3.2.28特殊有色金属和有色合金.doc

特殊有色金属和有色合金 IWE-3/2.28 3/81、概述 除了钢、铝、铜和镍材料之外，还有一些金属（特殊金属），具有特殊的特性，它们在不同的应用领域中有特殊的意义。属于此类的，有钛（Ti）、锆（Zr）、钼（Mo）、镁（Mg）、钽（Ta）和钨（W）。由于这些特殊金属对大气有明显地吸收倾向，使焊接方法的应用以及焊接工艺操作有其特殊性。因此，钨极氩弧焊、等离子焊、电子束焊、激光焊，爆炸复合和电阻焊都得到了特别地应用。2、钛/钛合金 钛在常温下能与氧生成致密的氧化膜而保持高的稳定性和耐腐蚀性。540以上生成的氧化膜则不致密。300以上快速吸氢，600以上快速吸氧，700以上快速吸氮。 钛合金的比强度大，具有较好的韧性和焊接性，广泛的应用于航空、航天工业中。钛及钛合金又具有良好的耐腐蚀性能，在氧化性、中性及有氯离子的介质中，其耐蚀性均优于不锈钢。 常用的钛合金根据合金元素是稳定 相或相的作用，将其分为钛合金、钛合金和+钛合金，工业纯钛是钛。钛（低于882）属于密排六方晶格结构，热强度好，变形性能差。钛（从1668至882）属于体心立方晶格结构，热强度低，变形性能高。+钛合金可热处理强化。焊接钛的车间设备要与一般的生产分开，必须具有适合钛材零件表面准备的装置以及气体保护焊用的附加设备，其生产条件与奥氏体钢焊接相类似。3、焊接方法3.1 熔化焊应用范围熔化焊应用较为广泛，可以用焊缝颜色来辨别其质量，焊缝明亮说明焊接工艺及其相应措施正确，焊缝质量好，个别浅灰色也可以接受。常用的熔化焊的应用如下：钨极惰性气体保护焊（TIG）手工焊与机械焊广泛地使用在各个领域。直流焊接装置应是无级调节的，可微调的，并有送丝装置、电流衰减装置以及非接触引弧装置。应像脉冲式焊接那样连续地焊接，提前送气和滞后断气时间必须是可选择的。当焊炬排列密集时，必须注意水冷。钨极等离子焊接（WP）特别适用于完全自动化焊接，应用在各个领域。金属极惰性气体焊接（MIG）可以采用，但应用较少。激光焊可以很好的用钛的焊接，要采用氩气保护。电子束焊因为在真空中焊接，可以很好地用于钛的焊接，钛材气体敏感性减少，焊接变形小，焊缝深宽比高，电子束焊机工作时，工作仓里的真空压力为510-4HPa。 图2 钛与钛合金熔化焊的保护罩3.2 压力焊应用范围压力焊适合于生产任意长度的环形型材，主要用于生产半成品，如予制法兰。扩散焊特别适合于焊接钛与钛合金。在航空与航天工业中，用TiA16V4合金已积累了大量的经验。电弧压力焊只有在保护气体下采用。主要用于生产大截面的环形件，以便进一步加工壳体与容器法兰。爆炸焊有可能将钛与其它金属材料连接，如爆炸复合板。用在航空，航天及容器制造业上。磁旋弧压力焊适用于加工对称的园形的小尺寸零件，如管子与套筒连接。超声波焊接由于热影响的原因，只限于特殊情况下使用。优先用在有效防止表面氧化的地方。摩擦焊很好地被应用在钛材连接上，瞬时变化过程要求用氩或氦气来保护焊口。在飞机发动机制造中，飞轮的摩擦焊积累了许多经验，焊缝强度达到了母材的强度，也可用于与其它金属材料的焊接。4、钛及钛合金的填充材料按ISO24034钛和钛合金熔化焊用实芯焊丝和填充丝。化学成分见表4。可根据合金成分、强度、耐蚀性等不同的要求来选择。标记举例熔化焊用实芯焊丝(S)其化学成分满足表1中合金标记6400（TiAl6V4）的限制要求，其命名标识如下：实芯焊丝 ISO 24034-S Ti 6400或者为：实芯焊丝 ISO 24034-S Ti 6400（TiAl6V4）表4 钛和钛合金熔化焊用实芯焊丝和填充丝的化学成分合金标记化学成分要求 质量分数 a,b,c,d数字化学符号CONHFeAlVSn其它Ti 3531TiCo0.50.030.08-0.160.0150.0080.12Pd:0.04-0.08Co:0.20-0.80Ti 3533TiCo0.5A0.030.13-0.200.020.0080.16Pd:0.04-0.08Co:0.20-0.80Ti 4621TiAl6Zr4Mo2Sn20.040.300.0150.150.055.50-6.501.80-2.20Zr:3.60-4.40Mo:1.80-2.20Cr:最大0.25Ti 4810TiAl8V1Mo10.080.120.050.010.307.35-8.350.75-1.25Mo:0.75-1.25Ti 5112TiAl5V1Sn1Mo1Zr10.030.05-0.100.0120.0080.204.5-5.50.6-1.40.6-1.4Mo:0.6-1.2Zr:0.6-1.4Si:0.06-0.14Ti 6320TiAl3V2.50.030.08-0.160.0200.0080.252.5-3.52.0-3.0Ti 6321TiAl3V2.5A0.030.06-0.120.0120.0050.202.5-3.52.0-3.0Ti 6324TiAl3V2.5Ru0.030.06-0.120.0120.0050.202.5-3.52.0-3.0Ru:0.08-0.14Ti 3626TiAl3V2.5Pd0.030.06-0.120.0120.0050.202.5-3.52.0-3.0Pd:0.04-0.08Ti 6400TiAl6V40.050.12-0.200.0300.0150.225.5-6.73.5-4.5Ti 6402TiAl6V4B0.030.080.0120.0050.155.50-6.753.50-4.50Ti 6408TiAl6V4A0.030.03-0.110.0120.0050.205.5-6.53.5-4.5Ti 6413TiAl6V4Ni0.5Pd0.050.12-0.200.0300.0150.225.5-6.73.5-4.5Ni:0.3-0.8Pd:0.04-0.08Ti 6414TiAl6V4Ru0.030.03-0.110.0120.0050.205.5-6.53.5-4.5Ru:0.08-0.14Ti 6415TiAl6V4Pd0.050.12-0.200.0300.0150.225.5-6.73.5-4.5Pd:0.04-0.08a 除非给出说明，表中单一数值表示最大值。b 合金成分的余量为钛。c Fe和间隙元素C,O,H和N的分析应该在这种填充丝/填充棒的试样上进行，即试样取自经减径到最终尺寸并完成所有加工后的填充丝/填充棒。其它元素的分析也可以在这些相同的试样上进行，或在用来制造填充丝/填充棒的工业纯铁或坯料上进行。一旦发生争议，从成品填充丝/填充棒取样应是仲裁方法。d 残余元素的总量应不超过0.20%，其中除钇外的单个元素不超过0.05%，钇应该不超过0.005%。除非购买商特别要求外，残余元素不必记入报告中。残余元素为表1中除钛以外的特殊类别而没有列入的元素，但它们固有地存在于原材料中或制造过程中，残余元素可能仅以痕量形式存在，并非特意加入产品的元素。5、镁与镁合金镁是比铝还轻的一种有色金属，熔点为651， 密度为1.74g/cm3。纯镁由于强度低，很少用它作为工程材料。镁合金具有较高的比强度和比刚度，具有高的抗震能力，能承受比铝合金大的冲击载荷，此外还具有优良的切屑加工性能，并易于铸造和锻压，在航天、航空、光学仪器、无线电技术上应用较多。与纯铝相反，纯镁的使用是有限的，镁合金主要用于压铸。除了大量使用的