锻造件常用的原材料主要包括以下几种:
一、碳素钢和合金钢
碳素钢:指含有一定量的碳,且不添加其他合金元素的钢。其硬度和强度随含碳量增大而增大,塑性则随含碳量增大而减小。
合金钢:在碳素钢的基础上添加了一种或多种合金元素(如铬、镍、钼等)的钢。根据合金元素的总质量百分比,合金钢可分为低合金钢(合金元素总质量<5%)、中合金钢(合金元素总质量在5%~10%之间)和高合金钢(合金元素总质量>10%)。其中,低合金高强度钢的使用允许应力比碳素结构钢高1.4倍,主要用于工程机械、船舶、桥梁、高层建筑、锅炉及压力容器等领域;中合金钢具有耐磨、耐腐蚀、耐低温和耐高温等特性;高合金钢冶炼工艺复杂,成分控制严格,精炼时间长,只占钢铁总产量的一小部分,但其在淬火回火后硬度较高,按特性和用途又可细分为合金结构钢、不锈钢、耐酸钢、耐磨钢、耐热钢、合金工具钢等。
二、有色金属及其合金
铝及铝合金:铝锻件是一种轻质高强度的机械零件,具有良好的成型性、可焊性、抗腐蚀性能、导热性和导电性能等优点,广泛应用于航空航天、汽车、钢铁、电力、船舶等工业领域。
铜及铜合金:铜合金流动性、加工性好,强度高、韧性强、可塑性好、耐磨、耐腐蚀、导热性好、导电好、机械性能高,同时又具有很好的装饰作用,被广泛应用于钟表、装饰材料、电子电气设备、连接器、热交换器、水龙头、水暖、航空航天、船舶、海洋工业、核能、汽车、轨道交通、建筑等行业中。铜合金的锻造温度范围为150~200℃之间,根据成分和用途的不同,铜合金又可分为黄铜(由铜和锌组成)、青铜(在纯铜中加入锡或铅)、白铜(以镍为主要添加元素的铜基合金)等。
钛及钛合金:钛合金强度高、耐蚀性好,并且耐热性高,但工艺性能差、切削加工困难、抗磨性差,且生产工艺复杂。钛合金锻件具有密度小、强度高、耐高温、耐腐蚀等优良性能,在航空航天领域应用广泛,如飞机的发动机叶片、机身结构件等;在医疗器械领域,由于其良好的生物相容性,也被用于制作一些植入人体的器械,如人工关节等。
镁及镁合金:镁合金锻件具有重量轻、比强度和比刚度高、减震性好等特点,常用于航空航天、汽车等领域。在航空航天方面,镁合金可用于制造一些对重量要求苛刻的零部件;在汽车制造中,镁合金有助于减轻车辆重量从而提高燃油经济性,例如汽车的轮毂等部件就可能采用镁合金锻件。
三、高温合金
铁基高温合金:采用锻造或轧制方式完成,但由于其塑性区相对较窄,所以锻造难度会相对较大,不同材料的加热温度、开锻温度与终锻温度都有严格的要求。
镍基高温合金:具有耐高温、耐腐蚀、高强度、高韧性、高温氧化性能好等优点。镍基合金锻件具有很高的综合性能,广泛应用于石油、航空航天、化工、核能等领域。
钴基高温合金:同样采用锻造或轧制方式完成,具有优异的耐高温和耐腐蚀性能,适用于高温和腐蚀环境下的应用。
综上所述,锻造件常用的原材料种类繁多,选择时需要根据具体的使用环境和性能要求来确定。
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