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目 录 3

第三部分钛及钛合金的机械加工与成形 3

3.1 机械加工的基本原理 3

3.1.1 概 述 3

3.1.2 钛的机械加工 3

可机械加工性因素 3

机械加工的基本要求 5

刀具 6

切削润滑原理 7

废品的预防措施 11

燃烧与安全措施 11

铣床 13

概述 13

3.2.1 铣削 13

3.2 普通机械加工与锯切 13

铣刀及其结构与质量 14

刀具材料 14

进刀量 15

切削深度 15

切削速度 15

切削润滑液 15

铣削工艺与检验 16

平铣刀铣削 16

圆柱铣刀铣削 23

3.2.2 车削和镗孔 26

车床 26

刀具材料 27

刀具及其结构与质量 27

进刀量 30

切削深度 31

切削速度 31

切削润滑液 31

控制和检验 31

3.2.3 钻孔 34

概述 34

钻床 34

钻头及其结构 35

钻头材料 36

进刀量 37

切削润滑液 39

钻孔速度 39

一般钻孔工艺与检验 40

3.2.4 攻丝 41

概述 41

攻丝机床 41

工装条件 42

丝锥及其结构 42

丝锥材料 43

攻丝尺寸要求 43

攻丝速度要求 43

攻丝润滑液 43

一般攻丝方法与检验 44

机床的选择 45

铰刀和铰刀结构 45

概述 45

3.2.5 铰孔 45

铰刀材料 46

进刀量 46

切削深度 46

切削速度 46

切削润滑液 46

铰孔工艺 46

3.2.6 拉削 48

概述 48

拉床 48

拉刀和拉刀结构 48

拉削工艺 49

拉削润滑液 49

拉削速度 49

拉削深度 49

拉刀材料 49

3.27 带锯锯切 51

概述 51

锯床的要求 51

带锯条及其结构 51

带锯条材料 52

进给量 52

切削萃 52

锯切速度 53

锯切润滑液 54

带锯锯切方法 54

砂轮的性能与特点 57

设备 57

3.3.1 精密砂轮磨削 57

概述 57

3.3 磨削与砂轮切割 57

砂轮材料 58

进给量 60

磨削速度 60

磨削润滑液 60

磨削工艺与检验 61

3.3.2 砂带磨削 62

概述 （ 62

设备与工装 63

砂带和接触轮的选择 63

磨削润滑液 64

磨削速度 64

进给压力要求 64

砂带材料 64

磨削工艺与检验 65

3.3.3 砂轮锯切 66

砂轮切割机床 66

切割用的砂轮 66

砂轮材料 66

进给量 67

切割速度 67

切割润滑液 67

切割工艺 67

3.4 特殊加工 68

3.4.1 概述 68

3.4.2 电化加工 68

概述 68

工具与夹具 69

设备 69

金属腐蚀速度与分差 71

操作条件 71

3.4.3 电化研磨 75

3.4.4 电化加工对机械性能的影响 76

3.4.5 化铣 77

概述 77

加工程序 77

化铣过程中的吸氢 80

对机械性能的影响 81

3.4.6 电火花加工 82

概述 82

加工原理 82

机床设备 83

操作与工作特性数据 84

特殊说明 87

3.5 成形的基本条件 89

3.5.1 概述 89

3.5.2 钛的成形 90

成形特性 90

成形性和成形极限 92

3.5.3 表面处理和清洗 92

概述 92

清除氧化皮 92

清除轧制油渍和油脂 93

用酸洗清除氧化物 93

3.6.2 钛的搬运和储存 95

厚度和平直度检查 95

实验室试验 95

外观检查 95

3.6 成形加工的准备工作 95

3.6.1 来料检验 95

3.6.3 坯料制备 96

概述 96

剪切 96

冲切 96

带锯锯切 97

纵剪 97

分段冲切 97

修边 97

板材的排料 98

表面预页处理 98

概述 99

加热炉 99

3.7.1 概述 99

3.7.2 成形坯料的加热 99

3.7 坯料的加热方法 99

电阻加热 100

辐射加热 100

热模加热 100

3.7.3 模具的加热方法 102

概述 102

模具的电阻加热 102

3.8成形用润滑剂 104

3.8.1概述 104

3 82成形用润滑剂的种类 104

3.9.3 热成形用模具材料 106

3.9.2 冷成形用模具材料 106

3.9.1 概述 106

3.9 模具成形 106

3.10 压弯成形 108

3.10.1 概述 108

3.10.2 设备和模具 108

3.10.3 成形前坯料加热 109

3.10.4 最小弯曲半径 109

3.10.5 压弯成形中的回弹 109

3 11 张拉成形 112

3.11.1 概述 112

3.11.2 设备及模具 112

向内张拉成形的型材和挤压件 114

3.11.5 张拉成形的极限 114

3.11.4 成形前的坯料加热 114

3.11.3 材料制备 114

外外张拉成形的型材 115

3.11.6 张拉成形的板材 117

3.11.7 张拉成形的条件 117

3.11.8 张拉成形后的处理 119

3.12 深冲成形 120

3.12.1 概述 120

3.12.2 设备及模具 120

312.3 材料的制备 121

3.12.4 成形前坯料加热 121

3.12.5 深冲的成形极限 121

3.12.6 深冲条件 122

3.13.1 概述 124

3.13.2 设备及模具 124

3.13 橡皮压力机成形 124

3.13.3 材料的制备 125

3.13.4 橡皮成形的极限 125

3.13.5 橡皮成形的条件 126

3.13.6 成形后的处理 128

3.14 胀管成形 129

3.14.1 概述 129

3.14.2 设备与工具 129

3.14.3 材料的制备 130

3.14.4 胀管成形极限 131

3.15弯管成形 133

3.15.1 概述 133

3.15.2 设备与工具 133

3.15.4 弯管管材的准备 134

3.15.3 管子的加热方法 134

3.15.5 弯管成形极限 135

3.16 落锤成形 136

3.16.1 概述 136

3.16.2 设备与模具 136

3.16.3 坯料的制备 138

3.16.4 坯料的加热方法 139

3.16.5 落锤成形极限 139

3.17 辊轧成形 142

3.17.1 概述 142

317.2 设备与工具 142

3.7.3 材料的制备 143

3.17.4 坯料的加热方法 （ 143

3.17.5 辊轧成形极限 144

3.18.2 设备与工具 145

3.18 辊轧弯曲 145

3.18.1 概述 145

3.18.3 坯料的制备 146

3.18.4 坯料的加热方法 146

3.18.5 槽形轧弯极限 147

3.19 旋压和切变成形 148

3.19.1 概述 148

3.19.2 设备与工具 148

3.19.3 坯料的制备 150

3.19.4 坯料的加热方法 151

3.19.5 旋压和切变成形极限 151

3.20 起皱成形 155

3.20.1 概述 155

3.20.2 设备与工具 155

3.20.4 起皱成形极限 157

3.20.3 材料的制备 157

3.21 折曲成形 160

3.21.1 概述 160

3.21.2 设备与工具 160

3.21.3 材料的制备 161

3.21.4 坯料加热方法 162

3.21.5 折曲成形极限 162

3.22 热校形 165

3.22.1 概述 165

3.22.2 设备与模具 166

3.22.3 热校形成形极限 167

322.4 热校形条件 167

参考文献 168

4.1.2 接合工艺方法 187

4.1.1 概述 187

第四部分 钛及钛合金的接合 187

4.1 接合概论 187

4.1.3 焊接 188

基本方法 188

使用范围 190

与其它加工工序的关系 191

材料的特点 191

焊前清理 193

焊后清理 194

4.1.4 钎焊 194

4.1.5 金属压焊 195

扩散压焊 195

变形压焊 196

4.1.7 机械连接 197

4.1.6 粘结 197

4.1.8 接合性能 198

4.2 熔焊工艺 199

4.2.1 概述 199

清洗 199

焊缝设计 199

基体金属 200

焊丝 200

惰性气体 201

工具 201

热输入 202

收缩与变形 203

残余应力的分布 203

残余应力的影响 204

残余应力的消除 205

检查 205

规范 206

焊接缺陷 206

修补 207

4.2.2 钨极惰性气体保护焊（TIG） 207

设备 208

材料 209

焊接条件 209

性能 211

4.2.3 金属焊条惰性气体保护焊（MIG） 212

设备 212

材料 212

焊接条件 213

性能 214

4.2.4 电子束焊 215

设备 215

材料 215

焊接条件 215

性能 216

4.2.5 电弧点焊 216

设备 217

材料 217

焊接条件 217

4.3 电阻焊工艺 219

4.3.1 概述 219

清洁处理 219

收缩变形 220

焊接工艺参数 220

焊接设计 220

材料 220

工具 220

残余应力 221

消除应力 222

检查 222

规范 222

过程监测 223

缺陷 223

修补 223

4.3.2 电阻点焊 223

焊接条件 224

性能 224

设备 224

4.3.3 滚压点焊 227

4.3.4 缝焊 227

4.4 钎焊工艺 228

4.4.1 概述 228

清洁处理 228

焊接设计 228

检查 229

缺陷 229

4.4.2 工艺应用 229

填充金属 229

方法 230

性能 231

粘接的优点 233

4.5 粘接 233

4.5.1 概述 233

粘接的缺点 234

粘接工艺的主要组成部分 235

表面清洗和准备 235

残余应力 236

溶剂载体的使用 237

检查与试验 237

规范 238

4.5.2 接缝设计 238

4.5.3 粘结剂性能 245

物理形态 245

加工和贮藏要求 245

使用条件 245

工具和定位装置 249

固化 249

4.5.4 组装条件 249

粘结剂的使用 249

4.5.5 混合式结合法 251

4.6 机械接合工艺 252

4.6.1 概述 252

电蚀 253

盐蚀 253

应力集中 255

残余应力 255

密封 255

粘结 255

载荷的种类 256

4.6.2 接合设计 256

规范 256

检查 256

接合的结构 258

张力紧固件 259

剪切力紧固件 259

高温结构 260

低温结构 261

4.6.3 紧固件的选择 262

钛铆接 262

非钛铆接 263

螺栓 263

其它紧固件 263

铆钉 264

464 装配条件和工艺 264

螺栓 265

参考文献 267

第五部分 钛及钛合金的机械性能 275

5.1 概述 275

5.1.1 数据来源和程序 275

5.1.2 数据基准 277

5.1.3 符号 278

参考文献 279

5.2 工业纯钛 281

5 2.1 评述，技术标准和品种 281

5.2.2 室温性能 281

5.2.3 温度对静力强度性能的影响 281

5.3.4 蠕变性能 285

5.3.3 温度对静力强度性能的影响 285

5.3.5 疲劳性能 285

5.3.1 评述、技术标准和品种 285

5.3 钛合金Ti-5Al-2.5Sn 285

5.3.2 室温性能 285

5.4 钛合金Ti-8Al-1Mo-1V 290

5.4.1 评述、技术标准和品种 290

5.4.2 室温性能 290

5.4.3 温度对静力强度性能的影响 290

5.4.4 疲劳性能 291

5.5 钛合金Ti-6Al-4V 305

5.5.1 评述、技术标准和品种 305

5.5.2 室温性能 305

5.5.3 温度对静力强度性能的影响 306

5.5.4 疲劳性能 306

5.6.3 温度对静力强度性能的影响 326

5.6.4 蠕变性能 326

5.6 钛合金Ti-6Al-6V-2Sn 326

5.6.2 室温性能 326

5.6.1 评述、技术标准和品种 326

5.6.5 疲劳性能 327

5.7 钛合金Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo 336

5.7.1 评述、技术标准和品种 336

5.7.2 室温性能 336

5.7.3 温度对静力强度性能的影响 336

5.7.4 蠕变性能 336

5.7.5 疲劳性能 337

5.8.1 评述、技术标准和品种 344

5.8.2 室温性能 344

5.8 钛合金Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo 344

5.8.3 温变对静力强度性能的影响 346

5.8.4 蠕变性能 346

5.8.5 疲劳性能 346

5.9 钛合金Ti-3Al-2.5V 351

5.9.1 评述、技术标准和品种 351

5.9.2 室温性能 351

5.10 钛合金Ti-13V-11Cr-3Al 353

5.10.1 评述、技术标准和品种 353

5.10.2 室温性能 353

5.10.3 温度对静力强度性能的影响 353

5.10.4 疲劳性能 354

5.11.2室温性能 368

5.11.3温度对静力强度性能的影响 368

5.11.1评述、技术标准和品种 368

5.11 钛合金Ti-11.5Mo-6Zr-4.5Sn（βⅢ） 368

5.11.4蠕变性能 369

5.11.5疲劳性能 369

5.12 钛合金Ti-8Mo-8V-2Fe-3Al 376

5.12.1评述、技术标准和品种 376

5.12.2室温性能 376

5.13 钛合金Ti-3 Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr 377

5.13.1评述、技术标准和品种 377

5.13.2室温性能 377

5.13.3温度对静力强度性能的影响 377

5.1 3.4蠕变性能 377

5.13.5疲劳性能 378

附录：英制单位与SI单位换算表 384