铜钛合金是铜和钛组成的一种合金.其中钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构 金属 ，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、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，耐蚀钛合金和高强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的影响可分为三类： 　　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种。  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。通常规定钛中氧和氮的含量分别在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，一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、导弹和高速飞机的结构件。 

前些时间，笔者以“中国再生铝产业2015形势预测”为题，报道了中国再生铝业的现状及未来发展方向。报道显示，历经数十年的中国再生铝业目前基本上还是初级铸造合金锭。高端变形铝合金尚处于探索阶段，拓展产品品种，将是中国再生铝业今后发展方向。历经数十年发展，然而中国再生铝产业，迄今为止只能生产初级铝合金锭，发人深思。　　　　（一）30年前出现的由铝硅钛三元合金配制的含钛0.6%上下的铝硅共晶合金，用于汽车发动机中的活塞、缸体、缸盖等零部件制作，经试验室试验，工业性试验，以及5万、15万公里行车试验，结果合金有以下优点：有良好的细化结晶组织作用、较高的耐热性、较高的耐磨性；能使活塞使用寿命延长35%左右，合金经济效益明显。由河南省科技委员会发布的鉴定证书注明ZL108T活塞合金技术规格、合金化学成分如下（%）：Si:11-12,Cu:1.4-1.6,　　　　Mg:o.6-0.8,Mn:o.5-0.7,Ti:0.5-0.6,Fe:0.4-0.5,Al余量。　　　　来自全国26个单位派出技术专家34人，参与鉴定，其中多家汽车制造厂、拖拉机厂、活塞厂及内燃机配件制造厂、汽车研究机构等。鉴定具有很高的专业性、权威性。与此同时产出的铝硅钛亚共晶变形合金，经过专业机构测试，其机械性能接近LD2,可作为LD3代用品，广泛应用于建筑业、运输业等诸多部门，市场空间不可限量。虽然上述产品因其生产方式、生产方法不科学，严重破坏电解工艺、损坏电解槽，被放弃、禁用，未能产业化，但产品的优越性、广泛适用性，仍然给人留下深刻的印象。以铝土矿直接电解，违规蛮干，严重破坏电解工艺，伤损电解槽被放弃禁用，理所当然，但铝硅钛三元合金，不应被忽视，应探索、研发其它方式、方法进行生产。　　　　事实证明，对矿石进行改性加工处理，使其理化性能适应电解工艺要求的复合氧化铝，作为电解添加剂，与氧化铝混配进行电解，经试验室试验，可以在保持电解工艺正常运行的条件下，产出含有少量钛及硅的铝硅钛三元合金，可用于再生铝深加工，可以产出上述ZL108T的活塞合金和亚共晶变形合金。可惜此法竟无人问津，长期被忽视。我国再生铝产业步履蹒跚数十年，只能生产初级铸造铝合金锭。　　　　除了电解法之外，还可以采用其它方式、方法。例如电热法、碳热法、化学置换法等。关键是要有创新发展思维理念和意愿，能勇于开拓创新。在诸多方法中，电热法产业化已有先例。可炼制含钛高硅的铝硅合金，以再生铝、废杂铝稀释较为有效、便捷、科学合理。如果能使再生铝产业与电热法结缘伴行，或将是再生铝产业转型升级、迅速产出高级铸造合金、高端变形合金的较强劲有力的引擎，使再生铝迅速走出低谷，由弱转强，面目一新。为此，笔者就电热法略述拙见如下。　　　　（二）电热法炼制铝硅钛合金工艺过程中，有些重要环节必须妥善处理，倘漠然置之，就会遭到挫折和失败，国内外此类事例比比皆是。上世纪60年代，我国抚顺、本溪、唐山、上海等地都曾试过电热法炼制铝硅合金，无一例外，都因忽略了炼制铝硅合金的某些环节的特殊要求，先后放弃了试验。其主要原因，一是炉子选用不当，冶炼工艺事故频频，无法正常生产；二是炉料配备粗放随意，产出合金含铁高，用途受限。同时球团耐热强度不高，造碴多，涨炉底事故频频发生。　　　　与大多数矿热还原工艺不同，炼制铝硅合金有其特殊性，有特殊要求。首先，它要求反应区能量密度足以保证产出的合金能连续不断、及时地从出口顺利淌出，而且保持均衡稳定；要求反应区温度能稳定保持在2050℃~2200℃之间，温度低了反应不完全造渣多，温度高了还原金属特别是铝会大量挥发；要求物料成分尤其是还原剂成分稳定，保持反应区导电率稳定；工艺过程炉料要均匀下移，在合金及时排出的同时，CO及碴也及时均匀排出；要求电极能埋得深，电极消耗保持均衡；总之，反应区各项工艺要素、电制度、热制度平衡而不紊乱。　　　　长期试验研究和生产实践证明，虽然大功率三相矿热炉也能取得较好的技术指标，但与单相单电极炉相比却相形见绌，因而单相单电极炉应是优选。用三相三电极矿热炉炼制铝硅合金时，各项消耗指标都偏高，而且经常发生熔炼工艺紊乱，尤其是功率小的炉子，无法正常生产，勉强维持，产出的合金含铝量也达不到要求，究其原因主要是：　　　　（一）小功率三相炉，三根电极三个反应区，即便较大的6300kVA炉子，每相功率也只有6300/3kVA，显然反应区的能量密度太小，产量小，无法连续出炉，还原金属尤其是铝在炉子内停留时间过长，大量挥发，产率低，合金中铝含量少，只能达到30%~35%。（二）三相炉电抗大，功率因数低，一般只有0.78~0.88，加以功率小，相对地炉壁、炉面、炉底散热面积大，热效率低，电耗高。　　　　（三）炼制铝硅合金，工艺要求采用低电压大电流，这时有效电阻及无功电阻值在不断变化，无法做到三相功率完全一致，三个反应区能量密度均衡，为了消除这种不均衡状态，就要经常变动变压器二次相序，迫使停电，破坏了熔炼工艺，金属产率低，电耗增加。与单相单电极炉比较，铝及硅的损失都大，　　　　（四）三相电炉因三相功率不均衡，需要调整，致使三根电极上下移动频繁，反应区能量密度均衡遭破坏，各项工艺要素也随之变坏，还原反应无法快速、完全地进行，生产出现紊乱，炉子经常处于不满负荷状态。　　　　（五）三相电炉三根电极之间产生分流，这不但降低了反应区的能量密度，还使炉子上部的温度升高，降低了炉料电阻，迫使电极埋入深度变浅，导致难熔物SiC、Al4C3积存于炉底，造成塌料、涨炉底事故，无法正常生产，直至较终被迫放弃生产。　　　　认真总结经验，同时并参考国外经验，不难得出结论，电热法炼制铝硅合金，确实有其特殊性，有一定难度，但如果炉子选用得当，炉子具备了炼制铝硅合金所必备的功能，炼制铝硅合金是完全可行的。前苏联数十年的经验证明，炉子的功率必需保证反应区能量密度足够大，足以保证每分钟的产量达到连续出炉同时带出积存于炉底部的碴，三相炉的有功功率通常是13000kVA以上，单相单电极炉的有功功率通常是10000kVA以上。　　　　在选用三相炉时，16500kVA以上的炉子，为了使三相有功功率保持平衡，反应区能量密度均衡稳定，建议采用二次低压补偿装置（西安瑞弛冶金设备公司首创），以使功率因数提高到0.93左右。如有适用调频装置，亦应采用。在采用三相能量平衡装置时，可使三相能量保持平衡，相电压50~55V以使低电压大电流。　　　　在选用单相单电极时，增设调频柜，可使电耗降低7%~10%，功率因数达0.93上下。在利用闲置矿热炉时，功率6300kVA的炉子改造后功率可增大1.58倍，不属国家规定淘汰之列，新建10000kVA以上单相单电极低频炉，建议采用8927416X专利技术。旧炉改造可采用两种方式：交-直-交-低频方式，十二相同步-逆变-低频方式。　　　　8927416X专利技术特点在于，炉体安装在炉底平车上，炉膛内安装有一根自焙电极，采用低频交流电源。炉体外装有可绕炉体移动的扒皮车。炉底平车置于基础上，车板上设有多条钢轨，炉体放在钢轨上，炉底平车的移动由油缸和管路组成液压系统控制，可使炉体沿炉口方向移动，以改变电极在炉膛中的位置。电炉采用的交流电源，是三相电源采用整流、逆变电路技术后，构成的单相低频交流电源，亦即将三相市电经变压器变压，再经可控硅整流、逆变后，构成单相低频交流电源。扒皮车由车体及设于车体上的电焊机、扒皮夹子、汽动装置组成、车轮放在炉体外侧的圆形轨道上。　　　　把三相矿热炉改造成单相单电极炉，采用交-直-交-低频方式，与8927416X专利技术不同之处是，所利用的闲置矿热炉原有炉体是固定的，而电极是可移动的，可以根据工艺需要随时改变其与出口之间的距离。采用十二相同步-逆变-低频方式时，原有炉体也不变，只将固定电极装置改为可移动，原有变压器留用，其接线为A/Y，需再添一台Y/Y性能变压器，组成十二相同步-逆变-调频交流电源，功率增大2/1.265倍。用上述两种方式改造的炉子，所用电极的直径正好与原有炉体的直径相适应。炉子具有的电气特性，完全符合炼制铝硅合金的工艺要求。　　　　两台6300kVA经改造的单相单电极低频炉，其产量高于一台普通16500kVA三相炉子的产量，其创造的技术、经济效益更优于后者。前苏联长期实践经验证明，采用单相供电的六根电极排成一行的长方形电炉，炼制铝硅合金较有发展前途，它具有良好的工艺与电气特性，功率因数提高5%~7%，电耗下降15%。　　　　鉴于各地多有闲置三相矿热炉，建议选择条件好的炉子，就地（或移地）加以改造，将其改造成为单相单电极低频炉。改造后的炉子将具有诸多优点。现以6300kVA三相炉子，以十二相同步——逆变——低频方式改造为例，加以说明：　　　　（1）改造后的炉子，功率增大为9960kVA，完全可保证连续出炉的工艺要求。　　　　（2）利用原有炉体、设施，可节省大量投资，并不难在3~5个月内投入生产。　　　　（3）由于单相单电极能量密度大，反应区各项技术要素稳定，温度易于控制在所要求的2050℃~2200℃之间。　　　　（4）由于只有一根电极，消除了电极间分流，电极埋入深度大，保证了电流通过电弧直达炉底，反应区能量密度衡定，还原反应正常进行，提高了热效率，减少了热损失。　　　　（5）改造后的炉子电极与出炉口之间距离可调整（电极可移动）温度高，保证了还原金属及炉渣及时排出，金属收率提高，同时中间产物SiC、Al4C3等难熔物较易被Al2O3还原，避免涨炉底现象发生。　　　　（6）一根可移动电极，可保持电炉满负荷运行，功率利用率可达100%，必要时改变电极与出炉口之间的距离，超负荷运行，可利用“平谷峰”电价制度，于夜间（谷时）多用电，以降低平均电价。　　　　（7）由于一根电极，暴露于空气中炉料中面积小因而消耗少，铁质电极壳相应消耗少，有利于降低合金含铁量。　　　　（8）一根电极便于调频柜安装、维护，而低频的应用与推广，是国家节能措施，将工频50Hz调低为0~3Hz，可以减少大电流线路的电抗，节能降耗。频率0~3HZ具有直流的功能，功率分布合理，不偏弧，电流集肤效应减少，均匀流过电极，温度高而平稳，原料还原率高，电磁搅拌力大，微粒渣反复碰撞形成大颗粒，易于分离，使合金中混渣少，质量高，并有利于合金精制。　　　　（9）单相单电极低频炉，不但优于三相炉，也优于直流炉。直流电炉2/3的功率在阳极（炉底），由于热量过于集中，不能充分利用，并造成局部过热，导致还原金属大量挥发，使金属收率降低，电耗增大。国外使用直流炉炼制铝硅合金，每吨合金耗电15000度以上，国内在炼制工业硅时每吨硅耗电竟高达16500度，而低频炉可使电耗低于13000度/吨合金。（10）一根电极，消除了三相三根电极的三角区，便于操作，特别是便于机械化、自动化改造，也便于采用中空电极，用氮气将氧化铝、刚玉或高铝矿粉与炭粉吹进反应区，使其直接反应，以提高合金中铝含量。　　　　（11）单相单电极低频炉较三相炉排出烟尘少30%，噪音小，利于环保达标，利于粉末提纯加密技术的应用，实施无废料废渣生产。　　　　一座改造后的10000kVA单相单电极低频矿热炉，可年产含钛铝硅合金约6000吨，按每kVA计算的年产量约为普通三相炉1.3倍。改造一台6300kVA三相炉为10000kVA单相单电极低频炉，所投资金不难在投产后一年内收回。　　　　正是由于单相单电极炉的优越功能，上世纪40年代，前苏联一种被称为‘米格炉’的单相单电极炉风行一时，但由于对电网干扰大被禁止。我国在上世纪50年代由前苏联帮助建造的供炼硅用5000kVA单相双电极矿热炉，采用连续出炉工艺吨硅单耗可较三相炉低约10%以上。单相单电极炉较三相三电极优势明显。然而迄今为止国内尚未有以单相单电极炉成功炼制铝硅合金案例，注重点仍倾向于大功率三相三电极炉，两家规模企业以铝硅合金立项，建造的功率16500kVA矿热炉，投产后都转产铁合金。另外多家试炼制过铝硅合金的企业，所选矿热炉都是三相三电极炉，因而在优选单相单电极炉同时，不可忽视三相三电极炉。三相三电极炉经技术改造后，完全可以适应炼制铝硅合金的工艺要求。例如有功功率大于13000kVA的炉子，采用二次低压补偿，增设三相平衡自动调整装置和调频柜后，按低电压大电流要求相电压控制在50V~55V之间，反应区下移电极埋入深，使反应区能量达到较佳限度，满足冶炼工艺要求，炼制出合格合金，使冶炼工艺运行正常稳定。　　　　至于炉料制备，必须按确定的Al2O3/SiO2(以下以A/S表示)平衡配料，严格按操作规程进行，这是炼制铝硅合金、铝硅钛合金工艺得以正常进行的必备条件。炉料需经加工清除其中有害杂质，在所有杂质中较为有害的是Fe2O3，而合金中铁的含量很大程度决定合金的市场竞争力。含铁过高，用于稀释的原铝（或再生铝、废杂铝）的量加大，配制的合金成本高，利润降低。因此，要求在炼制的合金成本不增加的前提下，含铁愈低愈好，为此特别限定合金的含铁量，一般不超过1.5%。　　　　在限定炼制铝硅合金铁含量的条件下，对原料选用、加工方法，特别是除铁方法的选定，必须做足文章，因为这涉及到市场供求如物料价格高低、加工费用大小，加工难易程度，以及国家政策要求等诸多方面因素的综合分析、评估等。比方河南的氧化铝工业，由于实施选矿—拜耳工艺流程，副产大量尾矿，为使尾矿资源化，获得国家免税待遇，可选用除铁尾矿作原料，也可以废弃低铝硅比铝土矿，经除铁、除杂后，用以炼制铝硅合金，两者都具有量大质优特点；山西省资源条件更为优越，高岭土普遍含铁低，平均在0.3%上下，朔州、忻州等高铝煤产地，排放的高铝粉煤灰、煤矸石更为可贵。平朔二矿所产粉煤灰中Al2O3含量达47%，Fe2O3含量只有0.44%，不需要除铁加工。另外，怀仁某煤矿所产煤灰粉中Al2O3含量高达54.22%，A/S1.59，而Fe2O3含量为0.8%，如用作电热炼制铝硅合金原料，也不需要除铁加工，怀仁所产洗选矸不需要添加含Al2O3物料，还原剂可选用洗选精煤，完全可以在煤上多下功夫。此外内蒙古、陕北等地也有高铝煤矸石、粉煤灰产出，托克托电厂排放的粉煤灰Al2O3含量达54.77%，SiO2：36.5%、A/S1,51、Fe2O3含量2.29%，经高梯度磁分选可降至0.6%，无需添加含Al2O3物料，可直接用以制团。实际上，全国可资源利用的炼制铝硅合金原料可谓取之不尽，用之不竭。　　　　原料制备的另一个重要环节是制团工艺。球团要求细度、导电度、机械强度、孔隙度等要充分满足冶炼工艺要求，球团耐热强度决定冶炼过程造碴多少的决定因素，耐热强度必须保证球团顺利进入反应区。正常运转时约有14%~17%的残碴形成，其成分主要是多铝红柱石（3Al2O3.2SiO2）、刚玉、六铝酸钙（Ca.6Al2O3）、SiC、AlOC等，通常在连续出炉时被带出炉外，返回流程，如果球团耐热程度不够，造碴过多无法及时排出炉外，会引发涨炉底事故，事故频发会造成无法正常生产。　　　　总之，性能优越适用矿热炉，优良合格球团，是炼制铝硅合金的必备条件，不可漠然置之。　　　　（三）除了上述通用方式，还可创新其他探索方法，例如炼制铝硅钛合金或铝铁合金使其分离制取含铁低，并含有其他有益成份的铝合金或含有少量铝的铁合金，而产出的含有少量硅、钛的铝合金，与再生铝、废杂铝熔配如同上述成分的铝硅亚共晶变形合金。　　　　上世纪90年代，我国铝硅铁首创焦作李封铁合金厂，去前苏联参观访问回国后即试验电热法炼制铝硅铁合金一举成功，投产后头3天炼出的合金成分如下：　　　　如果能使铁含量保持到10%或以下，运用振动法、重力离心法、或水淬—磁选法，或可能把铁含量降至2%~3%，含铁2%~3%的铝硅合金与适量再生铝或废杂铝熔配，可配制出含铁0.7以下，含钛适量的铝硅亚共晶变形合金，合金机械性能，经测试与LD2接近，可作为LD2的代用品广泛应用于建筑业、运输业等方面，从而使产能过剩的铝硅铁就可在自救的同时助推再生铝业转型升级脱困转强。　　　　可配制的铝硅亚共晶变形合金成份及测试结果如下：1.Al-6%Si-1%Ti合金可以轧制成板、挤压成各种规格的棒、管、型材等。勿需中间退火可直接将管毛料拉拔成一定规格尺寸的半成品。　　　　2.为保证得到具有较好综合性能的Al-6%Si变形铝合金，钛含量应该限制在0.5%~1.0%的范围较适宜。　　　　3.Al-6%Si-1%　　　　Ti合金板的机械性能，在冷变形状态下抗拉强度、屈服强度比工业纯铝高约5~7kg/mm2,延伸率基本相当：在退火状态时，Al-6%Si-1%　　　　Ti合金的抗拉强度比工业纯铝高约5kg/mm2,屈服强度略高，延伸率基本相同，与同样状态下的LD2合金相比，抗拉强度略低，延伸率相对较高。　　　　4.Al-6%Si-1%Ti合金挤压棒的机械性能，在退火状态下抗拉强度、延伸率比工业纯铝高，与同状态下的LD2合金棒之抗拉强度基本接近，但延伸率和硬度要略高些，断面收缩率约低15%有希望成为退火状态下LD2合金棒的代用材料。　　　　5.该合金成型性好，型材可一次弯成900角不裂。如与废杂铝熔配，废杂铝中铜、锌等金属有益无害。此外还有一种过共晶铝硅合金早已问世也应重视。　　　　关键仍是除铁，2%~3%的铁含量，在稀释硅的同时也被稀释。倘铁含量稀释不到位，再以重力离心法二次除铁，可将其清除到0.5%以下。　　　　研究表明，铝硅铁合金中三元相为：Fe2SiAl8、FeSiAl6、FeSiAl4,且在硅中溶解极小。用振动法、重力离心法、水淬-磁选法有可能把铁清除到2%~3%上下，自然混锌法亦可一试。不论哪种方式，产出的副产品都可再利用，其经济效益仍可维持高位。　　　　利用铁在高温时能有效抑制铝的挥发，碳热法炼制铝硅合金，也是一个可行的选项。国外许多国家都曾试验过。日本企业以高温间接加热法，以氧化铝、氧化铁粉、石墨粉按重量比60:15:25混合制团，在21500C高温下，保温30分钟，炼制出铝铁Fe/AL2.61的铝铁合金。由于铁在铝中固溶度受熔体温度左右，低温时固溶度随之降低，共晶温度时降至0.03%~0.05%，其时铁呈原子团存在而不紊乱，可以多种方式予以清除；由于铁不熔于锌和铅也可以混锌法、混铅法进行处理。上世纪80年代日本人还曾以高炉法进行试验，产出的合金含铝60%以上，含铁20%~25%，含硅10%~15%，虽然两种方式都未能产业化，但都有改进优化余地，具有一定参考价值。(王成之）

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）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。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丝、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，仍然为多元状态，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。 （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、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）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。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，仍然为多元状态，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。 （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、

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、制窗等加工工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铝合金型材重量。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点：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、便于工业化生产。 　　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，成本价格的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。

铝硅合金是一种以铝、硅为主成分的锻造和铸造合金。 一般含硅11%。同时加入少量铜、铁、镍以提高强度。密度2.6～2.7g/cm3。导热系数101～126W/(m·℃)。杨氏模量71.0GPa。冲击值7～8.5J。疲劳极限±45MPa。 　　铝硅合金有以下用途： 　　1、在含硅量超过Al-Si共晶点(硅11.7%)的铝硅合金中，硅的颗粒可明显提高合金的耐磨性，组成一类用途很广的耐磨合金。 　　2、用于制造低中强度的形状复杂的铸件，如盖板、电机壳、托架等，也用作钎焊焊料。 　　3、铝硅合金是一种强复合脱氧剂，在炼钢过程中代替纯铝可提高脱氧剂利用率，并可净化钢液，提高钢材质量。用铝脱氧的钢锭，一般称为，镇定钢，由于铝脱氧后会被氧化成氧化铝，氧化铝可以细化奥氏体晶粒，所以铝脱氧的钢具有较好的综合力学性能。 　　4、硅铝合金密度小，热膨胀系数低，铸造性能和抗磨性能好，用其铸造的合金铸件具有很高的抗击冲击能力和很好的高压致密性，可大大提高使用寿命，常用其生产航天飞行器和汽车零部件。

钛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的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，它同时还能够对机床的某些不足，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许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，不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个重要问题，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，硬质合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，会很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却远不能胜任。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。      不仅如此，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铣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，这一点很重要，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的化学反应继续进行(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层剥落。“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      即使在切削中切削速度、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 轴进给的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轴方向产生压缩，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好解决方案。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相当重要，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，都有会引发和加大振动；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，振动决定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之时，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工的生产效率，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够的刚度。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 将刀具设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出的“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，许多车间可能还不太熟悉。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。  新型富铝涂层      “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”分子含量继续增加，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铝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钛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行径向切入。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时间，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先生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，钛的比重仅是铁的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化物保护膜，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。钛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。钛与金属Al、Sb、Be、Cr、Fe等生成填隙式化合物或金属间化合物。

摘要本文说尽论述了钛及钛合金的材料特色及焊接性、并针对钛及钛合金焊接中易发生氧化、裂纹、气孔筹焊接缺点，进行了焊接性实验。能过对钛及钛合金焊接工艺规范的不断探索，以及对实验进程呈现的间题的合理分析，总结出钛及钛合金焊接工艺特色及操作办法。    一、钛及钛的分类及特色    国产工业纯钛有TA1, TA2, TA3三种，其差异在于含氢氧氮杂质的含量不同，这些杂质使工业纯钛强化，可是塑性明显下降。工业纯钛虽然强度不高，但塑性及耐性优秀，尤其是具有杰出的低温冲击耐性;一起具有杰出的抗腐蚀功能。所以，这种材料多用于化学工业、石油工业等，实际上多用于350℃以下的工作条件。    依据钛合金退火状况的室温安排，可将钛合金分为三种类型:    om钛合金、(W+因型钛合金及B型钛合金。    理钛合金中，运用较多的是TA4、TA5, TA6型的Ti一AI系合金和TAY, TA8型的Ti+AI+Sn合金。这种合金室温下，其强度可到达931N/m2,并且在高温下(500℃以下)功能安稳，可焊性杰出。    B型钛合金在我国的运用量较少，其运用范围有待进一步扩展。    二、钛及钛合金的焊接性    钛及钛合金的焊接功能，具有许多明显特色，这些焊接特色是因为钛及钛合金的物理化学功能决议的。　　     2.焊接接头裂纹问题    钛及钛合金焊接时，焊接接头发生热裂纹的可能性很小，这是因为钛及钛合金中5,P, C等杂质含量很少，由5, P构成的低熔点共晶不易呈现在晶界上，加之有用结晶温度区间窄小，钛及钛合金凝结时缩短量小，焊缝金属不会发生热裂纹。    钛及钛合金焊准时，热影响区可呈现冷裂纹，其特征是裂纹发生在焊后数小时乃至更长时刻称作推迟裂纹。经研讨标明这种裂纹与焊接进程中的分散有关。焊接进程中氢由高温深池向较低温的热影响区分散，氢含量的进步使该区分出TiH2量添加，增大热影响区脆性，别的因为氢化物分出时体积胀大引起较大的安排应力，再加上氢原子向该区的高应力部位分散及集合，致使构成裂纹。避免这种推迟裂纹发生的办法，首要是削减焊接接头氢的来历，发票时，也呆进行冥空遏火处理。    3.焊缝中的气孔问题    钛及钛合金焊接时，气孔是常常碰到的问题。构成气孔的底子原因是因为氢影响的成果。焊缝金属构成气孔首要影响到接头的疲劳强度。    避免发生气孔的工艺办法首要有:    (1)、维护氖气要纯，纯度应不低于99.99%    (2)、彻底清除焊件表面、焊丝表面上的氧化皮油污等有机物。    (3)、对熔池施以杰出的气体维护，操控好气的沛量乃流速，避免发生紊流现象，影响维护作用。    (4)、正确挑选焊接工艺参数，添加深池停留时刻运用权于气泡逸出，可有用地削减气孔。[next]    三、钛板手艺钨板弧焊焊接实验    钛及钛合金焊接生产中运用最多是钨板弧焊，真空充焊接办法运用也很遍及。弧焊的电弧在气流的维护与冷却作用下，电弧热量较为会集，电流密度高，热影响区小，焊接质量较高。    1.钛及钛合金焊接时，当温度高于500'C -700℃时，很4y易OA收空气中的气、氢和氮，严峻影响焊接质量。因而，钛及钛合金焊接时，对熔池全面及高温部信(400℃650℃以上)的焊缝区有必要严加维护，为此，钛及钛合金焊接时有必要采纳特殊的维护办法，即选用喷尺度较大的焊矩，以扩展气体维护区面积，当喷嘴缺乏以维护焊缝及近缝区高温金属时，需附充维护拖罩。    焊缝和近缝区色彩是维护作用的标翅。雪白色表明维护作用最好，黄色为细微氧化，一般是答应的。表面色彩应契合表(封规则 考虑到工程运用的实用性、高效性，咱们先制备了一个简易拖罩。如图(a)，气从进气口进入散布管，穿过散布管孔直接进入维护区。选用这种拖罩，焊接维护作用不是很好，焊道呈深蓝色。据分析是气流从散布管直接进入维护区。气流不是很均匀、平稳，使高温焊道维护欠好被氧化。因而咱们进一步改进了拖罩的结构，如图(b)，气从进气孔进入散布管后经拖罩顶部下返;穿过多孔板，多孔板首要起气筛和散布的作用，使气活动更平稳，焊接维护作用较好，焊道呈银色或江黄色。拖罩长充L为40飞。m原料为黄铜。    钛及钛合金弧焊时，还应留意焊道的北面维护，考虑到焊接变形，咱们选用开槽固定铜垫板的办法进行充维护，为了使焊道反面行到充沛维护，又在糟中加一多孔铜管，使氛气经铜管孔均匀的进入维护区，维护作用杰出，焊道反面呈雪白色。    手艺钨板弧焊焊接工艺及参数的挑选    (1)焊前预备焊件和焊丝表面质量对焊接接头的力学功能有很大影响因而有必要严厉整理。铁板及钛焊丝可选用机械整理及化学整理两种办法。    1)机械整理对焊按质量要求不高或酸洗有困难的焊件，可用细砂纸或不锈钢丝刷擦洗，但最好是用硬质合金黄色刮削钛板，去除氧化膜。    2)化学整理焊前可先对试件及焊丝进行酸洗，酸洗液可用HF5% HH0335%的水熔液。酸洗后用清水冲刷，烘干后亚即施焊。或许用、乙醇、四氢化碳、甲醇等擦洗钛板坡口及其两边(各50m内)、焊丝表面、工夹具与钛板触摸的部分。    (2)焊接设备的挑选钛及钛合金金钨板弧焊应选用具有下降外特性、高频引弧的直流弧焊电源，且推迟递气时刻不少于15秒，避免焊遭受到氧化、污染。    (3)焊接材料的挑选    气纯度应不低于99.99%,露点在一40℃以下，杂质总的质量分数&1士』。.001%,当气瓶中的压力降至0.981MPa时，应停止运用，以避免影响焊接接头质量。准则上应挑选与根本金属成分相同的钛丝，有时为了握高焊缝金属塑性，也可选用强度比根本金属稍低的焊丝。    (4)坡口方式的挑选    准则尽量削减焊接层数和焊接金属。跟着焊接层数的增多，焊缝累计吸气置添加，以致影响焊接接头功能，又因为钛及钛合金焊接时焊接熔池尺度较大，因而试件开单VE270 80。坡口。    (5)试件组对及定位焊    为了削减焊接变形，焊前进行定位焊，一般定位焊距离为100 150.,长度为1015。定位焊所用的焊丝、焊接工艺参数及气体维护条件应与焊接接头焊接时相同。    (6)焊接参数挑选    咱们经过对不同工艺下的焊接接头功能的比照，探索出较适宜的焊接工艺规范。[next]    工艺(1)，焊接电流为150A, 170A, 180A,按此参数施焊，焊接接头表面、呈现出深蓝、金素色，阐明接头氧化较严峻，不契合技能要求，此工艺不可取。    工艺(2)，焊接电流相对下降为120A, 150A, 160A,按此参数施焊，焊缝表面呈现出金紫、深黄色，鹉寸线探伤无缺点，但机械功能曲折实验不合格，阐明焊接接头塑性明显下降，达不到技能要求，此工艺相同不可取。    工艺(3)，焊接电流为95A, 115A, 120A,按此参数施焊，焊缝表面呈雪白、浅黄色，鹉寸线探伤无缺点，但机械功能曲折实验合格、拉伸强度也契合要求，焊接接头功能到达技能要求，此工艺比较适宜。    钛及钛合金焊接时，都有晶料粗大倾向，直接影响到焊接接头的力学功能。因而焊接工艺参数的挑选不只需考虑到焊缝金属氧化及构成气孔，还应考虑晶粒粗化要素，所以应尽量选用较小的焊接热输入，工艺(封、(2)，因为焊接规范较大要素，构成接头氧化比工艺(3)严峻。且微观金相实验成果标明，接头晶粒粗化程度也比工艺(3)严峻。所以焊接接头力学功能较差。    气体流量的挑选以到达杰出的维护作用为准，过大的流量不易构成安稳的层流，并增大焊缝的冷却速度，使焊缝表面层呈现较多的时目，以致引起微裂纹。拖罩中的气流量缺乏时，焊缝呈现出不同的氧化色泽;而流量过大时，将对主喷嘴的气流发生搅扰作用。焊缝反面的气流量也不能太大，否则会影响到正面第一层焊缝的气体维护作用。    初钛及钛合金手艺钨极弧焊操作办法    1)手艺弧焊时，焊丝与焊件间应尽量坚持最小的夹角(10150)。焊丝沿着熔池前端平稳、均匀的送入熔池，不得将焊丝端部移出气维护区。    2)焊接时，焊根本不作横向摇摆，当需求摇摆时，频率要低，摇摆起伏也不宜太大，以避免影响气的维护。    3)断弧及焊缝收尾时，要继续通气维护，直到焊缝及热影响区金属冷却到350'C以下时方可移开焊。    l)质量检验    封外观查看契合GB/T13149一91,    2)射线深伤契合JB4730一94,    3)力学功能实验契合GB/T13149一91,    四、定论    1、钛及钛合金焊接的气体维护间题是影响焊接接头质量的首要要素。    2、钛及钛合金焊接时应尽量选用小的热输入。    3、TA2手艺钨极弧焊时，应严厉操控氢的来历，避免冷裂纹的发生，一起应留意避免气孔的发生。    4、只需严厉依照焊接工艺要求施焊，并采纳有用的气体维护办法，即可取得高质量的焊接接头。

铝硅玻璃中的Al2O3和SiO2含量很高，具有较好的化学稳定性、电绝缘性、机械强度以及较低的热膨胀系数，可用于加工制造卤灯玻壳、无碱基片、无碱玻纤维及化工管道等，是一种用量较大的特种工业玻璃。　　铝硅玻璃组成选用Li20-A1203-Si02系统，采用压延法生产，厚度为6-20㎜，具有透明度高，适宜化学钢化等特点的玻璃。　　主要性能指标　　透过率：91.8%(8㎜)　　折射率：1.5325(黄光)　　软化温度：600℃　　抗弯强度：450-500Mpa　　膨胀系数：50X10-7/℃(20~100℃)　　抗热冲击温度：250~300℃　　作用　　广泛应用于：钢铁、冶金、石油化工、电厂、半导体、新型光源、精密光学仪器、航空、军工、仪表、印染、锅炉厂等高压机械设备。　　玻璃颜色　　无碱铝硅酸盐玻璃一般是无色透明的，有时也有略点浅黄色。　　规格尺寸　　耐高压铝硅玻璃产品是一种比较特殊的产品，一般可以加工成圆形视镜、方向视镜和长条型玻璃板等　　圆形视镜：Φ25mm~Φ200mm　　方形视镜：20mm×20mm-150mm×250mm　　长条形玻璃板：一般常用尺寸是250×34×17mm、280×34×17mm、320×34×17mm这一系列尺寸，最长可达400mm　　发展趋势　　由于成分中不含助熔的碱金属氧化物，并且A2O3和SiO2含量较高，无碱铝硅玻璃的熔制十分困难，玻璃中的气泡和条纹不易排除。目前国内该种玻璃的熔化均采用铂坩埚进行连熔或单埚生产。这种生产方式大大增加了无碱铝硅玻璃的成本，并给异形(管材、薄片等)产品的成形带来了较大困难，致使无碱铝硅玻璃的运用收到了较大的限制。　　为了解决上述问题，满足国民经济发展对铝硅玻璃品种和产量的需求，建立规模经济——提供产量，降低成本，成为该玻璃应用开发的发展趋势。　　要形成规模经济，首先应解决规模生产的熔窑问题。波歇炉是八十年代法国Bussy发明的一种可连续、也可间歇生产的新型高温电熔窑，。该熔窑为一金属罐体结构，用未完全熔化的配合料保持较低的炉顶温度，以冷淋态玻璃为池壁内衬，免除了耐火材料与玻璃液的直接接触，解决了高温状态下耐火材料的侵蚀及玻璃液的污染问题。波歇炉采用电极加热，炉内形成电阻发热区，玻璃液从中心高温区向外侧回流，中央温度可达2000℃，完全满足难熔玻璃对熔制温度的要求。国外许多厂家已采用该熔窑熔制无碱铝硅玻璃。　　除需解决熔制手段外，要形成规模生产还需加强对类玻璃工艺性能的研究，在成分钟不引人碱金属氧化物的情况下，通过碱土金属盒稀土金属氧化物降低玻璃的熔化温度，调整玻璃的料性，以此降低玻璃熔制和成形时，对熔窑、耐火材料和成形工艺的技术要求，从而提高规模生产的玻璃质量创造条件。