特種合金及其鍛造

前言

在全球化的大潮中，恰逢改革開放30周年，業(yè)已成為世界制造業(yè)大國的我國，作為機(jī)械制造基礎(chǔ)的鍛造工業(yè)正面臨著邁入“世界大國”行列的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。面對挑戰(zhàn)并能抓住這個機(jī)遇的諸多關(guān)鍵因素之一應(yīng)為是否擁有足夠且勝任鍛造技術(shù)的人員。為了適應(yīng)向社會主義市場經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)軌和發(fā)展的需要，我國的大學(xué)教育方針早已從20世紀(jì)50年代開始實行的專才教育變?yōu)橥ú沤逃朔N改變無疑為大學(xué)畢業(yè)生打下較為寬廣的知識基礎(chǔ)，并為其創(chuàng)造多種多樣的就業(yè)機(jī)會；但也造成他們中間多數(shù)人在走上工作崗位時缺乏必要的較為深入的專業(yè)知識，從而需要進(jìn)行短期培訓(xùn)以充實應(yīng)對生產(chǎn)的迫切需要。上述情況使我國鍛造企業(yè)歷來缺乏人才儲備的狀況而更加嚴(yán)重。中國鍛壓協(xié)會有鑒于此，決定聘請90余位既富基礎(chǔ)理論、又富實踐經(jīng)驗且長期工作在鍛造科研、生產(chǎn)和教學(xué)第一線的專家們編撰這部《鍛件生產(chǎn)技術(shù)叢書》，以紓企業(yè)燃眉之困。本叢書立足于鍛件生產(chǎn)實際，從鍛件材料所固有的“鍛造工藝性能”和反映設(shè)備動力學(xué)和結(jié)構(gòu)特征的“設(shè)備使用特性”切人，按照“鍛件（材料、參數(shù)）”、“工藝（參數(shù)）”和“設(shè)備（使用特性）”三者在鍛件生產(chǎn)過程中相克相成的關(guān)系，介紹各種鍛造設(shè)備和鍛造工藝的特點、原理、應(yīng)用范圍及其發(fā)展前景，并列舉眾多典型實例以為佐證。本叢書共分十冊，包括《金屬鍛造原理》、《鍛造工藝模擬》、《自由鍛造》、《模鍛工藝及其設(shè)備使用特性》、《冷鍛與溫鍛》、《特種鍛造》、《特種合金及其鍛造》、《汽車典型鍛件生產(chǎn)》、《鍛造模具與潤滑》和《鍛造加熱與熱處理及節(jié)能環(huán)?！?。本叢書的主要特點有：1.強(qiáng)調(diào)優(yōu)質(zhì)、精密、高效和大型零件的鍛造技術(shù)本叢書重點介紹以汽車典型鍛件為代表的模鍛技術(shù)、以航空航天器關(guān)鍵零件為代表的特種合金鍛造技術(shù)和以基礎(chǔ)工業(yè)（例如能源機(jī)械）大型零件為代表的大鍛件自由鍛造技術(shù)。在強(qiáng)調(diào)質(zhì)量、精度和效率的同時，突出實用性。2.推廣工廠急需的先進(jìn)技術(shù)本叢書根據(jù)目前我國鍛造企業(yè)提高質(zhì)量、改進(jìn)管理和降低成本的實際需要，有針對性地推薦國內(nèi)外成熟的有關(guān)技術(shù)，包括原理、工藝、工模夾具設(shè)計和制造及其實例。它們分別是：“冷溫鍛件生產(chǎn)技術(shù)”、“模具堆焊制造和維修技術(shù)”、“機(jī)械壓力機(jī)恒載荷精鍛技術(shù)”、“少無污染的潤滑技術(shù)和玻璃防護(hù)潤滑技術(shù)”和“輥鍛制坯技術(shù)”等。這些技術(shù)既可直接移植于生產(chǎn)實踐，亦可借鑒，收“觸類旁通”之效。

內(nèi)容概要

　　本書介紹了高溫合金、鈦合金、不銹鋼、鋁合金、鎂合金和銅合金等特種合金及其合金化原理以及各類合金的工藝塑性圖、變形抗力和三向再結(jié)晶圖等鍛造工藝性能實例，并以此為切入點論述了鍛造工藝性能與選擇鍛造熱力學(xué)參數(shù)和設(shè)備的關(guān)系及其對鍛件質(zhì)量的影響。還介紹了相應(yīng)合金鍛件和模具的設(shè)計特點、關(guān)鍵工序的操作要點以及鍛件質(zhì)量的控制等；每章還分別介紹了軍、民用典型鍛件的鍛造實例。　　本書適于作為企業(yè)在職鍛造技術(shù)人員和技術(shù)管理人員的培訓(xùn)教材或自學(xué)參考書，也可作為高等和專科學(xué)校機(jī)械、冶金和材料等專業(yè)師生及相關(guān)人士的教學(xué)和自學(xué)參考書。

書籍目錄

第一章 概論　1.1 特種合金及其鍛件應(yīng)用概況　　1.1.1 特種合金的涵義　　1.1.2 基體金屬的物理特性及其可鍛性　　1.1.3 特種合金及其鍛件的應(yīng)用概況　1.2 特種合金的鍛造特點及其對策　　1.2.1 特種合金的鍛造特點　　1.2.2 常用特種合金鍛造特點比較　　1.2.3 特種合金鍛造的技術(shù)措施　1.3 鍛造工藝性能及其用途　　1.3.1 鍛造工藝性能的涵義及用途　　1.3.2 金屬的工藝塑性　　1.3.3 超塑性及其與特種合金鍛件的關(guān)系　　1.3.4 變形抗力　　1.3.5 可鍛性　　1.3.6 金屬的再結(jié)晶與再結(jié)晶圖　1.4 熱力學(xué)參數(shù)及其對特種合金鍛件質(zhì)量的影響　　1.4.1 變形溫度及其影響　　1.4.2 應(yīng)變速率及其影響　　1.4.3 變形程度及其影響　　1.4.4 應(yīng)力一應(yīng)變狀態(tài)及其影響　1.5 特種工藝方法及其對鍛件質(zhì)量的影響　　1.5.1 超塑性鍛造　　1.5.2 等溫鍛造　　1.5.3 熱模鍛造　　1.5.4 形變熱處理工藝　　1.5.5 B鍛造　1.6 特種合金鍛件結(jié)構(gòu)要素設(shè)計　　1.6.1 材料對鍛件結(jié)構(gòu)要素的影響　　1.6.2 特種合金鍛件結(jié)構(gòu)要素的設(shè)計特點　1.7 特種合金鍛造工序的特點　　1.7.1 概述　　1.7.2 坯料準(zhǔn)備　　1.7.3 毛坯的潤滑與防護(hù)　　1.7.4 毛坯加熱　　1.7.5 模具預(yù)熱　　1.7.6 制坯與預(yù)鍛　　1.7.7 模鍛　　1.7.8 切邊　　1.7.9 冷卻　　1.7.10 校正　　1.7.11 預(yù)制毛坯及鍛件表面清理與檢查　　1.7.12 理化性能檢驗　1.8 特種合金鍛造設(shè)備的選擇　　1.8.1 概述　　1.8.2 常用鍛造設(shè)備對特種合金鍛造的適應(yīng)性　　1.8.3 特種合金鍛造設(shè)備的選用原則　參考文獻(xiàn)第二章 高溫合金及其鍛造技術(shù)　2.1 變形高溫合金及其鍛造特點和應(yīng)用概況　　2.1.1 高溫合金的發(fā)展　　2.1.2 高溫合金的合金化　　2.1.3 高溫合金的分類　　2.1.4 我國變形高溫合金牌號表示方法及主要化學(xué)成分　　2.1.5 變形高溫合金的使用特性及鍛造特點　　2.1.6 變形高溫合金的應(yīng)用概況及國內(nèi)外牌號對照　2.2 高溫合金的鍛造工藝性能　　2.2.1 概述　　2.2.2 第一組高溫合金的鍛造工藝性能　　2.2.3 第二組高溫合金的鍛造工藝性能　　2.2.4 第三組高溫合金的鍛造工藝性能　　2.2.5 第四組高溫合金的鍛造工藝性能　　2.2.6 高溫合金的鍛造工藝性能綜合分析　2.3 鍛造熱力學(xué)參數(shù)對高溫合金鍛件質(zhì)量的影響　　2.3.1 變形溫度的影響　　2.3.2 應(yīng)變速率的影響　　2.3.3 變形程度的影響　　2.3.4 鍛后冷卻的影響　2.4 高溫合金鍛件的特種鍛造工藝方法　　2.4.1 GH4169合金的特種鍛造工藝方法　　2.4.2 先進(jìn)的高溫合金渦輪盤鍛件的生產(chǎn)新工藝方法　2.5 高溫合金鍛造工藝及其特點　　2.5.1 高溫合金熔鑄及其開坯工藝特點　　2.5.2 高溫合金模鍛工藝及其特點　　2.5.3 高溫合金鍛件與模具設(shè)計特點　　2.5.4 高溫合金的加熱和鍛造溫度　2.6 高溫合金鍛件熱處理工藝及其特點　　2.6.1 高溫合金熱處理基礎(chǔ)及其特點　　2.6.2 常用高溫合金熱處理工藝參數(shù)　2.7 高溫合金鍛件缺陷及其質(zhì)量控制　　2.7.1 高溫合金鍛件常見缺陷　　2.7.2 高溫合金鍛件質(zhì)量控制的特點　　2.7.3 高溫合金鍛件冶金質(zhì)量檢驗及其特點　2.8 高溫合金鍛造技術(shù)典型實例　　2.8.1 高溫合金典型鍛件及其特點　　2.8.2 GH4169合金渦輪盤的模鍛工藝　　2.8.3 N437BY合金渦輪盤的模鍛工藝　　2.8.4 GH4133B合金渦輪盤的模鍛工藝　　2.8.5 GH4133B合金承力環(huán)模鍛工藝的數(shù)值模擬　　2.8.6 GH4049合金及其葉片模鍛工藝　　2.8.7 A286合金連桿的模鍛工藝及其經(jīng)濟(jì)分析　　2.8.8 鈷鉻鉬合金人工髖關(guān)節(jié)股骨柄的精鍛工藝　2.9 關(guān)于高溫合金盤件模鍛工藝方法的探討　　2.9.1 關(guān)于改進(jìn)我國高溫合金盤件模鍛工藝方法的探討　　2.9.2 高溫合金噴射沉積成形制坯及其模鍛工藝　參考文獻(xiàn)第三章 鈦合金及其鍛造技術(shù)第四章 不銹鋼及其鍛造技術(shù)第五章 鋁合金及其鍛造技術(shù)第六章 鎂合金及其鍛造技術(shù)第七章 銅合金及其鍛造技術(shù)附錄1 加工銅及銅合金化學(xué)成分和半成品形狀附錄2 中外銅及其合金牌號對照

章節(jié)摘錄

插圖：1.1.3.2 國防工業(yè)中的應(yīng)用飛機(jī)等各種飛行器的主要零部件多由特種合金制成，其他武器裝備的關(guān)鍵和重要零部件也有許多由特種合金制成，其中絕大部分都是鍛件。鋁合金在第二代和第三代戰(zhàn)斗機(jī)中的用量分別為80％和60％～65％，民航客機(jī)和運輸機(jī)結(jié)構(gòu)質(zhì)量的80％為鋁合金，即使最先進(jìn)的B-777飛機(jī)，鋁合金仍然占結(jié)構(gòu)重量的70％。其中變形鋁合金及其鍛件主要用于制造飛機(jī)蒙皮、桁條、隔框、壁板、翼肋、翼梁、尾翼、支臂、起落架支撐零件以及發(fā)動機(jī)風(fēng)扇葉片、葉輪和鉚釘?shù)攘悴考Ｃ绹谒拇鷳?zhàn)斗機(jī)F22的鈦合金及其鍛件的用量已高達(dá)41％，主要應(yīng)用于隔框、主翼梁、后梁、水平尾翼轉(zhuǎn)軸等部位，其中機(jī)身上用量最多，占后機(jī)身結(jié)構(gòu)質(zhì)量的55％；該機(jī)機(jī)身隔框Ti-6Al-4V鈦合金模鍛件的投影面積達(dá)到5.5 3m2，后機(jī)身發(fā)動機(jī)機(jī)艙框架Ti-6Al-4V鈦合金模鍛件的投影面積達(dá)到5.1 6m2，是迄今為止世界上最大的兩個模鍛件。高溫合金和鈦合金分別占先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)總質(zhì)量的55％～65％和25％～40％，其中主要的、也是最重要的是鍛件。高溫合金主要用于航空和航天發(fā)動機(jī)的渦輪盤、壓氣機(jī)盤、葉片和機(jī)匣以及渦輪、燃燒室和加力燃燒室的火焰筒、機(jī)匣、軸、噴嘴、隔熱板、承力環(huán)及緊固件等熱端部件；現(xiàn)代航空發(fā)動機(jī)渦輪盤和壓氣機(jī)盤全部由高溫合金和鈦合金鍛件制成；每臺現(xiàn)代航空發(fā)動機(jī)大約有3000件葉片，其中大約90％由鈦合金和高溫合金精鍛件制成。馬氏體不銹鋼和馬氏體一鐵素體雙相不銹鋼及其鍛件主要用于航空發(fā)動機(jī)機(jī)匣、軸、閥門和軸承及發(fā)動機(jī)的壓氣機(jī)葉片、盤等。奧氏體不銹鋼及其鍛件廣泛用于航空、航天和原子能機(jī)械的容器、燃油管、液壓管道、濾網(wǎng)、散熱片及殼體等耐腐蝕零部件。變形鋁合金和鎂合金及其鍛件主要用于制造飛機(jī)蒙皮、壁板、艙門、框架、輪轂、機(jī)匣和炮架梁以及儀表殼體等零部件。

編輯推薦

《特種合金及其鍛造》：以特種合金特性及其工藝性能為切入點，論述了鍛造工藝性能與制定鍛造工藝參數(shù)和選擇設(shè)備的關(guān)系及其對鍛件質(zhì)量的影響。每章還分別介紹了軍、民用典型鍛件的鍛造實例。中國鍛壓協(xié)會成立于1986年7月，是全國一級社團(tuán)法人單位，是鍛造和沖壓企業(yè)的行業(yè)組織。中國鍛壓協(xié)會服務(wù)于行業(yè)、服務(wù)于企業(yè)、服務(wù)于政府，是政府與企業(yè)間的橋梁紐帶.旨在促進(jìn)行業(yè)交流、進(jìn)步與繁榮，為行業(yè)的共同利益服務(wù)。為鍛造行業(yè)出版一批適應(yīng)行業(yè)發(fā)展和滿足企業(yè)需求的鍛造專業(yè)書籍是協(xié)會組織編撰《鍛件生產(chǎn)技術(shù)叢書》的出發(fā)點和歸宿點。在歷時兩年多的編撰過程中，共有90余位來自企業(yè)，高校和科研院所的專家、學(xué)者和工程技術(shù)人員參與其中，秉持博采眾長、百花齊放的原則，從多層面、多角度展現(xiàn)鍛造生產(chǎn)中的各個領(lǐng)域和環(huán)節(jié)，真正作到有的放矢為企業(yè)讀者帶來更多實戰(zhàn)經(jīng)驗和享受。中國有句古語：授人以魚，不如授之以漁。希望本套叢書能夠成為助力鍛造企業(yè)取得更大進(jìn)步和發(fā)展的良師益友，成為助力中國鍛造行業(yè)走向更大輝煌的階梯。

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