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硬质合金钢
现代的超硬质合金，是由碳化钨和一些其他元素的碳化物，用烧结方法生产的。它是把难熔金属（钨、钽、钛、钼等）的碳化物的硬质颗粒，跟一种或几种铁族元素（钴、镍或铁）的粉末混合后压制成型，再经烧结制成。硬质合金是目前世界上强度最高的合金。现在广泛使用的硬质合金主要有两大类：第一类是以钴做粘结剂的碳化钨基合金；第二类是以工具钢做粘结剂的碳化钛基合金。用硬质合金来做刀具，它的硬度即使在1000度的高温下也不会降低。因此，可以进行高速切削加工，切削速度每分钟达到2000米以上，比普通碳素钢刀具高出100 多倍，比钨钢刀具也高15倍。用它制成的模具，可以冲压300多万次，比普通合金钢模具耐用60倍。
硬质合金是由W，Mo，Cr，Ti，Zr，Hf，V，Nb，Ta的九种炭化物和Fe族（Fe，Co，Ni）金属结合而成的合金总称，一般指WC-Co合金。硬质合金是一种主要由硬质相和粘结相组成的粉末冶金产品。
1.硬质相很硬，主要是各种碳化物：碳化钨(WC) 碳化钛(TiC) 碳化钽(TaC) 碳化铌(NbC)
在大部分情况下，钴作为粘结相使用。在硬质合金工厂，硬质合金需经过混合、压制和烧结。硬质合金的分类根据ISO标准进行。这种分类的依据是工件的材料类别( P, M, K, N, S, H)。
2.硬质合金的硬度检测：硬质合金的硬度检测主要采用洛氏硬度计，测试HRA硬度值。
硬质合金是一种金属，通过硬度试验可以反映硬质合金材料在不同的化学成分、组织结构及热处理工艺条件下机械性能的差异，因此硬度试验广泛应用于硬质合金性能的检验、监督热处理工艺的正确性及新材料的研究。
3.硬质合金硬度检测的特点：硬质合金硬度试验的特点是：它属于非破坏性试验，试验方法比较简单。硬质合金的硬度检测对其试件的形状及尺寸适应性较强，试验效率高。另外，硬质合金材料硬度与其它物理特性之间存在一定的对应关系。例如，硬质合金硬度试验和拉伸试验基本上都是检测金属抵抗塑性变形的能力，这两种试验在某种程度上都是检测金属相似的特性。所以，其检测结果是完全可以相互比较的。硬质合金拉伸试验设备庞大、操作复杂、要制备试样、试验效率低，对于许多金属材料，都有一硬度试验和拉力试验的换算表可查。因此，在检测硬质合金材料力学性能时，人们越来越多地采用硬度试验，而较少采用拉伸试验。
4.硬质合硬度的检测工具硬质合金硬度一般用洛氏硬度计HRA标尺或维氏硬度计来检测，实用中人们主要采用洛氏硬度计测试HRA硬度。PHR系列便携式洛氏硬度计十分适于测试硬质合金的硬度。这种仪器重量只有0.7kg，精度与台式洛氏硬度计相同。在测量硬质合金硬度时，天星公司生产的PHR系列便携式洛氏硬度计可以测试厚度或直径在50mm以下的硬质合金工件，可以测试直径小到2.0mm的硬质合金工件，可以测试内径小于30mm的管状硬质合金工件。还可以在生产现场、销售现场或材料仓库使用。这种仪器用于测试硬质合金工件简便、快速、无损，可对成批的成品或半成品硬质合金工件做逐件的硬度检测。
5.不同硬度硬质合金的应用硬质合金具有很高的硬度和耐磨性，常用于制造金属切削刀具、量具、模具等。通常当材料硬度高时，耐磨性也高；抗弯强度高时，冲击韧性也高。但材料硬度越高，其抗弯强度和冲击韧性就越低。高速钢因具有很高的抗弯强度和冲击韧性，以及良好的可加工性，目前仍是应用最广的刀具材料，其次是硬质合金。硬质合金中有一种是以一种或几种碳化物（如TiC、WC等）为硬化相，以合金钢（如高速钢、钼铬钢等）粉末为粘结剂制成，叫做钢结构硬质合金。其硬度介于钢和硬质合金之间，但是韧性大大提高并且可以切削加工和热处理加工。这种钢结构硬质合金的典型硬度为：经淬火——回火后硬度为69~73HRC，高速钢65%。
钛合金简介：
1.钛合金：以钛为基加入其他合金元素组成的合金称作钛合金。钛合金具有密度低、比强度高、抗腐蚀性能好、工艺性能好等优点,是较为理想的航天工程结构材料。
2.研究范围： 钛合金可分为结构钛合金和耐热钛合金,或α型钛合金、β型钛合金和α＋β型钛合金。研究范围还包括钛合金的成形技术、粉末冶金技术、快速凝固技术、钛合金的军用和民用等。
3.应用： 钛合金是一种新型结构材料，它具有优异的综合性能，如密度小（~4.5g cm-3），比强度和比断裂韧性高，疲劳强度和抗裂纹扩展能力好，低温韧性良好，抗蚀性能优异，某些钛合金的最高工作温度为550oC，预期可达700oC。因此它在航空、航天、化工、造船等工业部门获得日益广泛的应用，发展迅猛。轻合金、钢等的（σ0.2/密度）与温度的关系，钛合金的比强高于其他轻金属、钢和镍合金，并且这一优势可以保持到500oC左右，因此某些钛合金适于制造燃气轮机部件。钛产量中约80%用于航空和宇航工业。例如美国的B-1轰炸机的机体结构材料中，钛合金约占21%，主要用于制造机身、机翼、蒙皮和承力构件。F-15战斗机的机体结构材料，钛合金用量达7000kg ，约占结构重量的34%。波音757客机的结构件，钛合金约占5%，用量达3640 kg。麦克唐纳 道格拉斯（Mc-Donnell-Dounlas）公司生产的DC10飞机，钛合金用量达5500kg，占结构重量的10%以上。在化学和一般工程领域的钛用量：美国约占其产量的15%，欧洲约占40%。由于钛及其合金的优异抗蚀性能，良好的力学性能，以及合格的组织相容性，使它用于制作假体装置等生物材料。
4.特点： 钛金属的密度较小，为4.5g/cm3，仅为铁的60%，通常与铝、镁等被称为轻金属，其相应的钛合金、铝合金、镁合金则称为轻合金。世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性，相继对钛合金材料进行研究开发，并且得到了实际应用。 钛是二十世纪五十年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高、易焊接等特点而被广泛用于各个领域，尤其是强度高、易焊接性能有利于高尔夫杆头的制造。
5.举例： 第一个实用的钛合金是1954年美国研制成功的Ti-6Al（铝）-4V（矾）合金。Ti-6Al-4V合金在耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性方面均达到较好水平。Ti-6Al-4V合金使用量已占全部钛合金的75~85%。许多其它合金可以看作是Ti-6Al-4V合金的改型。 目前，世界上已研制出的钛合金有数百种，最著名的合金有二十至三十种，例如，有Ti-6Al-4V</SPAN>、Ti-5Al-2.5Sn、Ti-2Al-2.5Zr、Ti-32Mo、Ti-Mo-Ni、Ti-Pd、Ti-811、Ti-6242、Ti-1023、Ti-10-5-3、Ti-1100、BT9、BT20、IMI829、IMI834等；用于球杆制造的有10-2-3,SP700,15-3-3-3（通常所说的β钛）,22-4,DAT51。
5.分类：钛合金可以分为α、α+β、β型合金及钛铝金属间化合物（TixAl，此处x=1或3）四类。
高温合金钢
不锈高温合金钢元素作用
在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种铁基高合金钢，不锈钢是具有美观的表面和耐腐蚀性能好，不必经过镀色等表面处理，而发挥不锈钢所固有的表面性能,使用于多方面的钢铁的一种，通常称为不锈钢。从金相学角度分析，因为不锈钢含有铬而使表面形成很薄的铬膜，这个膜隔离开与钢内侵入的氧气起耐腐蚀的作用。为了保持不锈钢所固有的耐腐蚀性，钢必须含有12%以上的铬。
不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于其表面上富铬氧化膜（钝化膜）的形成。这种不锈性和耐蚀性是相对的。试验表明，钢在大气、水等弱介质中和硝酸等氧化性介质中，其耐蚀性随钢中铬含水量的增加而提高，当铬含量达到一定的百分比时，钢的耐蚀性发生突变，即从易生锈到不易生锈，从不耐蚀到耐腐蚀。
实际上工业上应用的不锈钢都是同时存在几种以至十几种元素的，当几种元素共存于不锈钢这一个统一体中时，它们的影响要比单独存在时复杂得多，因为在这种情况下不仅要考虑各元素自身的作用，而且要注意它们互相之间的影响，因此不锈钢的组织决定于各种元素影响的总和。
1、铬在不锈钢中的决定作用：决定不锈钢性属的元素只有一种，这就是铬，每种不锈钢都含有一定数量的铬。铬之所以成为决定不锈钢性能的主要元素，根本的原因是向钢中添加铬作为合金元素以后，促使其内部的矛盾运动向有利于抵抗腐蚀破坏的方面发展。这种变化可以从以下方面得到说明：
①铬使铁基固溶体的电极电位提高
②铬吸收铁的电子使铁钝化
钝化是由于阳极反应被阻止而引起金属与合金耐腐蚀性能被提高的现象。构成金属与合金钝化的理论很多，主要有薄膜论、吸附论及电子排列论。
2、镍在不锈钢中的作用是在与铬配合后才发挥出来的
镍是优良的耐腐蚀材料，也是合金钢的重要合金化元素。镍在钢中是形成奥氏体的元素，但低碳镍钢要获得纯奥氏体组织，含镍量要达到24％；而只有含镍27％时才使钢在某些介质中的耐腐蚀性能显著改变。所以镍不能单独构成不锈钢。但是镍与铬同时存在于不锈钢中时，含镍的不锈钢却具有许多可贵的性能。
基于上面的情况可知，镍作为合金元素在不锈钢中的作用，在于它使高铬钢的组织发生变化，从而使不锈钢的耐腐蚀性能及工艺性能获得某些改善。
3、碳在不锈钢中的两重性：
碳是工业用钢的主要元素之一，钢的性能与组织在很大程度上决定于碳在钢中的含量及其分布的形式，在不锈钢中碳的影响尤为显著。碳在不锈钢中对组织的影响主要表现在两方面，一方面碳是稳定奥氏体的元素，并且作用的程度很大（约为镍的30倍），另一方面由于碳和铬的亲和力很大，与铬形成—系列复杂的碳化物。所以，从强度与耐腐烛性能两方面来看，碳在不锈钢中的作用是互相矛盾的。认识了这一影响的规律，我们就可以从不同的使用要求出发，选择不同含碳量的不锈钢。在不锈钢高温应用环境下，较高C含量容易引起不锈钢的敏化，造成不锈钢的高温强度下降，在高温环境下，必须保证不锈钢中的碳含量较低或者添加Ti、Nb等元素来防止晶间腐蚀。
4、氮在不锈钢中的作用：
氮在钢中的作用也是稳定奥氏体，并且作用的程度比镍还要大。例如，欲使含18％铬的钢在常温下获得奥氏体组织，以锰和氮代镍的低镍不锈钢与元镍的铬锰氮不诱钢，目前已在工业中获得应用，有的已成功地代替了经典的18-8铬镍不锈钢。与碳相同，氮与铬形成—系列复杂的碳化物，容易造成不锈钢的晶间腐蚀。
5、锰和可以代替铬镍不锈钢中镍
铬镍奥氏体钢的优点虽然很多，但近几十年来由于镍基耐热合金与含镍20％以下的热强钢的大量发展与应用，以及化学工业日益发展对不锈钢的需要量越来越大，而镍的矿藏量较少且又集中分布在少数地区，因此在世界范围内出现了镍在供和需方面的矛盾。所以在不锈钢与许多其他合金领域（如大型铸锻件用钢、工具钢、热强钢等）中，特别是镍的资源比较缺乏的国家，广泛地开展了节镍和以其他元素代镍的科学研究与生产实践，在这方面研究和应用比较多的是以锰和氮来代替不锈钢与耐热钢中的镍。 锰对于奥氏体的作用与镍相似，锰在钢中稳定奥氏体的作用约为镍的二分之一。
