先进金属结构关键是哪些资料 (先进金属结构材料 周健)

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• 先进金属结构关键是哪些资料
• 磷化工艺流程
• 1215钢材 属于哪个规范

先进金属结构关键是哪些资料

十二五中国将重点开展上流金属结构资料：一、高质量不凡钢。

以满足装备制作和严重工程需求为指标，开展高功能和公用特种优质钢材。

重点开展核电大型锻件、特厚钢板、换热管、堆内构件用钢及其配套焊接资料，放慢开展超超临界锅炉用钢及高温低压转子资料、特种耐侵蚀油井管及造船板、修建桥梁用高强钢筋和钢板，成功自主化。

踊跃开展节镍型高功能不锈钢、高强汽车板、高规范轴承钢、齿轮钢、工模具钢、高温合金及耐蚀合金资料。

严重装备关键配套金属结构资料1、电力 核电用汽轮机转子锻件、发电机转轴锻件、承压壳体资料、换热管材、堆内构件资料、锆合金包壳管等；超超临界火电机组锅炉管、叶片、转子；燃机用高温合金叶片、高温合金轮盘锻件；水电机组用大轴锻件、抗撕裂钢板、薄镜板锻件等。

2、交通运输 轨道列车用大型多孔异型空心铝合金型材、高速铁路车轮车轴及轴承用钢；车辆用第三代汽车钢及超高强钢、高质量铝合金车身板、变截面轧制板、大型镁合金压铸件、型材及宽幅板材等。

3、船舶及陆地工程 船用高强度易焊接宽厚板、特种耐侵蚀船板、货油舱和压载舱等关系耐蚀管系资料、殷瓦钢等；陆地工程用高强度特厚齿条钢、大口径高强度无缝管、不锈钢管及硬件、深水系泊链、超高强度钢等。

4、航空航天 高强、高韧、高耐挫伤容限铝合金厚、中、薄板，大规格锻件、型材、大型复杂结构铝材焊接件、铝锂合金、大型钛合金材、高温合金、高强高韧钢等。

二、新型轻合金资料。

以轻质、高强、大规格、耐高温、耐侵蚀、耐疲劳为开展方向，开展高功能铝合金、镁合金和钛合金，重点满足大飞机、高速铁路等交通运输装备需求。

踊跃开发高功能铝合金种类及大型铝合金材加工工艺及装备，放慢镁合金制备及深加工技术开发，展开镁合金在汽车零部件、轨道列车等畛域的运行示范。

踊跃开展高功能钛合金、大型钛板、带材和焊管等。

什么是上流金属结构资料的关键技术和装备1、高质量不凡钢技术 开发超高纯铁（S+P＜35ppm）冶炼、大规格铸锭熔铸、大锻件最佳化学成调配比、成型和热解决工艺技术，低老本、低能耗高质量特钢流程技术。

2、新型轻合金资料技术 开展高洁净、高平均性合金冶炼和凝结技术，大规格铸锭均质化半连铸技术，大型材等温挤压、拉伸与校对技术，复杂锻件等温模锻、铝合金板材新型轧制、中厚板（80-200mm）固溶淬火、预拉伸与多级时效技术，高功能铸造镁合金及高强韧变形镁合金制备、低老本镁合金大型型材和宽幅板材加工、侵蚀管理及防护技术，钛合金冷床炉熔炼、15吨以上铸锭加工、2吨以上模锻件锻压、型材挤压、异型管棒丝材成型和残料回收技术。

3、上流金属结构资料关键装备 开发高功率（单枪功率≥500Kw）电子束炉和等离子炉，大型特钢精炼真空电渣炉，高污浊大规格铝锭半连铸装备，等温模锻、等温挤压、固溶淬火、三级时效等装备，大型厚板预拉伸、时效成型热压及超声摩擦搅拌焊接装备，8吨以上钛合金熔炼真空自耗电弧炉，30MN以上镁合金压铸机和挤压机，大面积等温焊接等成套装备。

磷化工艺流程

总述：磷化（phosphorization）是一种化学与电化学反响构成磷酸盐化学转化膜的环节，所构成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。

磷化的目的关键是：给基体金属提供包全，在必定水平上防止金属被侵蚀；用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防侵蚀才干；在金属冷加工工艺中起减摩润滑经常使用。

磷化解决工艺运行于工业己有90多年的历史，大抵可以分为三个时期:奠定磷化技术基础时期、磷化技术迅速开展时期和宽泛运行时期。

磷化膜用作钢铁的防侵蚀包全膜，最早的牢靠记录是英国Charles Ross于1869年取得的专利(.3119)。

从此，磷化工艺运行于工业消费。

在近一个世纪的漫长岁月中，磷化解决技术积攒了丰盛的阅历，有了许多严重的发现。

一战时期，磷化技术的开展核心由英国转移至美国。

1909年美国将锌、氧化锌或磷酸锌盐溶于磷酸中制成了第一个锌系磷化液。

这一钻研成绩大大促成了磷化工艺的开展，拓宽了磷化工艺的开展出路。

Parker防锈公司钻研开发的Parco Power配制磷化液，克制T许多缺陷，将磷化解决时期提高到lho 1929年Bonderizing磷化工艺将磷化时期缩短至10min, 1934年磷化解决技术在工业上取得了反派性的开展，即驳回了将磷化液放射到工件上的方法。

二战完结以后，磷化技术很少有打破性停顿，只是稳步的开展和完善。

磷化宽泛运行于防蚀技术，金属冷变形加工工业。

这个时期磷化解决技术关键改良关键有:高温磷化、各种管理磷化膜膜重的方法、延续钢带高速磷化。

以后，磷化技术畛域的钻研方向关键是围绕提高质量、缩小环境污染、节俭 动力启动。

（二）磷化是罕用的前解决技术，原理上应属于化学转换膜解决，关键运行于钢铁外表磷化，有色金属（如铝、锌）件也可运行磷化。

（三）磷化基础常识一、磷化原理1、磷化工件（钢铁或铝、锌件）浸入磷化液（某些酸式磷酸盐为主的溶液），在外表堆积构成一层不溶于水的结晶型磷酸盐转换膜的环节，称之为磷化。

2、磷化原理钢铁件浸入磷化液（由Fe(H2PO4)2 Mn(H2PO4)2 Zn(H2PO4)2 组成的酸性稀水溶液，PH值为1-3，溶液相对密度为1.05-1.10）中，磷化膜的生成反响如下：吸热3Zn(H2PO4)2 Zn3(PO4)2↓+4H3PO4 或吸热吸热3Mn(H2PO4)2 Mn3(PO4)2↓+4H3PO4吸热钢铁工件是钢铁合金，在磷酸作用下，Fe和FeC3构成有数原电池，在阳极区，铁开局熔解为Fe2+，同时放出电子。

Fe+2H3PO4 Fe (H2PO4)2+H2↑Fe Fe2+ +2e-在钢铁工件外表左近的溶液中Fe2+始终参与，当Fe2+与HPO42-，PO43-浓度大于磷酸盐的溶度积时，发生积淀，在工件外表构成磷化膜：Fe(H2PO4)2 FeHPO4↓+ H3PO4Fe+ Fe(H2PO4)2 2FeHPO4↓+ H2↑3FeHPO4 Fe 3(PO4)2↓+ H3PO4Fe+ 2FeHPO4 Fe 3(PO4)2↓+H2↑阴极区放出少量的氢：2H+ +2e- H2↑O2 + 2H20 + 4e- 4OH-总反响式：吸热3Zn(H2PO4)2 Zn3(PO4)2↓+4H3PO4 吸热吸热Fe+3Zn(H2PO4)2 Zn3(PO4)2↓+2FeHPO4↓+3 H3PO4+2 H2↑放热二、磷化分类1、按磷化解决温度分类（1）高温型80—90℃解决时期为10-20分钟，构成磷化膜厚达10-30g/m2,溶液游离酸度与总酸度的比值为1：（7-8）好处：膜抗蚀力强，联合力好。

缺陷：加温时期长，溶液挥发量大，能耗大，磷化堆积多，游离酸度不稳固，结晶粗细不平均，已较少运行。

（2）中温型50-75℃，解决时期5-15分钟，磷化膜厚度为1-7 g/m2，溶液游离酸度与总酸度的比值为1：（10-15）好处：游离酸度稳固，易把握，磷化时期短，消费效率高，耐蚀性与高温磷化膜基本相反，目前运行较多。

（3）高温型30-50℃ 节俭动力，经常使用繁难。

（4）常温型10-40℃ 常（低）温磷化（除加氧化剂外，还加促成剂），时期10-40分钟，溶液游离酸度与总酸度比值为1：（20-30），膜厚为0.2-7 g/m2。

好处：不需加热，药品消耗少，溶液稳固。

缺陷：解决时期长，溶液配制较繁。

2、按磷化液成分分类（1）锌系磷化（2）锌钙系磷化（3）铁系磷化（4）锰系磷化（5）复合磷化 磷化液由锌、铁、钙、镍、锰等元素组成。

3、按磷化解决方法分类（1）化学磷化将工件浸入磷化液中，依托化学反响来成功磷化，目前运行宽泛。

（2）电化学磷化在磷化液中，工件接正极，钢铁接负极启动磷化。

4、按磷化膜质量分类（1）重量级（厚膜磷化） 膜重7.5 g/m2以上。

（2）次重量级（中膜磷化）膜重4.6-7.5 g/m2。

（3）轻量级（薄膜磷化）膜重1.1-4.5 g/m2。

（4）次轻量级（特薄膜磷化）膜重0.2-1.0 g/m2。

5、按施工方法分类（1）浸渍磷化 实用于高、中、高温磷化 特点：设施繁难，仅需加热槽和相应加热设施，最好用不锈钢或橡胶衬里的槽子，不锈钢加热管道应放在槽两侧。

（2）喷淋磷化 实用于中、高温磷化工艺，可解决大面积工件，如汽车、冰箱、洗衣机壳体。

特点：解决时期短，成膜反响速度快，消费效率高，且这种方法取得的磷化膜结晶致密、平均、膜薄、耐蚀性好。

（3）刷涂磷化上述两种方法不可实施时，驳回本法，在常温下操作，易涂刷，可除锈蚀，磷化后工件人造枯燥，防锈功能好，但磷化效果不如前两种。

三、磷化作用及用途1、磷化作用（1）涂装前磷化的作用①增强涂装膜层（如涂料涂层）与工件间联合力。

②提高涂装后工件外表涂层的耐蚀性。

③提高装璜性。

（2）非涂装磷化的作用①提高工件的耐磨性。

②令工件在机加工环节中具备润滑性。

③提高工件的耐蚀性。

2、磷化用途钢铁磷化关键用于耐蚀防护和油漆用底膜。

（1）耐蚀防护用磷化膜①防护用磷化膜 用于钢铁件耐蚀防护解决。

磷化膜类型可用锌系、锰系。

膜单位面积质量为10-40 g/m2。

磷化后涂防锈油、防锈脂、防锈蜡等。

②油漆底层用磷化膜参与漆膜与钢铁工件附着力及防护性。

磷化膜类型可用锌系或锌钙系。

磷化膜单位面积质量为0.2-1.0 g/m2（用于较大形变钢铁件油漆底层）；1-5 g/m2（用于普通钢铁件油漆底层）；5-10 g/m2（用于不出现形变钢铁件油漆底层）。

（2）冷加工润滑用磷化膜钢丝、焊接钢管拉拔 单位面积上膜重1-10 g/m2；精细钢管拉拔 单位面积上膜重4-10 g/m2；钢铁件冷挤压成型 单位面积上膜严重于10 g/m2。

（3）减摩用磷化膜磷化膜可起减摩作用。

普通用锰系磷化，也可用锌系磷化。

关于有较小动配合间隙工件，磷化膜质量为1-3 g/m2；对有较大动配合间隙工件（减速箱齿轮），磷化膜质量为5-20 g/m2。

（4）电绝缘用磷化膜普通用锌系磷化。

用于电机及变电器中的硅片磷化解决。

四、磷化膜组成及性质分类 磷化液关键成份 膜组成 膜外观 单位面积膜重/ g/m2锌系 Zn(H2PO4)2 磷酸锌和磷酸锌铁 浅灰→深灰 1-60锌钙系 Zn(H2PO4)2和 Ca (H2PO4)2 磷酸锌钙和磷酸锌铁 浅灰→深灰 1-15锰系 Mn(H2PO4)2 和Fe(H2PO4)2 磷酸锰铁 灰→深灰 1-60锰锌系 Mn(H2PO4)2 和Zn(H2PO4)2 磷酸锌、磷酸锰、磷酸铁混合物 灰→深灰 1-60铁系 Fe(H2PO4)2 磷酸铁深灰色 5-102.磷化膜组成磷化膜为闪动有光，平均粗疏，灰色多孔且附着力强的结晶，结晶大局部为磷酸锌，小局部为磷酸氢铁。

锌铁比例取决于溶液成分、磷化时期和温度。

3、性质（1）耐蚀性在大气、矿物油、植物油、苯、甲苯中均有很好的耐蚀性，但在碱、酸、水蒸气中耐蚀性较差。

在200-300℃时仍具备必定的耐蚀性，当温度到达450℃时膜层的耐蚀性清楚降低。

（2）不凡性质如参与附着力，润滑性，减摩耐磨作用。

五、磷化工艺流程除油除锈→水洗→磷化→水洗→磷化后解决六、影响起因1、温度温度愈高，磷化层愈厚，结晶愈细小。

温度愈低，磷化层愈薄，结晶愈细。

但温度不宜过高，否则Fe2+ 易被氧化成Fe3+，放大积淀物量，溶液不稳固。

2、游离酸度游离酸度指游离的磷酸。

其作用是促使铁的溶解，已构成较多的晶核，使膜结晶致密。

游离酸渡过高，则与铁作用放慢，会少量析出氢，令界面层磷酸盐不易饱和，造成晶核构成艰巨，膜层结构蓬松，多孔，耐蚀性降低，令磷化时期延伸。

游离酸渡过低，磷化膜变薄，甚至无膜。

3、总酸度总酸度指磷酸盐、硝酸盐和酸的总和。

总酸度普通以管理在规则范围 下限为好，无利于减速磷化反响，使膜层晶粒细，磷化环节中，总酸度始终降低，反映缓慢。

总酸渡过高，膜层变薄，可加水稀释。

总酸渡过低，膜层蓬松毛糙。

4、PH值锰系磷化液普通管理在2-3之间，当PH＞3时，共件外表易生成粉末。

当PH‹1.5时难以成膜。

铁系普通管理在3-5.5之间。

5、溶液中离子浓度①溶液中Fe2+极易氧化成 Fe3+，造成不易成膜。

但溶液中Fe2+浓度不能过高，否则，构成的膜晶粒细小，膜外表有白色浮灰，耐蚀性及耐热性降低。

②Zn2+的影响，当Zn2+浓渡过高 ，磷化膜晶粒细小，脆性增大，外表呈白色浮灰；当Zn2+浓渡过低，膜层蓬松变暗。

七、磷化后解决目的：参与磷化膜的抗蚀性、防锈性。

八、磷化渣1、磷化渣的影响①磷化中生成的磷化渣，既糜费药品又放大清渣上班量，解决不好还影响磷化质量，视为不利。

②磷化中在生成磷化渣的同时还会挥收回磷酸，有助于维持磷化液的游离酸度，坚持磷化液的平衡，视为无利。

2、磷化渣生成的管理①降低磷化温度。

②降低磷化液的游离酸度。

③提高磷化速度，缩短磷化时期。

④提高NO-3 与PO3-4的比值。

九、磷化膜质量测验①外观测验肉眼观察磷化膜应是平均、延续、致密的晶体结构。

外表不应有未磷化德的剩余空白或锈渍。

因为前解决的方法及效果的不同，准许出现色泽不一的磷化膜，但不准许出现褐色。

②耐蚀性审核⑴浸入法将磷化后的样板浸入3％的氯化钠溶液中，经两小时后取出，外表无锈渍为合格。

出现锈渍时期越长，说明磷化膜的耐蚀性越好。

②点滴法室温下，将蓝点试剂滴在磷化膜上，观察其变色时期。

磷化膜厚度不同，变色时期不同。

厚膜＞5分钟，中等膜＞2分钟，薄膜＞1分钟。

十、游离酸度及总酸度的测定。

1、游离酸度的测定用移液管吸取10 ml试液于250ml锥形瓶中，加50ml蒸馏水，加2—3滴甲基橙批示剂（或溴酚蓝批示剂）。

用0.1mol/l氢氧化钠规范液滴定至溶液呈橙色（或用溴酚蓝批示剂滴定至由黄变蓝紫色）即为终点，记下的耗氢氧化钠规范液毫升数即为滴定的游离酸度点数。

2、总酸度的测定用移液管吸取10 ml试液于250ml锥形瓶中，加50ml蒸馏水，加2—3滴酚酞批示剂。

用0.1mol/l氢氧化钠规范液滴定至粉白色即为终点，记下的耗氢氧化钠规范液毫升数即为滴定的总酸度点数。

十一、有色金属磷化关键是铝件及锌件的磷化。

1215钢材 属于哪个规范

1215是美国ASTM/AISIBI规范系列中的一种易切钢，对应于美国国标UNS的G。

它的化学成份CSiMnPSPb 1215≤0.09≤0.100.75-1.050.04-0.090.26-0.35。

与之相相似是Y15的国标为GB/T 8731-1988的易切削结构钢，用于制作普通不关键的规范件，如螺栓、螺母、管接头、弹簧座等，Y15的C含量稍微高一点,其强度稍高于1215。