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常见金属材料基础知识第一章概述在机械、工程等工业领域中, 采用的材料种类及品种繁多、涉及范围及其广泛。其分类如下: 铁黑色金属碳钢合金钢金属材料 1 轻有色金属有色金属重有色金属稀土金属合成塑料有机非金属材料合成橡胶合成纤维树脂基复合材料非金属材料复合材料金属基复合材料非金属基复合材料陶瓷材料玻璃材料无机非金属材料石磨及碳工程材料(基本材料) 木材、水泥、混凝土等 1 金属组织金属:具有不透明、金属光泽良好的导热和导电性并且其导电能力随温度的增高而减小,富有延性和展性等特性的物质。金属内??部原子具有规律性排列的固体(即晶体)。合金:由两种或两种以上金属或金属与非金属组成,具有金属特性的物质。??相:合金中成份、结构、性能相同的组成部分。??固溶体: 是一个( 或几个) 组元的原子( 化合物) 溶入另一个组元的晶格中, 而仍保持另一组元的晶格类型的固态金属晶体,固??溶体分间隙固溶体和置换固溶体两种。固溶强化: 由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点, 使晶格发生畸变, 使固溶体硬度和强度升高,这种现象叫固溶强化现象。??化合物:合金组元间发生化合作用,生成一种具有金属性能的新的晶体固态结构。??机械混合物: 由两种晶体结构而组成的合金组成物, 虽然是两面种晶体, 却是一种组成成分, 具有独立的机械性能。??随着生产的迅速发展, 特别是电子产业、航空航天技术的突飞猛进, 不断地对材料的性能 2 提出了愈来愈高的要求。而传统单一材料往往不能全面满足强度、韧性、重量和稳定性等方面的要求, 为使各种材料之间的优点互补, 获得性能更加优越的材料, 人们研制出各种新型复合材料。就是由两种或两种以上不同材料的组合材料, 其性能通常兼有组成材料的各种优点,有着非常广阔的发展前景。中国经过几十年的努力,钢铁工业已同过去的仅能生产 100 多个钢种、 400 多个品种的钢材发展到现在能生产 1000 多个钢种、4 万多个品种的钢材, 特别是国防工业和高精尖技术, 包括原子弹、氢弹、导弹、核潜艇、通讯卫星、火箭等需要的关键金属 3 材料。都已由国内自行研制开发成功,最大限度满足了其需要。 2 金属材料性能为更合理使用金属材料, 充分发挥其作用, 必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情况下应具备的性能(使用性能)及其在冷热加工过程中材料应具备的性能(工艺性能)。材料的使用性能包括物理性能(如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等) 、化学性能(耐用腐蚀性、抗氧化性) ,力学性能(机械性能) 。材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。 1 )机械性能(力学性能) :机械性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的特性。强度:材料在外力(载荷)作用下,抵抗变形和断裂的能力。材料单位面积受载荷称应力。??屈服点( бs) :称屈服强度,指材料在拉抻过程中,材料所受应力达到某一临界值时,载荷不再增加变形却继续增加或产生 %L 。??时应力值,单位用牛顿/ 毫米 2( N/mm2 )表示。抗拉强度(бb) 也叫强度极限指材料在拉断前承受最大应力值。单位用牛顿/ 毫米 2( N/mm2 ) 表示。??延伸率( δ) :材料在拉伸断裂后,总伸长与原始标距长度的百分比。??断面收缩率( Ψ)材料在拉伸断裂后、断面最大缩小面积与原断面积百分比。??硬度: 指材料抵抗其它更硬物压力其表面的能力, 常用硬度按其范围测定分布氏硬度( HBS 、 HBW )和洛氏硬度( HKA 、 HKB 、 HRC ) ??冲击韧性( Ak ) :材料抵抗冲击载荷的能力,单位为焦耳/ 厘米 2( J/cm2 ). ?? 2 )工艺性能:指材料承受各种加工、处理的能力的那些性能。铸造性能:指金属或合金是否适合铸造的一些工艺性能,主要包括流性能、充满铸模能力; 收缩性、铸件凝固时体积收缩的能力;偏析指化学成分不均性。??焊接性能: 指金属材料通过加热或加热和加压焊接方法, 把两个或两个以上金属材料焊接到一起,接口处能满足使用目的的特性。??顶气段性能:指金属材料能承授予顶锻而不破裂的性能。??冷弯性能:指金属材料在常温下能承受弯曲而不破裂性能。弯曲程度一般用弯曲角度α(外角) 或弯心直径 d ??对材料厚度 a 的比值表示,a 愈大或 d/a 愈小, 则材料的冷弯性愈好。冲压性能: 金属材料承受冲压变形加工而不破裂的能力。在常温进行冲压叫冷冲压。检验方法用杯突试验进行检验。??锻造性能:金属材料在锻压加工中能承受塑性变形而不破裂的能力。?? 3 )化学性能:指金属材料与周围介质扫触时抵抗发生化学或电化学反应的性能。耐腐蚀性:指金属材料抵抗各种介质侵蚀的能力。??抗氧化性:指金属材料在高温下,抵抗产生氧化皮能力。?? 3 本简要读本中未涉及胶泥、涂料、化学品、核材料等。第二