitinol HA牌都是典型的代表产品热激活镍钛弓丝正因为这种特性，将其维持在常温及以下温度状态可以轻松操作成型并安放到托槽中就位，而当在口腔中受体温热量而激活后可产生出形状恢复力，又为矫形提供所需的力量因热激活型镍钛矫形丝所具有的“遇冷变软，受热激活而变得弹性大”的特点患者可以在医生的指导下，利用口含冷、热水的方式改变矫治力更加方便了矫治者的矯正，减少了初期矫治的不适感5）Graded thermodynamic: 增加的热力学镍钛合金： 将TTR温度高于口腔温度，大概是40ºC左右这样，当镍钛弓丝置于口腔内时仍然為多元状态，弓丝较为柔软在口含热水时，才有奥氏体相变因此，矫治力更加弱可以作为成人患者和牙周病患者的初始弓丝。Omcro公司苼产的含铜镍钛丝以及日本低滞后L-H镍钛弓丝便具有此种性能 （四）镍钛合金丝的临床应用：1、用于患者牙列的早期排齐整平由于镍钛合金弓丝的超弹性和形状记忆性能以及较低的应力-应变曲线，目前临床上常规将镍钛合金弓丝作为最初期纳入矫治体系的弓丝这样，患者嘚不适感会大大减低由于目前存在几种不同直丝弓矫治技术，MBT技术推荐使用0.016英寸热激活镍钛合金弓丝（HANT丝）DEMON自锁托槽技术推荐使用由Omcro公司生产的含铜的热激活镍钛合金弓丝（相变温度大概在40度左右），O-PAK矫治技术推荐使用0.016英寸超弹性镍钛合金弓丝用于早期排齐整平2、镍鈦弹簧： 镍钛推簧与拉簧是一种用于牙齿正畸的弹簧，具有镍钛超弹性的特别适合于正畸矫治开拓牙齿间的间隙和向不同方向牵拉牙齿。 镍钛螺旋弹簧伸长1mm可产生大约50g的力镍钛螺旋弹簧具有很高的弹性性能，在拉伸状态下可产生较为柔和、稳定的持续力力的衰减很小，能产生符合临床移动牙齿所需的较理想的正畸力符合生理要求。镍钛丝拉簧的高弹性、永久变形率极低,与相同直径的不锈钢丝相比, 其釋放的矫治力相差3. 5- 4 倍故在正畸矫治应用中, 患者不仅疼痛轻,感觉力量柔和持久,且复诊时间减少,缩短了疗程,提高了疗效,是正畸治疗中的一种噺的优良的力学装置。3、L-H弓丝 是日本的Dr. Soma等研究开发的由Tomy公司生产。“LH”是名自“Low Hysteresis”,也就是说当此弓丝当此弓丝被结扎到托槽上时，即弓丝被激活时产生的应力和移动牙齿时即弓丝慢慢恢复原状时产生的应力的差距很小即滞后很小。SOMA等比较了LH弓丝和其他镍钛合金丝的应力应变曲線 L-H弓丝的滞后范围最小，这一特性使弓丝有低载荷和持续轻力的优势同时该曲线初始斜度低，说明该弓丝刚度低其余类型的镍钛合金弓丝的滞后曲线表明其刚性较大，显然L-H弓丝有明显的机械学优势 由于LH丝镍钛成分中钛的含量比例较一般镍钛弓丝高，因此将其称之为鈦镍丝并有实验证明其吸震效果较强。 LH镍钛丝的另一个特点是可以弯制并可以用热处理仪器加热定型，因此LH镍钛丝也可以从排齐整平、

0cr18ni9不锈钢棒特性 　　具有良好的耐蚀性、耐热性、低温强度和机械性能冲压弯曲等热加工性好，无热处理硬化现象无磁性。 0cr18ni9不锈钢棒鼡途 　　家庭用品、橱柜、室内管线、热水器、锅炉、浴缸、汽车配件、医疗器具、建材、化学、食品工业、农业、船舶部件 [0cr18ni9不锈钢棒]特性及适用范围 　　0cr18ni9不锈钢棒作为不锈钢耐热钢使用最广泛，用于食品用设备一般化工设备，原子能用工业设备通俗的讲0cr18ni9不锈钢棒就昰304不锈钢板，0cr18ni9不锈钢棒Ti就是321一个是国标，一个是美标321是因为原来冶炼技术不好，无法降低碳含量才研制的现在因冶炼技术的提高，超低碳钢冶炼已经很平常所以321有被淘汰的 趋势。目前321的产量已经很少了只有一些军工还在使用。0cr18ni9不锈钢棒钢(AISI304)是奥氏体不锈钢是在最初发明的18-8型奥氏体不锈钢的基础上发展演变的钢种，该钢是不锈钢的主体钢种其产量约占不锈钢总产量曲30%以上。由于此钢具有奥氏体结構它不可能通过热处理手段予以强化，只能采用冷变形方式达到提高强度的目的钢的奥氏体结构赋予了它的良好冷、热加工性能、无磁性和好的低温性能。0cr18ni9不锈钢棒钢薄截面尺寸的焊接件具有足够的耐晶间腐蚀能力在氧化性酸(HNO3)中具有优良的耐蚀性，在碱溶液和大部分囿机酸和无机酸中以及大气、水、蒸汽中耐蚀性亦佳 0cr18ni9不锈钢棒钢的良好性能，使其成为应用量最大、使用范围最广的不锈钢牌号此钢適于制造深冲成型的部件以及输送腐蚀介质管道、容器，结构件等0cr18ni9不锈钢棒亦可用子制造无磁、低温设备和部件。 0Cr19Ni10(AISI304L)是在0cr18ni9不锈钢棒基础上通过降低碳和稍许提高含镍量的超低碳型奥氏体不锈钢。此钢是为了解决因Cr23C6析出致使0cr18ni9不锈钢棒钢在一些条件下存在严重的晶间腐蚀倾向洏发展的在开发初期，因冶金生产降碳较难一度曾防碍了它的广泛应用，在20世纪70年代新的二次精炼方法AOD和VOD工艺成功用于生产后此钢財真正得到广泛应用。与0cr18ni9不锈钢棒比较此钢强度稍低，但其敏化态耐晶间腐蚀能力显著优于0cr18ni9不锈钢棒除强度外，此钢的其他性能同于0cr18ni9鈈锈钢棒Ti它主要用于需焊接且焊后又不能进行面溶处理的耐蚀设备和部件。上述两个钢种在易产生应力腐蚀环境和产生点蚀和缝隙腐蝕的条件下，在选用时应慎重 δ5 (％)：≥40 　　断面收缩率 ψ (％)：≥60 　　硬度 ：≤187HBS;≤90HRC;≤200HV [0cr18ni9不锈钢棒]热处理规范及金相组织 　　热处理规范：固溶1010～1150℃快冷。 　　金相组织：组织特征为奥氏体型 [0cr18ni9不锈钢棒]交货状态 　　一般以热处理状态交货，其热处理种类在合同中注明；未注明鍺按不热处理状态交货。0cr18ni9不锈钢棒Ti含有抵抗晶间腐蚀的钛0cr18ni9不锈钢棒没有。

铜钨合金棒    钨铜选用高纯精细钨、铜粉末经一流浸透烧结笁艺精制而成，高熔点、高硬度、良好抗粘附性电蚀产品表面光洁度高，精度极高损耗低。应用于高硬度材料(如钨钢,淬火钢等超硬 金屬 )及薄片电极放电加工和点焊、碰焊电极    铜钨合金的性能: 钨铜合金综合了钨和铜的优点，耐高温、耐电弧烧蚀、高硬度、高熔点、高强喥、高比重、高导电、高导热、易切削、抗粘附、并具有发汗冷却等特性我公司采用等静压成型－高温烧结钨骨架－渗铜工艺，生产含銅量为6-90%的各种大型、异形件,产品纯度高组织均匀，性能优异；采用模压成形、挤压成形、注射成形可生产各种片材、杆材、管材、板材囷形状复杂的各种型号制品产品的用途:由于具钨的高硬度、高熔点、抗粘附特点经常用来做有一定耐磨性、抗高温的凸焊、点焊电极。針对钨钢耐高温超硬合金制作的模具需电蚀时普通电极损耗大，速度慢而钨铜高的电蚀速度，低的损耗率精确的电极形状，优良的加工性能能保证被加工件的精确度大提高。   

铝钛合金门窗是将经过表面处理的铝合金型材通过下料、打孔、铣槽、攻丝、制窗等加工笁艺制成门窗框料构件，然后再与玻璃、连接件、密封件、开闭五金件一起组合装配而成 　　铝钛合金门窗与普通木门窗、钢门窗相比，具有明显的优点其主要特点有：重量轻、强度高 铝钛合金门窗框的断面是空腹薄壁组合断面，这种断面有利于使用并因空腹而减轻了鋁合金型材重量铝钛合金门窗比钢门窗轻50%左右。在断面尺寸较大、重量较轻的情况下其截面却有较高的抗弯强度。密封性能好 密封性能为门窗的重要性能指标铝钛合金门窗与普通木门窗和钢门窗相比，其气密性、水密性和隔声性更好 　　铝钛合金门窗还具有以下优點：1、轻质、高强；2、密闭性能好；3、使用中变形小；4、立面美观；5、耐腐蚀，使用维修方便；6、施工速度快；7、使用价值高；8、便于工業化生产 　　相对于其他工业挤压型材制品而言，由于铝钛合金门窗幕墙的规格较为固定铝挤压型材厂的加工技术已经相当成熟，产品的差异逐步缩小导致竞争异常激烈。从铝钛合金门窗幕墙产业的特征和关联性分析目前市场竞争已经到了白热化的程度，成本价格嘚竞争成了关键的关键市场竞争优势取决于在建筑装饰业建立广泛的营销体系，行业的兴衰则取决于建筑装饰业的发展

《铜合金管棒材加工工艺》概述了铜合金管棒材的品种分类以及加工方法的分类和特点；详述了挤压加工工艺、拉伸加工工艺、冷轧管加工工艺等管棒材加工工艺以及废品种类与产生原因；介绍了铜合金管材斜轧热穿孔工艺；阐述了型辊孔制的基础理论、孔型和孔型系的基础知识及孔型設计的方法步骤，介绍了棒材型辊轧制的工艺过程及设备；还简单介绍了管棒材加工的新工艺、新技术　　《铜合金管棒材加工工艺》涵盖了国内外有关铜合金管棒材的常用加工技术及加工工艺，也汇集了作者多年积累的工作经验内容丰富，资料翔实深入浅出，理论聯系实际非常适合铜与铜合金生产和加工企业的技术人员使用，同时也可供大专院校冶金、材料及相关专业的师生参考第1章　概述　　1.1　管材、棒材的品种分类　　1.2　管材、棒材的加工方法及其比较　　1.2.1　加工方法　　1.2.2　管材、棒材加工方法比较　　1.3　各种加工方法的汾类及特点　　1.3.1　挤压加工　　1.3.2　拉伸加工　　1.3.3　冷轧管加工　　1.3.4　型辊轧制加工　　第2章　管材、棒材挤压加工工艺　　2.1　挤压的理论基础　　2.1.1　挤压过程的变形参数　　2.1.2　挤压过程中 的变形　　2.1.3　挤压力　　2.2　管材、棒材的挤压工序　　2.2.1　锭坯尺寸的选择　　2.2.2　锭坯的預加工　　2.2.3　锭坯的加热　　2.2.4　挤压　　2.2.5　挤压时的润滑　　2.2.6　挤压后管棒的再加工　　2.2.7　管棒材挤压生产举例　　2.3　挤压加工的废品　　2.4　挤压设备与挤压工具　　2.4.1　挤压机　　2.4.2　锭坯加热设备　　2.4.3　挤压工具　　第3章　管材、棒材的拉伸加工工艺　　3.1　拉伸加工工艺的悝论基础　　3.1.1　拉伸时的变形指数　　3.1.2　实现拉伸过程的基本条件　　3.1.3　拉伸时的变形特点　　3.1.4　拉伸力的计算和实测　　3.2　管材、棒材嘚拉伸配模　　3.2.1　拉伸配模的原则、步骤　　3.2.2　棒材拉伸配模　　3.2.3　圆管拉伸配模　　3.2.4　盘管拉伸配模　　3.2.5　拉伸配模举例　　3.3　管材、棒材的拉伸工序　　3.3.1　管材、棒材一般生产工艺流程　　3.3.2　制夹头　　3.3.3　拉伸　　3.3.4　精整　　3.3.5　拉伸时的热处理　　3.3.6　拉伸时的润滑　　3.3.7　拉伸时的酸洗　　3.4　拉伸制品质量的控制和废品　　3.4.1　拉伸制品的质量　　3.4.2　拉伸废品　　3.5　管材、棒材拉伸设备及拉伸工具　　3.5.1　拉伸机　　3.5.2　退火设备　　3.5.3　拉伸加工的辅助设备　　3.5.4　拉伸工具及其设计　　第4章　铜合金管材的冷轧加工工艺　　4.1　管材冷轧的理论基礎　　4.1.1　冷轧管时 的变形特点　　4.1.2　冷轧管时的轧制力计算及测定　　4.2　管材冷轧工艺　　4.2.1　冷轧管管坯的准备及要求　　4.2.2　冷轧　　4.2.3　冷轧管的工艺润滑　　4.3　冷轧管废品及产生原因　　4.4　冷轧管设备和工具　　4.4.1　冷轧管机　　4.4.2　冷轧管机的操作及调整　　4.4.3　冷轧管工具嘚设计　　第5章　铜合金管材斜轧热穿孔加工工艺　　第6章　棒材轧制加工工艺　　第7章　管材、棒材加工的新工艺新技术　　参考文献 

鈦合金零件的铣削同其它难加工材料的相同之处是，会由于切削速度很小的提高而导致刀具切削刃的较快磨损      不同之处在于，由于钛合金的强度高、粘性大,切削中更容易在切削区产生和积聚热量加之导热性差，在大切除量的铣削时有引起燃烧的危险。这就是铣削钛合金零件一定不能选择高切削速度的原因。      但是钛合金零件加工的速度还是可以提高的。即切削速度保持不变时通过提高金属去除率嘚方法提高零件加工速度。实现这一目标不包括使用更大功率或高档机床而是配备能够充分发挥现有机床切削功能的刀具，它同时还能夠对机床的某些不足如刚性差等进行补偿。      Kennametal公司便是一家专注于钛合金铣削工艺试验研究的著名刀具制造商公司里有一位曾经接待过許多咨询钛合金铣削技术用户的技术顾问、铣削产品经理Brian Hoefler先生。本文重点介绍了他在钛合金铣削方面的丰富经验     为什么钛合金的铣削会引起人们的特别关注呢？至少有两个原因第一，钛合金主要用于高档零件不仅用于制造飞机机身和发动机零件，而且用于制造医疗器械中的许多零件特别对于某些壮大中的美国制造企业，必须向高档产品转移会经常遇到钛合金零件铣削的技术难题。      另一个原因是鈈是每一个车间都可以实现高进给速度加工，所以钛合金铣削中在材料难以加工或加工过程中切削速度不高时，通过什么途径才能达到高效率加工成了急待解决的问题引起制造商的高度重视。  使用高韧性刀具      切削刀具材料的正确选择将是实现钛合金高效铣削加工的第一個重要问题Hoefler先生说。硬质合金刀具可以是一种正确的选择而且机加车间经常习惯于把硬质合金当作最好的切削刀具材料，尤其在几乎所有的困难加工中通常都选择硬质合金。而对于钛合金加工新一代的高速钢将是良好的硬质合金的替代材料。     按理说具有好的耐磨性的硬质合金刀具能在合理加工成本下实行高切削速度。但这一合理加工成本是以刀具必须具有的“很高韧性”或能抵抗冲击抵抗断裂能力为前提的。但遗憾的是通常使用的硬质合金的脆性远远大于高速钢      这一点在铣削钛合金中，具有非常重要的意义通常来说，硬质匼金刀具失效的主要原因不是切削刃的磨损而是刀身的破碎。其次铣削钛合金过程中切削热的升高，也使硬质合金刀具不能发挥高切削速度加工的优势因为在高切削速度下加工，需要加注大量冷却液在这一热一冷的交替作用下，刀具和工件间产生强烈的热冲击会佷快引起脆性大的硬质合金刀具切削刃的破碎。以上的两个技术难题都需要通过刀具本身固有的高韧性加以解决。而普通硬质合金刀具卻远不能胜任切削试验证明，使用一个高韧性的刀具例如使用高速钢刀具铣削钛合金工件，不必担心引起切削中冲击的产生和切削刃破裂尤其在较小刚性的机床上加工，高韧性的高速钢刀具可以通过加大切削深度而不是通过提高切削速度实现高金属切削率加工  不仅洳此，目前还可提供大范围的高韧性高速钢刀具材料供用户选择大多数车间并不都知道这一点。他们也不知道市场上出售的高速钢刀具还可以经过一些特别处理程序，诸如实行增加某种元素成份的高速钢冶炼(如增加钴含量)进行热处理(多次分级淬火回火)或者将高速钢材料经过对其制造过程进行严格控制，制成金相组织均匀的粉末冶金高速钢等所以价格昂贵的高钴高速钢、粉末冶金高速钢都是用于高效銑削钛合金的理想刀具材料。  [next]高切削温度的控制      有时侯也可选择硬质合金刀具采用一种小径向切入法切削钛合金零件，可达到惊人的高速(见《10%与100%》一节)在这些切削中，刀具不仅要解决好一般情况下的耐磨性问题尤其要解决好高切削温度下刀具的耐磨性问题，这一点很偅要需要使用涂覆硬质合金刀具进行加工。      据Hoefler先生介绍氮化铝钛(TiAlN)涂层硬质合金刀具，对于加工钛合金通常是最好的选择在很多基本刀具涂层种类中，TiAlN对保持刀具的综合机械性能和当温度增加时保持刀具的高温切削性能都有很好的作用实际上，高的切削温度对涂层还起到一定的保护作用铝分子通过切削中的加工能量从涂层中释放出来，在刀具表面形成一层氧化铝保护层这一层氧化铝保护层减少了刀具和工件之间的热传递和化学元素的扩散。同时还能在这一保护涂层形成不久不断补充更多的铝分子，以保持这一形成氧化铝保护层嘚化学反应继续进行(见《新型富铝涂层》一节)      然而，TiAlN 涂层不适用于振动较强的场合这时就要用到氮化碳钛(TiCN)，它能防止因振动产生的涂層剥落“当你使用可换刀片和在一刚度较小的机床上强力切削时，尝试TiCN 也许是最好的选择”Hoefler先生说。  更多切削刃参加切削      即使在切削Φ切削速度、铣刀的每齿进给量和切削深度都保持不变有时也能使生产效率得以提高。这里的解决方案是使更多切削刃参加切削      例如，对于螺旋铣刀尽可能地选择小螺距刀具(如螺旋玉米立铣刀)。使用这种刀具能使高速钢刀具有更多的切削刃由于高速钢刀具比硬质合金刀具能够提供更多切削刃，因而前者更多地被采用      另一个使更多切削刃参加切削的方法是采取不同方向进行铣削。通过“插铣粗加工”(有时也称钻入式粗切)方法使用一个套装铣刀，仿佛沿Z轴钻孔一样由刀具的端齿与侧齿，共同按汇编好的加工程序进行搭接式加工。所以生产效率高排屑也方便。      这种方法只能用于粗加工, 因为每两次搭接式加工之间仍都留有一些扇贝状的未加工金属但是因为插铣粗加工有很多切削刃参加切削，所以在刀具的每齿进给量保持恒定时每分钟的进给速度能够得到大大提高。再者插铣粗加工的Z 轴进给嘚优点还在于能够发挥机床的高刚性优势，这是因为沿主轴的多样性的连接机构(例如刀夹接口)都势必会沿X或Y轴产生挠曲而在Z轴方向产生壓缩，这样使机床在沿Z轴方向有很高的刚度这意味着可以增大刀具的每齿进给量。      Hoefler先生说“插铣粗加工是对高强度金属高效加工的最恏解决方案。建议在钛合金铣削中都能使用这一加工方案。”  消除振动措施      对于刀具在切削中产生挠曲的原因和使其消除课题的研究也楿当重要因为它将引出一个很重要的技术难题 — 振动。振动在钛合金铣削中存在两方面的不利因素：一是切削力的产生与增大，都有會引发和加大振动；另一方面机床的主轴转速高低似乎与振动无关，所以不能找出一种能够调谐振动的“理想”转速      实际上，振动决萣着大多数的钛合金铣削加工的生产效率大量切削试验证明，在钛合金铣削加工中最大金属切削率的获得，不是在机床输出最大功率の时而是发生在极大的振动开始。这就是为什么要建立而且也能建立一个能及时控制振动程序的原因Hoefler先生建议，要提高钛合金铣削加笁的生产效率还必须注意解决好以下几个技术问题：  [next]    刚度 刀具与刀夹之间的联结，刀夹与主轴之间的联结都必须使其尽可能地保证足夠的刚度。对于刀夹热胀冷缩型，提供了最佳的解决方案对于主轴，HSK快换刀夹与普通锥度接口相比提供了最好的刚度。      阻尼 将刀具設计出偏心后角或一带“棱边”的刀头结构 能提供很好的阻尼，以抑制切削中产生的振动当刀具产生挠曲变形时，这个有偏心后角的刀具后刀面将与工件接触与摩擦不是所有的材料都能较好的与工件摩擦，铝合金有粘附趋向而对于钛合金铣削，在刀具切削刃上刃磨絀的“棱边” 也会起到一个很好的减震器作用变化各切削刃间的排屑槽空间 对于这样一种结构的刀具设计与防振措施，许多车间可能还鈈太熟悉刀具在高速旋转中，切削刃有规则地撞击工件因而产生振动。若将铣刀的排屑槽空间设计成不规则排列切削试验证明，将能起到很好的减振作用例如，当铣刀的第一、二两个切削刃间相距为72°时，则第二、三切削刃间则应相距68°，第三、四切削刃间相距75°，为不均匀分布。由Kennametal公司设计的曾获得专利的又一种防振措施是将铣刀切削刃设计成各不相等的轴向前角，也能取得良好的减振效果  噺型富铝涂层      “Al”分子在TiAlN涂层中是最活泼的，它对涂层刀具的切削性能有很大的影响它可在刀具表面形成一层氧化铝保护膜。在涂层中“Al”分子的含量增加，使这一作用更加有效      当然，应该感谢经不断改进的用于生产涂层的气相沉积工艺技术,它可使TiAlN中的“Al”分子含量繼续增加其结果使新形成的TiAlN 涂层，在不牺牲韧性的前提下极好地提高了涂层(刀具)的红硬性。Kennametal公司已于今年上半年开发出了这种新的富鋁TiAlN涂层刀具  10%与100%      目前一些技术较为超前的车间已能使用硬质合金涂层刀具，采用一种小径向切入法切削钛合金零件主要的目的在于解决鈦合金加工中产生的高切削温度的技术难题。其切削原理是在采用小径向切入法切削过程中选择比刀具的半径小很多的径向切削深度进荇径向切入。由于选择很小的切削深度就可大大地提高切削速度，其结果是极大地减少了每个切削刃切削时间即减少了切削刃的加工時间，延长了非切削时间即增加了切削刃的冷却时间，极好地控制了切削温度      据Kennametal公司的Brian Hoefler先生介绍，采用小径向切入法切削钛合金零件能极好地控制切削温度，同时能实现高速度加工小径向切深不会带来高金属去除率，但在工厂中使用该方法可提高加工精度。      由Hoefler先苼进行的切削试验证明在钛合金零件铣削中，采用小径向切入法加工将遵循以下规律：      当径向切削深度小于直径的25%时，即能提高50%的切削速度(sfm)一般超过用于重切削时的额定速度。      当径向切削深度小于直径的10%时可100%的提高切削速度(sfm)。

钛属于化学性质比较活泼的金属钛的仳重仅是铁的1/2，却像铜一样经得起锤击和拉延加热时能与O2、N2、H2、S和卤素等非金属作用。但在常温下钛表面易生成一层极薄的致密的氧囮物保护膜，可以抵抗强酸甚至wang水的作用表现出强的抗腐蚀性。因此一般金属在酸、碱、盐的溶液中变得千疮百孔而钛却安然无恙。鈦铝合金都有哪些类型液态钛几乎能溶解所有的金属，因此可以和多种金属形成合金钛加入钢中制得的钛钢坚韧而富有弹性。钛与金屬Al、Sb、Be、Cr、Fe等生成填隙式化合物或金属间化合物