合金工具钢CRWMN的弹性模量
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CrWMn：是制作模具最常用的高碳合金工具钢
CrWMn 钢的化学成分w/%
CrWMn合金工具钢
碳C ：0.90～1.05
硅Si：≤0.40
锰Mn：0.80～1.10
硫S ：≤0.03
磷P ：≤0.03
铬Cr：0.90～1.20
镍Ni：允许残余含量≤0.25
铜Cu：允许残余含量≤0.30
钨W ：1.20～1.60
供货
供货品种：热轧材、锻材、冷拉材、冷拉钢丝、银亮钢丝、热轧钢板和冷轧钢板。
硬度207 -255HBW。
力学性能
硬度：退火，255～207HB，压痕直径3.8～4.2mm；淬火，≥62HRC
热处理规范及金相组织：
热处理规范：淬火,800～830℃油冷。
交货状态：钢材以退火状态交货。
物理性能
CrWMn钢临界温度示于表1其饱和磁感Bs为1.82~1.86T；电阻约为0.24×10-6Ω·m。
CrWMn钢具有高淬透性。由于钨形成碳化物，这种钢在淬火和低温回火后具有比铬钢和9SiCr钢更多的过剩碳化物和更高的硬度及耐磨性。此外，钨还有助于保存细小晶粒，从而使钢获得较好的韧性。所以由CrWMn钢制成的刃具，崩刃现象较少，并能较好地保持刀刃形状和尺寸。但是，钢对形成碳化物网比较敏感，这种网的存在，就使工具刃部有剥落的危险，从而使工具的使用寿命缩短，因此，有碳化物网的钢，必须根据其严重程度进行锻压和正火。这种钢用来制造在工作时切削刃口不剧烈变热的工具和淬火时要求不变形的量具和刃具，例如制作刀、长丝锥、长铰刀、专用铣刀、板牙和其他类型的专用工具，以及切削软的非金属材料的刀具。
预先热处理
CrWMn钢的有关预先热处理曲线示于图2-13-1~图2-13-5，退火前后的相成分、硬度和显微组织示于表2-13-4，需要说明的是：（1）退火加热保温时间在全部炉料加热到退火温度后为1~2h，冷却；等温保温为3~4h；（2）高温回火用于消除冷变形加工硬化（如称为再结晶退火）；消除热处理前的切削加工内应力。对热处理后硬度过低的零件在二次淬火以前亦先进行高温回火保温时间在全部炉料加热到温后为2~3h；（3）正火用于细化过热钢的晶粒和消除炭化物网；（4）当钢的退火硬度HB低于183时，调质处理用于提高切削加工表面光洁度。
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以钛为基加入其他元素组成的合金。钛的工业化生产是1948年开始的。航空工业发展的需要，使钛工业以平均每年约 8％的增长速度发展。目前世界钛合金加工材年产量已达4万余吨,钛合金牌号近30种。使用最广泛的钛合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工业纯钛（TA1、TA2和TA3）。
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。60年代中期，钛及其合金已在一般工业中应用，用于制作电解工业的电极，发电站的冷凝器，石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。钛及其合金已成为一种耐蚀结构材料。此外还用于生产贮氢材料和形状记忆合金等。
中国于1956年开始钛和钛合金研究；60年代中期开始钛材的工业化生产并研制成TB2合金。
特点 钛合金与其他金属材料相比,有下列优点:①比强度（抗拉强度／密度）高（见图）,抗拉强度可达100～140kgf/mm2，而密度仅为钢的60％。②中温强度好,使用温度比铝合金高几百度，在中等温度下仍能保持所要求的强度,可在450～500℃的温度下长期工作。③耐蚀性好,在大气中钛表面立即形成一层均匀致密的氧化膜，有抵抗多种介质侵蚀的能力。通常钛在氧化性和中性介质中具有良好的耐蚀性，在海水、湿氯气和氯化物溶液中的耐蚀性能更为优异。但在还原性介质，如盐酸等溶液中，钛的耐蚀性能较差。④低温性能好,间隙元素极低的钛合金,如TA7,在-253℃下还能保持一定的塑性。⑤弹性模量低,热导率小，无铁磁性。
合金元素 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。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。
类别 钛合金根据相的组成可分为三类:α合金,(α+β)合金和β合金,中国分别以TA、TC、TB表示。
① α合金含一定量的稳定α相的元素，平衡状态下主要由α相组成。α合金比重小，热强性好、具有良好的焊接性和优异的耐蚀性,缺点是室温强度低,通常用作耐热材料和耐蚀材料。α合金通常又可分为全α合金（TA7）、近α合金 (Ti-8Al-1Mo-1V)和有少量化合物的α合金(Ti-2.5Cu)。 ② (α+β)合金含一定量的稳定α相和β相的元素，平衡状态下合金的组织为α相和β相。(α＋β)合金有中等强度、并可热处理强化，但焊接性能较差。(α＋β)合金应用广泛,其中Ti-6Al-4V合金的产量在全部钛材中占一半以上。
③ β合金含大量稳定β相的元素，可将高温β相全部保留到室温。β合金通常又可分为可热处理β合金（亚稳定β合金和近亚稳定β合金）和热稳定β合金。可热处理β合金在淬火状态下有优异的塑性，并能通过时效处理使抗拉强度达到130～140kgf/mm2。β合金通常作高强度高韧性材料使用。缺点是比重大，成本高，焊接性能差，切削加工困难。
钛合金按用途可分为耐热合金、高强合金、耐蚀合金（钛-钼，钛-钯合金等）、低温合金以及特殊功能合金（钛-铁贮氢材料和钛-镍记忆合金）等。典型合金的成分和性能见表。
热处理 钛合金通过调整热处理工艺可以获得不同的相组成和组织。一般认为细小等轴组织具有较好的塑性、热稳定性和疲劳强度；针状组织具有较高的持久强度、蠕变强度和断裂韧性；等轴和针状混合组织具有较好的综合性能。
常用的热处理方法有退火、固溶和时效处理。退火是为了消除内应力、提高塑性和组织稳定性，以获得较好的综合性能。通常α合金和（α＋β）合金退火温度选在（α＋β）─→β相转变点以下120～200℃；固溶和时效处理是从高温区快冷,以得到马氏体α′相和亚稳定的β相,然后在中温区保温使这些亚稳定相分解，得到α相或化合物等细小弥散的第二相质点，达到使合金强化的目的。通常(α＋β)合金的淬火在(α＋β)─→β相转变点以下40～100℃进行，亚稳定β合金淬火在(α＋β)─→β相转变点以上40～80℃进行。时效处理温度一般为450～550℃。此外,为了满足工件的特殊要求，工业上还采用双重退火、等温退火、β热处理、形变热处理等金属热处理工艺。 你觉得这个答案好不好？好(0)不好(0) 兰山听雨 2008-02-02 10:23 钛，元素符号为Ti。在人类已发现的一百余种元素中，有八十多种是金属元素。在有色金属中，钛归属于稀有高熔点金属之中。
钛在地壳里的储藏量非常丰富、据科学家们测定、推算和估计，其含量是地壳质量的千分之四还要多一点，世界储量约34亿吨，在所有元素中含量居第10位（氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢、钛）。钛的分布很广，在矿石、砂粒、粘土、煤、石油、植物、天然水中都有；陨石也含有钛，说明地球以外的天体里也有钛。看来钛含量多、分布广，所以，人们就称它为“不稀有”的稀有金属。
1791年，英国分析化学家、康瓦尔郡默纳陈教会的牧师格列高尔（1762～1817）发现了钛。一次，他对英国默纳陈河谷中所产的一种黑色磁性矿砂进行研究，发现其中含有棕红色的矿渣粉末（不纯的二氧化钛）。他发生了极大的兴趣，并进行了研究。研究结果撰成论文，但是，在当时未引起人们的重视。1795年，德国矿物学家和分析化学家克拉普罗特在分析匈牙利布伊尼克地区产的红色金红石时，发现外表很象默纳陈矿，在做对比研究之后，知道两者的主要成分相似，只是默纳陈矿含有铁。克拉普罗特确信这是一种新金属的氧化物，并好奇地给这种新元素取名叫“Titanium”（钛），这个名字引用一个希腊神话故事：说天与地的第一代儿子叫“太旦斯”（Titans）。由于钛在高温时非常活泼，能够跟氧、氮、氢、碳等元素化合生成相应的化合物，特别是与氧的结合能力更强，生成非常稳定的氧化物。所以，钛几乎都是以氧化物形式存在于自然界中。因此，钛虽然被发现的很早，但是半个多世纪以来就是没有办法制得金属钛。1849年德国化学家维勒（1800～1882年）用钾与氟钛酸钾共热，制出不纯的金属钛。现在冶炼钛的方法是，先把钛矿石经过一系列处理，转变成四氯化钛，再用镁或钠在惰性气体中还原，生成海绵状钛。
所得产物不能直接使用，还要在真空电弧炉里熔铸成钛锭，并经加工，进一步方得使用的各种型材。金属钛的性质、用途和生产方法等都和其它稀有金属相似，所以，把钛划归在稀有金属里也就不难理解了。
目前已发现含钛矿物有100多种，除金红石外，还有白钛矿、钛铁矿、钙钛矿等。金红石实际上就是较纯的二氧化钛，一般含TiO2在95%以上，它是提炼钛的重要矿物原料，但在地壳中储量较少。白钛矿含二氧化钛70%～92%，而钛铁矿、钙钛矿含二氧化钛较低，一般为35％～52%。钛铁矿、钙钛矿虽然含二氧化钛量较少，但其储量非常大，是生产金属钛和钛白的主要原料来源。我国有丰富的钛铁矿。
从外形上看，钛很像钢铁，但和钢铁相比，具有很多优异性能。因此，钛可成为一种发展快、用途广、收效大的金属。目前，有人把钛叫做“时髦金属”，也有人根据钛在工业上发挥的重要作用及其在未来发展趋势，把钛称为第三金属（第一金属指钢铁，第二金属指铝）、未来的钢铁。
在飞机制造工业上，要求制造所用的材料，既质轻，又强度大。一般是用比强度（材料的强度和比重的比值）来表示它，这个比值越大越好，而钛正符合这个要求。钛的比强度是目前使用材料中最大的，是不锈钢的3倍，是铝合金的1.3倍。所以，在飞机制造工业上，很重视钛这个材料。随着航空工业的发展，飞机的飞行速度越来越快。速度越快、飞机跟空气摩擦产生的飞机表面温度就越高，当速度达到2.2倍音速的时候，铝合金已经不能胜任，而用钢又太重，只有采用钛合金来制造，所以有人说，如果没有钛合金作为制造材料，就不能发展2.5倍音速以上的超音速飞机。
在宇宙航行上，飞船的飞行速度比飞机更要快得多，并且工作环境变化更大，所以对材料的要求也更高、更严格。比如，用火箭把载人的宇宙飞船运到月球上去，要经历从高温到超低温的过程。在返回地面的时候，又从超低温进入高温，当飞船进入大气层的时候，飞船表面温度上升到540℃～650℃。制造宇宙飞船的材料，必须适应这样剧烈的温度变化，而钛合金能满足这些要求。从1957年开始，钛材料大量在宇宙航行上使用，主要用来作火箭的发动机壳体，人造卫星的外壳、紧固件、燃料储箱、压力容器等；还有飞船的船舱、骨架、内外蒙皮等。在宇宙航行上，使用了钛以后，可以大大减轻飞行器的重量。从经济效果来看，由于结构重量的减轻，能够大量节省燃料，同时可以大大降低火箭和导弹的建造和发射费用。
钛的耐腐蚀能力非常强，特别是对海水的抗腐蚀能力，可以与白金相媲美。曾经有人把金属钛放在海水中浸泡了四年半，取出来以后观察，几乎没有被腐蚀，仍然保持原有金属光泽，所以，钛是制造舰艇的良好材料。钛作为耐腐蚀材料，自它的诞生就受到各国的高度重视。比如美国从1963年到1975年，在耐腐蚀材料方面使用钛的量增加了10倍。在日本使用的钛当中，有90%是用在耐腐蚀方面。钛的耐腐蚀能力比不锈钢高150倍。钛和氧有很强的结合能力，当钛暴露在空气中时，其表面立刻形成一层很薄的稳定的氧化膜，并具有特殊的耐腐蚀能力。（如果这层膜受到机械损伤的话，还会重新形成一层薄膜。）现在，电解槽国内外都用钛代替了石墨。目前，在国外有国家已规定：在原子能发电厂，为了安全，必须全部使用钛制冷凝器。在这方面用钛量是相当可观的，如发电量为60万KW的火力发电站，需钛材60t，而发电量为110KW的原子能发电站需要钛材多达150 t。
在合金钢中加入少量的钛，可以大大改善钢的性能，提高钢的强度、韧性和耐腐蚀性能。比如我们最常见的18-8不锈钢中就含有1%左右的钛。在有色金属湿法冶金中，使用了钛以后，也收到良好的效果。比如在金属镍的电解生产中，已经采用钛板代替不锈钢板作母板，不锈钢板只能使用一年左右，而钛板可以使用10年以上，使用寿命延长了10倍。经过长期实验证明：钛在人体内没有毒性，和人体的分泌物不起作用，对任何杀菌方法都适应，且没有磁性，所以，国内外都已经用钛作矫形外科材料和医疗器械。
超导材料是未来极有发展前途的一种材料。用约50%的钛和50%的铌制成的合金，是目前研究和使用最多的一种超导材料。在美国每年生产的100多吨超导材料中，铌钛合金占90%。人工制得的钛酸钡（BaTiO3)具有特殊的性质，它具有高的介电常数，由它制成的电容器具有较大的容量。目前，钛虽然比不锈钢贵2～3倍，但是使用寿合一般比不锈钢要提高10倍以上。这就是说，使用钛材一次投资是贵了些，可是由于使用时间长，终究还是经济的。预计在不远的将来，钛将会像钢铁、铜、铝一样，成为我们日常生活中必不可少的一种金属。
