钛合金及应用讲义 (30).pdf

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1、1 知知识识点点讲讲义义 授课题目 第 9 章 钛合金的应用钛合金的应用 知识点 1 钛合金的应用钛合金的应用 教学目的 和要求 了解钛合金的应用钛合金的应用 教学重点 钛合金的应用领域钛合金的应用领域 教学难点 无 教学进程 教学内容、教学设计、教学过程 教学目标教学目标 1：钛的历史发展钛的历史发展 教学内容及过程设计：自 1795 年发现钛至今已有 200 多年的历史，但是由于钛的熔点高、化学性质十分活泼，塑性良好的纯钛很难制取；钛锭的冶炼需在真空中进行；制造工艺复杂，从而使得钛及其合金长期不能广泛用于工业生产。从 20 世纪 50年代开始，由于航空航天技术的迫切需要，钛工业得到了迅速发

2、展。现在，钛及钛合金不仅是航空航天工业中不可缺少的结构材料，在造船、化工、冶金、医疗等方面也获得广泛的应用。教学目标教学目标 2：钛及钛合金的特点钛及钛合金的特点 教学内容及过程设计：钛的密度小、比强度高。钛的密度为 45l0kg/m3，介于铝(2700kg/m3)和铁(7600kg/m3)之间。钛合金的比强度高于铝合金和钢。钛合金的工作温度范围较宽，低温钛合金在-253 C 还能保持良好的塑性，而耐热钛合金的工作温度可达 550 C 左右，其耐热性明显高于铝合金和镁合金，如果克服了 550 C 以上的氧化污染问题，其使用温度还可能进一步提高。钛及钛合金还具有优良的抗蚀性，特别是在海水和海洋大

3、气环境中抗蚀性极高，这使其在应用于舰艇和水上飞机上时具有很大的竞争优势；钛在各种浓度的硝酸、铬酸中都很稳定，温度升高，反应也慢。此外纯钛在碱溶液中和大多数有机酸和化合物中的抗蚀性也很高；而且，钛的腐蚀性能的突出特点是不发生局部腐蚀和晶间腐蚀，一般为均匀腐蚀。钛的化学活性很高，极易受氢、氧、氮的污染，难以冶炼和加工，使得生2 产成本较高。导热性差（只有铁的 1/5，铝的 1/3)，摩擦系数大（0.42)，抗磨性也较差，故在切削加工时，容易使工件及刀具温度升高，造成粘刀，降低刀具寿命，故而其切削加工性较差。弹性模量低，影响构件的刚度，也使细长构件的使用受到限制。教学目标教学目标 3：钛合金在航空部

4、门的应用钛合金在航空部门的应用 教学内容及过程设计：航空工业，主要用于飞机机身和蒙皮、发动机、尾锥、喷管、弹射舱、防火壁、夹层结构机身机架、连结件和其它零件。在宇宙航行工业方面，钛合金主要用于飞船的液体燃料贮箱、高压容器、船舱、蒙皮、结构骨架、制动火箭主起落架、火箭、导弹高压容器、液体燃料贮箱、外壳、喷嘴、火箭发动机。在其它军事方面也有一些应用，如原子能反应堆的结构材料、坦克天窗、炮筒和轻便常规武器等。使用部门 用途 航空工业 飞机机身和蒙皮、发动机、尾锥、喷管、弹射舱、防火壁、夹层结构机身机架、连结件和其它零件 宇宙航行工业 飞船的液体燃料贮箱、高压容器、船舱、蒙皮、结构骨架、制动火箭主起落架 火箭、导弹 高压容器、液体燃料贮箱、外壳、喷嘴、火箭发动机 3 其它 原子能反应堆的结构材料、坦克天窗、炮筒和轻便常规武器等 4 5