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為什麼合金越來越多

發布時間:2023-08-27 07:09:33

1. 為什麼鋼中合金元素的含量越高,淬火後的硬度也越高

(1)合金元素提高淬透性、淬硬性。

(2)合金元素大部分是碳化物形成元素,形成的一專次、二次碳化物硬屬度高,熱穩定性高。

合金元素在煉金屬的時候加入一定量一種或多種的金屬或非金屬元素可以獲得材料的特殊性能,如提高強度、改善抗氧化性能、提高塑性和工藝性能等。

(1)為什麼合金越來越多擴展閱讀:

合金化能改善金屬鈮性能,向鈮中加入合金元素可以獲得材料的特殊性能,如提高強度、改善抗氧化性能、提高塑性和工藝性能等。有兩類元素可以影響鈮的性能,一類是金屬元素,另一類是氧、氫、氮、碳等間歇元素。金屬元素主要是元素周期表中的ⅥB族元素Cr、Mo、W,V B族元素V和Ta,ⅣB族元素Ti、Zr、Hf以及Al、Si、Sn等。

它們可以一種或者多種金屬加入,形成兩元或者多元合金,其強化機理是依靠固溶強化、沉澱強化和加工硬化等來實現的。間歇元素是室溫下鈮的最強的強化劑,它們只有在存在有易於生成氧化物、氮化物、碳化物的元素(主要是Ti、Zr、Hf)時,才能對鈮的強度產生積極影響。

2. 為什麼現在鋁合金格柵用的越來越多有哪些優勢啊

鋁合金格柵現在已經慢慢替換了鋼格柵了,鋼格柵容易腐蝕,生銹,需要定期更換,使用壽命短,但是鋁合金格柵滿足了抗腐蝕,防銹,而且使用使命長,可長達15年左右,因此不用擔心更換的問題,但是鋁合金格柵的價格會比碳鋼的要高,相比之下,鋁合金格柵還是性價比比較高的,這也是越來越多人用到鋁合金格柵產品的原因。

3. 為什麼日常使用的金屬材料,大多數都屬於合金

因為純金屬總有很多的不足,如早喚叢鋁,鐵之類的陸櫻,純金屬的強度,硬度很低,不適合作構件。而一些金屬如鉻,鎳,鈦,鎢之類的要麼硬度太高,要麼很稀缺,除力學性能不足外價錢還非常貴。
但將這些材料按一定比例製成合金後,就可得到良好的力學性能和合適的成本,所以一般金屬材鏈森料都是合金產品。

4. 硬質合金的發展趨勢

由於中國實行積極穩健的宏觀經濟政策,國民經濟快速增長,硬質合金需求也高速增長。在硬質合金需求增長的同時,產量也在不斷增加,從2006年的1.45萬噸增長到2011年的2.4萬噸,年復合增長率達到10.60%。 韓國YesTool公司推出的「KRUZ」硬質合金機夾孔加工刀具,採用了硬質相晶粒分別為0.2+0.5+0.8μm的混合型高鈷(13%)超細晶粒度基體,使刀具基體材料的強度和硬度都有較大的提高,配以接近整體型鑽頭強度的機夾刀片幾何結構和夾緊方式以及獨創的鑽尖設計和高性能的氮化鈦(TiN)與氮鋁化鈦(TiAlN)納米物理塗層(PVD),不僅適用於加工軟質到硬質工件,甚至對極難加工的特殊材料工件,都能體現出優秀的切削性能。
瑞典山特維克可樂滿公司(SandvikCoromant)新推出的鋼材車削牌號GC4225、GC4235,採用了超細晶粒的梯度硬質合金基體,配以氮碳化鈦中溫化學塗層(MT-CVD)和細晶柱狀a-Al2O3化學塗層,表面則採用消除表面應力的後處理工藝,即通過噴丸處理去掉前刀面CVD塗層的拉應力表層(TiN),使露出表面的Al2O3的拉應力下降40%,內層塗層的應力下降20%,顯著改善了刀片的抗微崩刃性能和抗剝落能力,在提高刀刃完整性和可靠性的同時還提高了塗層表面的光潔度,降低了刀片與切屑之間的粘結性。GC4225可覆蓋從粗加工到精加工80%的應用領域,與一般的P25刀片比較刀具壽命可提高60%,生產效率提高33%,為鋼件加工的首選牌號。株洲鑽石切削刀具股份有限公司繼兩年前推出用於鑄鐵加工的YBD系列黑金剛牌號後,新推出的用於鋼材加工的第二代黑金剛系列牌號——YBC152和 YBC252也採用了表面富鈷的梯度硬質合金基體材料,配以厚層的纖維狀TiCN和細晶粒Al2O3的CVD塗層,具有極強的抗塑性變形能力和刃口強度,特別適合鋼材的高速加工。新一代黑金剛牌號刀片在相同切削條件下,可提高切削速度25%以上;在同樣切削速度下,刀具壽命可提高30%以上。在本次展會上推出表面富鈷梯度硬質合金基體材料新牌號的還有:美國Kennametal公司的通用材質牌號KU30T、Valenite公司的加工不銹鋼牌號VP5535、以色列ISCAR公司的適用於高速加工的改進型Al2O3MT-CVD復合塗層「a-TEC」系列(如:IC9150、IC9250、IC9350)牌號等。
在硬質合金中添加少量的元素可強化材料的硬質相和粘結相、凈化晶界並顯著提高材料的抗彎強度和沖擊韌性。日本住友電工硬質合金株式會社推出的ACE系列塗層牌號(AC700G、AC2000、AC3000),採用了加鋯(Zr)的硬質合金基體材料,使新牌號基體材料的紅硬性大幅度提高。日立工具技術株式會社新推出的HG系列塗層新牌號(HG8010、HG8025)則採用了所謂「三重鋯效果」的CVD塗層新技術,其「第一重鋯效果」就是在硬質合金基體材質中添加了鋯(Zr)元素,以提高基體的抗高溫變形能力;「第二重鋯效果」則是用細晶柱狀的鋯(Zr)塗層取代通常的MT-TiCN塗層,從而提高了塗層的抗氧化性;「第三重鋯效果」則是在塗層表面塗覆一層白色的鋯(Zr)塗層,以提高刀具表面的潤滑性、耐熱性和抗剝落性。這種新型塗層牌號刀片具有良好的耐熱性,特別適用於高效加工,與傳統刀片相比,可提高加工效率150%,降低加工成本20~30%。
超細晶粒硬質合金得到了越來越廣泛的採用。除上述幾家公司的新牌號採用了超細晶粒硬質合金基體外,Kennametal公司推出的新牌號KC5525、KC5510也採用了晶粒細化的高鈷硬質合金基體,擁有鈷含量達10%的超級細化晶粒的硬質合金基體,配以高鋁含量的TiAlNPVD塗層,使刀具在斷續切削時具有很高的刃口韌性的同時,又具有極強的抗熱變形能力。ISCAR公司推出的用於整體硬質合金立銑刀的「AL-TEC」塗層系列(如:IC900、IC903、IC908、IC910等)牌號,同樣採用了超細晶粒硬質合金基體,配以高鋁含量TiAlN(PVD)塗層,使其在銑削加工硬度高達60~62HRC的淬硬鋼時,與原有的IC903牌號相比,刀具壽命提高150%。Valenite公司的用於鑄鐵高速車削加工的VP1595牌號,也是在超細晶粒硬質合金基體上,採用MT-CVD塗覆18μm厚的TiCN/Al2O3/TiC塗層,後刀面則塗覆了一層灰色的TiC,以便於觀察刀具刃口的磨損情況和刀片轉位,該牌號在粗加工球墨鑄鐵時,加工效率比其它K05~K10牌號提高50%。 從上述新牌號可以看出,伴隨著基體材料性能的改進和提高,刀具塗層技術取得了更為迅猛的發展,中溫化學塗層、柱狀a-Al2O3化學塗層、高性能物理塗層、新型原子塗層、納米結構塗層、黃色三氧化二鋁化學塗層、白色鋯塗層、高鋁含量TiAlN塗層、TiSiN塗層、CrSiN塗層、AlCrSiN塗層、TiBON塗層等大量新型塗層呈現多樣化和系列化的趨勢,使硬質合金材料新牌號層出不窮,大大提高了硬質合金刀具的切削加工性能。
瑞典山高(SECO)公司繼兩年前推出TP1000、TP2000、TP3000三個高性能ISO-P類硬質合金塗層牌號後,新推出了號稱「新行業標准」的TP2500通用型ISO-P類硬質合金塗層新牌號,它是在山高公司新一代Triple-Zero基體材質上,採用了被稱為DurAtomic的塗層技術而形成的全新的硬質合金塗層牌號。DurAtomic塗層的a-Al2O3由原子長成,與通常的CVD塗層所生成的a-Al2O3相比,DurAtomic塗層具有更高的耐磨性和韌性。TP2500被設計成普通鋼件車削(ISOP15~P30)的首選牌號,也可作為ISOM20和ISOK30的補充牌號。據山高公司技術人員介紹,新的TP2500刀片可提高加工效率50%以上,提高刀具壽命300%以上。
德國藍幟金屬加工技術集團倍銳特公司(LMT-BOEHLERIT)利用中溫化學塗層技術開發出了「黃色氧化鋁復合塗層」技術,結合該公司新開發的Durotec齒狀過渡層技術,使黃色氧化鋁塗層和過渡層間在具有極好的粘合性的同時,又具有良好的散熱性,並推出了SteeltecLC215K和LC225K系列刀片牌號。SteeltecLC215K在切削鋼材時可以達到300m/min以上的切削速度,刀片壽命比現有其它刀片提高了30%。而SteeltecLC225K則在LC215K的基礎上進一步提高了刀片的韌性,使刀片使用壽命在原有的基礎上又延長了30%。
納米結構塗層(Nanocoating)技術迅速發展的塗層新技術,其塗層材料的晶粒度一般都在100nm以下,具有良好的切削性能。這次展會上,國內、外多家公司都有納米結構塗層新牌號推出。日本住友電工硬質合金株式會社推出的超級ZX塗層牌號(ACP200、ACP300、ACK300和AC530U),採用了相互交疊的總層數達1000層的超薄TiAlN與AlCrN納米級塗層,每層塗層的厚度約為10納米,大幅度提高了塗層表面的硬度和抗氧化性。與傳統的TiAlN塗層相比,超級ZX塗層的硬度提高了40%,開始氧化溫度也提升了200℃,從而提高刀具的加工效率1.5倍;在相同切削條件下,提高刀具壽命2倍。推出納米結構塗層新牌號的還有日本日立株式會社,該公司新推出的納米塗層ATH、ACS系列牌號與通常的TiAlN(PVD)塗層牌號相比,具有更高的硬度和耐氧化性,其耐氧化溫度達到1100℃,顯微硬度達到3600HV,可適用於從預硬鋼到淬火鋼的高速乾式切削加工。株洲鑽石切削刀具股份有限公司新推出的納米結構nc-TiAlN塗層新牌號(YBG102、YBG202、YBG302和YBG203)是在超細晶粒硬質合金基體表面塗覆2~4μm的納米TiAlN,該系列牌號覆蓋了鋼、不銹鋼、鑄鐵、耐熱合金、高溫合金、鈦合金等大多數材料的車削和銑削加工,具有廣泛的適應性。 在塗層中,通過晶粒細化技術來提高塗層表面光潔度,使塗層表面光滑,以提高塗層刀具抗摩擦、抗粘結的能力也是塗層技術發展的一個方向。日本三菱綜合材料株式會社推出的高效加工鋼材的專利技術UC6110超級塗層硬質合金牌號,前刀面為由抑制結晶生長的細至納米級的TiCN與抑制結晶生長的納米級三氧化二鋁構成的納米結構CVD塗層,具有極高的韌性和超強的耐磨損性,外表面為一層黃色的特殊Ti金屬化合物,使塗層表面平滑化。後刀面為黑色的超平滑塗層,以確保刀具磨損的穩定性。住友電工硬質合金株式會社新推出的超級FF塗層牌號(AC410K、AC610M、AC630M、ACP100、ACK200),是在專用的硬質合金基體上,塗覆超細晶粒的TiCN,提高了塗層與基體的結合力,再在其上塗覆超細超平滑化的FF鋁基膜,使表面硬度提高了30%,表面粗糙度降低了50%,與通常的材質相比,可提高加工效率1.5倍,提高刀具壽命2倍以上。
從這次展會所推出的硬質合金刀具材料新牌號可以看出,當前硬質合金刀具材料牌號正向著兩個相反的方向發展,一方面,通用型牌號的適用面越來越廣,通用性越來越強。另一方面,專用型牌號越來越具有針對性,更加適應被加工材料和切削條件,從而達到提高切削效率的目的。如:美國Kennametal公司推出的新的KU系列(KU10T、KU25T、KU30T)牌號就具有非常廣泛的通用性。其中,KU10T和KU25T採用了具有高韌性的和高耐磨性的硬質合金基體,並配以高含鋁量的TiN+TiAlN復合PVD塗層;而KU30T則採用了韌性極好的富鈷層梯度硬質合金基體,配以TiN+TiCN+TiN復合CVD塗層。新的KU系列牌號可廣泛適用於鋼、不銹鋼、鑄鐵、非鈦合金、高溫合金和硬材料的車削、鏜孔、切槽、切斷和螺紋加工。該公司新推出的KC5510和KC5525則是專為高效率加工高溫合金而設計的牌號,晶粒細化的高鈷硬質合金基體,配以高性能的TiAlNPVD塗層,使刀片具有極強的抗熱變形能力,可以比其它PVD塗層刀具提高兩倍以上的切削速度。日本Tungaloy超硬工具株式會社推出的T6000系列牌號(T6020、T6030),則是專為不銹鋼車削加工開發的CVD牌號。ISCAR公司推出的專用於高速銑削加工灰鑄鐵和球墨鑄鐵的DO-TEC塗層牌號(DT7150),採用了Al2O3-MTCVD內塗層加TiAlNPVD外塗層的復合塗層技術,具有極高的耐磨性及抗剝落性。
從本次展會可以看到,金剛石CVD塗層刀具的性能又有了進一步的提高,產品覆蓋了可轉位刀具和整體硬質合金刀具。廈門金鷺特種材料有限公司展出了新開發的「青霜」系列超細結晶金剛石塗層立銑刀。與通常的金剛石塗層相比,「青霜」系列金剛石塗層為超細結晶,平均粒度<1μm,塗層表面更加光滑,刀具壽命可提高20倍以上。日本OSG公司也展出了適用於石墨電極和銅電極加工的超微粒結晶金剛石塗層銑刀,結晶粒度為1μm,塗層厚度6~20μm,使刀具的刃口更加鋒利,減少切削中的粘結,降低了工件表面的粗糙度。美國SGS刀具公司則推出了非晶體的金剛石(AmorphousDiamond)塗層立銑刀,用以加工最具磨損特性的材料。刀具表面是沿著刀具曲面精確形成的晶瑩光滑的厚度約為1μm的非晶體金剛石薄膜,其最顯著的特點是使刀具在具有金剛石極高的抗磨損能力(表面硬度達60~90GPa)的同時,又具有光滑的刀具表面,降低了刀具表面與工件的摩擦,從而大大降低了切削溫度。此外,非晶體金剛石塗層的另一大特點是對刀具基體材質沒有特殊要求,可在任何材質的刀具基體表面塗覆,其塗覆溫度僅為150℃。據介紹SGS非晶體金剛石刀具可比AlTiN塗層刀具的壽命長6倍。

5. 在金屬材料中,大多是合金,很少有純金屬,為什麼呢

純金屬雖然具有較高的導電性、導熱性和良好的塑性等優點,但由於其性能的局限性,不能滿足各種不同場合的使用要求。
純金屬的力學性能不高,以強度為例,純金屬的強度一般較低,鐵的抗拉強度約為200MPa,純鋁的抗拉強度約為100MPa,顯然不適合用於工程中各種結構的用材。加之純金屬種類有限,製取困難,價格相對較高,因此在各行業上應用較少。實際上,工程中使用的金屬材料都是合金,如碳鋼、合金鋼、鑄鐵、銅合金、鍆合金,尤其是鐵、碳為主要成份的合金。

6. 談一談為什麼現在鋁合金型材應用越來越廣泛

鋁合金在汽車產業中的應用應該很早了,我們經常會聽到什麼法拉利、保時捷等等超級跑車採用全鋁車身以減輕重量,其實這裡面的所謂「全鋁」也是指的鋁合金。為什麼要使用鋁合金呢?一方面減少車身重量,使汽車可以獲得更好的動力並且降低油耗,另一方面鋁合金是非常好回收再造的一種材料,這也使得汽車的維修更為簡便,當然也更加環保。最近也有朋友問關於全鋁發動機和鑄鐵發動機的問題,在發動機這個元件上,鋁合金和鑄鐵有著各自不同的特點,鑄鐵的更扎實、耐用,升功率更大,而鋁合金的更輕便,成本更低。不過有一點是可以肯定的,未來汽車產業的發展趨勢,鋁的應用會越來越廣泛,越來越多,因為鋁這種金屬的礦藏非常豐富,回收又更為簡便,其合金的特性也越來越豐富,隨著技術的進步,某一天某種鋁合金完全取代鋼材也不是沒有可能。
新款卡宴採用鋁合金材料絕對不是為了節約成本,要知道,這些高端車上面用到的鋁合金通常都是一些高級鋁合金材料,其製造技術我們都還不一定掌握,現在在國內很多特殊的鋁合金價格甚至比黃金還要昂貴。所以,樓主如果想要購買新款卡宴的話,這個問題應該不用擔心,畢竟保時捷用鋁合金在車身上用了這么多年,肯定只會越用越好的。

7. 日常生活中,為什麼使用的金屬材料大多數屬於合金而不

因為合金比純金屬具有更高的硬度、更好的韌性等優點。

合金比純金屬具有更廣泛的用途。
所以在日常生活中,使用的金屬材料大多數為合金而不是純金屬。

8. 為什麼日常生活中我們用的最多的金屬材料是合金材料而不是純金屬

因為合金在很多方面都比純金屬要好,例如合金硬度大,熔點小,耐腐蝕......故合金的使用較廣泛。

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