第一篇 稀有金属及其合金 1
第一章 钛及钛合金 1
第一节 概述 1
目录 1
第二节 合金元素在钛及钛合金中的作用 4
一、钛及钛合金中的合金元素及杂质元素 4
二、α稳定元素在钛及钛合金中的作用 4
三、β稳定元素在钛及钛合金中的作用 8
四、中性元素在钛及钛合金中的作用 19
五、间隙元素在钛及钛合金中的作用 22
一、钛及钛合金热处理时的组织变化 28
第三节 钛及钛合金的热处理 28
二、钛及钛合金的热处理基本工艺 35
三、钛及钛合金的热处理设备及注意事项 44
第四节 钛及钛合金性能 49
一、工业纯钛 49
二、TA4 54
三、TA5 54
四、TA6 56
五、TA7 58
六、TA8 61
七、TB1 63
八、TB2 65
九、TC1 68
十、TC2 69
十一、TC3 72
十二、TC4 74
十三、TC5 79
十四、TC6 80
十五、TC7 82
十六、TC8 83
十七、TC9 85
十八、TC10 87
第五节 钛及钛合金的焊接 90
一、钛及钛合金的焊接性能 90
二、焊接方法及设备 91
三、钨极惰性气体保护焊工艺 91
第二章 锆、铪及其合金 97
第一节 概述 97
一、锆、铪的基本性质和特点 97
二、锆、铪的发展概况 98
三、锆、铪的应用 98
第二节 元素在锆中的作用 99
一、锆合金系平衡相图 99
二、元素在锆中的作用 111
一、锆及其合金的热处理 113
第三节 锆及其合金的热处理 113
二、锆及其合金的金相组织 119
第四节 锆及其合金的腐蚀和辐照 121
一、锆及其合金与气体的反应 121
二、锆及其合金在水和蒸汽中的腐蚀 127
三、锆及其合金在液态金属中的腐蚀 135
四、锆在酸、碱和其他介质中的腐蚀 136
五、锆及其合金的氢化物 136
六、锆及其合金的辐照性能 142
一、纯锆 151
第五节 锆及其合金的性能 151
二、锆－锡系合金 155
三、锆－铌系合金 158
第六节 铪 161
一、概述 161
二、铪合金系 162
三、铪的物理性能 163
四、铪的机械性能 164
五、铪的腐蚀性能 165
六、铪的辐照性能 167
第一节 概述 168
第三章 钨、钼及其合金 168
一、钼的性能 169
第二节 钼及其合金 169
二、钼的合金化原理 172
三、钼合金相图 176
四、钼及其合金的热处理 183
五、钼及其合金的成分和性能 186
第三节 钨及其合金 193
一、钨的性能 193
二、钨的合金化原理 198
三、钨合金相图 203
五、钨及其合金的成分和性能 210
四、钨及其合金的热处理 210
第四章 铌、钽及其合金 218
第一节 概述 218
第二节 元素在铌、钽中的作用 220
一、间隙元素在铌、钽中的作用 220
二、稀土元素在铌、钽中的作用 229
三、卤族元素在铌、钽中的作用 231
四、二元相图 232
第三节 铌、钽及其合金的热处理 251
一、铌及其合金的热处理 251
二、铌基合金中强化相（Mc）的演变 253
三、钽及其合金的热处理 255
第四节 铌、钽合金的成分和性能 257
一、强化机理 259
二、抗拉性能 262
三、物理性能 267
四、抗氧化性能 269
五、几种铌、钽合金的工程性能 270
第二篇 稀有金属材料加工 287
第一章 粉末冶金锭坯制备 287
第一节 概述 287
第二节 加工用粉末冶金锭坯 288
第三节 粉末的制取 291
一、锭坯对粉末的一般要求 291
二、还原法制粉 291
三、制粉的主要设备 304
第四节 粉末性能及其检验方法 307
一、粉末的物理性能及其检验方法 307
二、粉末的工艺性能 309
第五节 粉末成型 310
一、成型过程中的一般规律 310
二、成型方法及工艺 311
三、影响型坯质量的主要因素 314
四、钢模冷压成型时压坯易出现的缺陷 316
五、成型设备 317
第六节 烧结 318
一、预烧结 318
二、烧结 320
第二章 铸锭生产 334
第一节 概述 334
一、稀有金属铸锭生产的特点及方法 334
二、稀有金属真空熔炼的热力学 338
三、稀有金属真空熔炼的动力学 342
一、铸锭品种 347
第二节 主要产品及其生产工艺流程 347
二、生产工艺流程 348
第三节 原料准备 354
一、原料选择 354
二、原料处理 363
第四节 电极（料棒）的制备 364
一、配料 364
二、电极（料棒）的制备 368
第五节 真空自耗电弧熔炼 376
一、真空电弧熔炼原理 376
二、真空自耗电弧熔炼炉 381
三、基本工艺及参数 391
四、熔炼工艺参数实例 398
五、自耗熔炼铸锭质量 403
第六节 电子束熔炼 407
一、电子束熔炼原理 407
二、电子束熔炼炉 411
三、基本工艺及参数 419
四、熔炼工艺参数实例 423
五、电子束熔炼铸锭质量 423
第七节 铸锭处理及检验 424
一、铸锭处理 424
二、铸锭检验 425
第八节 铸锭生产中的安全问题 426
一、真空自耗电弧熔炼的安全问题 426
二、钛、锆、铪铸锭生产中的安全与防火 427
第九节 残料的回收和利用 427
一、概述 427
二、钛材残料的回收 428
三、锆及锆合金残料回收 433
四、铪残料回收 441
五、钼残料回收 442
六、钽、铌材残料回收 444
一、镦粗 447
第一节 自由锻造的基本方法 447
第三章 自由锻造 447
二、拔长 450
三、冲孔与扩孔 454
四、切割 455
第二节 锻制产品 456
一、钛及钛合金的锻制产品 456
四、锆、铪及其合金的锻制产品 461
第三节 锻造设备与工具 461
一、设备的选择 461
三、钽、铌及其合金的锻制产品 461
二、钨、钼及其合金的锻制产品 461
二、锻造的主要工具 467
第四节 锻造工艺 470
一、钛及钛合金锻造工艺 470
二、钨、钼及其合金的锻造 484
三、钽、铌及其合金的锻造 487
四、锆、铪及其合金的锻造 488
第五节 锻件的检查和主要缺陷及 488
消除方法 488
一、锻件的检查 488
二、锻件的主要缺陷及消除方法 489
第一节 丝、棒材产品 490
一、钨及钨合金丝、棒材产品 490
第四章 丝、棒材生产 490
二、钼及钼合金丝、棒材产品 493
三、钽、铌及其合金丝、棒材产品 494
四、钛及钛合金丝、棒材产品 495
五、锆、铪及其合金丝、棒材产品 496
第二节 旋锻 497
一、旋锻的基本原理 497
二、旋锻坯料准备 498
三、旋锻工艺流程 498
四、旋锻坯料加热 499
五、旋锻加工率的选择 500
六、旋锻棒料退火 501
七、旋锻棒材生产工艺实例 501
八、旋锻制品的常见缺陷，产生原因及防止措施 503
九、旋锻模具的选择 503
十、旋锻设备 504
第三节 拉伸 505
一、拉伸的基本原理 505
二、拉伸坯料的来源 519
三、拉伸工艺流程图 520
四、拉伸坯料加热 520
五、拉伸润滑 522
六、拉伸道次加工率的分配 525
七、拉伸丝材的退火 525
八、拉伸棒材的矫直 530
九、拉伸丝材的复绕 530
十、拉伸丝材的表面清洗 531
十一、丝材生产工艺实例 531
十二、丝材的缺陷、产生原因及防止措施 539
十三、丝材生产的主要设备及其性能 540
第四节 旋锻模和拉伸模 541
一、旋锻模 541
二、拉伸模 547
第五章 管、棒材生产 559
第一节 产品 559
一、产品品种及规格 559
二、技术条件规定的产品机械性能 562
第二节 管、棒材生产方法 563
一、管材生产方法 563
二、棒材生产方法 563
三、管、棒材生产工艺流程表 565
第三节 挤压 565
一、概述 565
二、设备 570
三、挤压力和穿孔力 572
四、挤压坯锭 607
五、挤压坯锭的加热及工模具的预热 610
六、主要挤压工艺参数的选择 615
七、润滑剂 623
八、常见的挤压制品缺陷及消除办法 631
第四节 斜轧穿孔 631
一、斜轧穿孔方法 631
二、斜轧穿孔设备的技术特性 631
三、斜轧穿孔工艺 632
二、旋压设备 634
一、旋压方法 634
第五节 管材的旋压 634
三、用板片旋压管材（锥形件旋压）的工艺 637
四、管形件旋压工艺 639
五、常见的旋压管材缺陷及其消除办法 643
第六节 管材轧制 646
一、管材轧制方法 646
二、冷轧管机 647
三、轧制力 647
四、管坯的选择及其质量要求 656
五、冷轧工艺参数的选择 656
六、冷轧管材的工艺润滑与冷却 665
七、管材的温轧 666
八、常见的冷轧管材的缺陷及消除办法 668
第七节 管、棒材的拉伸 670
一、拉伸方法 670
二、拉伸设备 671
三、拉伸力 672
四、拉伸工艺 674
五、拉伸润滑方法 679
第八节 焊接管 681
一、板（带）的弯型 681
六、常见的拉伸制品的缺陷及消除办法 681
二、管缝的焊接 682
三、焊接钛管的冷加工 684
第九节 工具 685
一、挤压工具 685
二、冷轧工具 704
三、拉伸工具 730
四、旋压工具 735
第十节 管、棒材的热处理 739
一、方法及其应用 739
二、钛及钛合金的热处理制度 739
三、钨、铝及其合金的退火制度 739
五、锆、铪及其合金的热处理制度 740
四、钽、铌及其合金的退火制度 740
第六章 轧制棒材和型材 741
第一节 产品及其技术条件 741
一、钛及钛合金轧棒及其技术条件 741
二、钛合金型材及其技术条件 741
三、钨、钼轧棒 742
第二节 轧制时的特点 742
一、不均匀变形 742
二、轧制中的宽展 743
一、压下量 744
第三节 轧制时的变形计算 744
二、延伸系数和压下系数 745
第四节 孔型系的选择和轧制设备 746
一、孔型的一般概念 746
二、轧制钛及钛合金捧材的孔型系 747
三、轧制钛合金角材的孔型系 752
四、轧制钨、钼棒材的孔型系 760
五、轧制设备 761
第五节 轧制时力、能的计算 761
一、金属对轧辊压力的计算 761
二、道次电机功率的确定 762
二、轧制时的加热制度和终轧温度 764
第六节 轧制工艺 764
一、坯料准备 764
三、轧制速度 765
四、道次平均延伸系数和压下系数的确定 765
五、轧制工艺对组织和性能的影响 766
第七章 板、带、箔材生产 770
第一节 板、带、箔材产品的品种及规格 771
第二节 板、带、箔材生产工艺流程和工 771
艺卡片 771
第三节 板坯准备 785
一、板坯选择 785
二、现用板坯概况 786
第四节 热轧 787
一、热轧特点 787
二、热轧工艺参数的确定 788
三、轧辊预热 796
四、辊型 796
五、热轧板材常见缺陷及消除方法 797
第五节 温轧 798
一、温轧特点 798
二、温轧工艺参数的选择 798
三、换向轧制 800
五、润滑 802
四、辊型 802
六、温轧板材常见缺陷和消除方法 803
第六节 冷轧 803
一、冷轧的特点 803
二、冷轧工艺参数的选择 803
三、辊型 808
四、润滑与冷却 811
五、冷轧板、带、箔材的缺陷及消除方法 813
第七节 热处理 815
第八节 加热设备与轧机 817
一、加热炉 817
二、轧机 818
三、轧辊 819
第九节 轧制力 826
一、轧制力的计算 826
二、轧制力的实测 837
第八章 辅助工序 840
第一节 概述 840
第二节 机械加工 841
一、稀有金属切削加工的特点 841
二、切削加工的一般原则 841
三、车削 842
四、铣削与刨削 845
五、钻孔 846
六、切断 848
七、喷砂（喷丸） 849
八、磨削 850
第三节 化学和电化学加工 852
一、碱洗 852
二、酸洗 855
三、电解加工 857
四、除油清洗 859
五、阳极氧化 860
一、压力矫直 862
二、辊式矫直 862
第四节 矫直 862
三、张力矫直 865
四、丝材矫直 865
附录 867
附录1 稀有金属及合金中常见金属间化合物和碳化物一览表 867
附录2 稀有金属及合金常用抛光液 869
附录3 稀有金属及合金电解抛光工作参数 869
附录4 稀有金属及合金化学抛光工作参数 871
附录5 稀有金属及合金常用化学腐蚀剂 871
附录6 稀有金属及合金常用电解腐蚀液及工作参数 874
附录7 硬度换算表 874
附录8 化学元素周期表 876