无机材料概论总结

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1、无机材料概论前言：材料是人类生活和生产的物质基础，是人类认识自然和改造自然的工具，是人类进步程度的主要标志。可以这样说，自从人类一出现就开始了使用材料。材料的历史与人类史一样久远。从人类的出现到二十一世纪的今天，人类的文明程度不断提高，材料及材料科学也在不断发展。在人类文明的进程中，材料大致经历了‘‘1．使用纯天然材料的初级阶段2．人类单纯利用火制造材料的阶段3．利用物理与化学原理合成材料的阶段4．材料的复合化阶段5．材料的智能化阶段这五个阶段。当前，高技术新材料的发展日新月异，材料科学的内涵也将日益丰富。我们每

2、一天都与材料打交道，它如空气般萦绕在我们身边的每一个角落、每一分每一秒。从清晨睁开眼睛时投射入眼底的那束光开始算起，牙刷、毛巾、牙膏……无不是材料这一庞大而复杂家庭的一份子。材料是人类赖以生存和发展的物质基础，20世纪70年代人们把信息、材料和能源誉为当代文明的三大支柱。80年代以高技术群为代表的新技术革命，又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。这主要是因为材料与国民经济建设和人民生活密切相关。材料除了具有重要性和普遍性以外，还具有多样性。从物理化学属性来分，可分为金属材料、无机非金属材料、有

3、机高分子材料和不同类型材料所组成的复合材料。从用途来分，又分为电子材料、航空航天材料、核材料、建筑材料、能源材料、生物材料等。更常见的两种分类方法则是结构材料与功能材料；传统材料与新型材料。金属材料，特别是钢、铜、铝等，仍是21世纪的主要结构材料下面以物理化学的属性来详述几种类型的材料1.金属材料以钛合金为例Ti在地壳中的丰度为0.56%(质量分数，下同)，在所有按元素中居第9位，而在可作为结构材料的金属中居第4位，仅次于Al、Fe、Mg，其储量比常见金属Cu，Pb，Zn储量的总和还多。我国钛资源丰富，储量为世界

4、第一。钛合金的密度小，比强度、比刚度高，抗腐蚀性能、高温力学性能、抗疲劳和蠕变性能都很好，具有优良的综合性能，是一种新型的、很有发展潜力和应用前景的结构材料。近年来，世界钛工业和钛材加工技术得到了飞速发展，海绵钛、变形钛合金和钛合金加工材的生产和消费都达到了很高的水平，在航空航天领域、舰艇及兵器等军品制造中的应用日益广泛，在汽车、化学和能源等行业也有着巨大的应用潜力。一、钛及钛合金的特性 　　钛及钛合金具有许多优良特性，主要体现在如下几个方面： 　　1.强度高。钛合金具有很高的强度，其抗拉强度为686—117

5、6MPa，而密度仅为钢的60%左右，所以比强度很高。 　　2.硬度较高。钛合金(退火态)的硬度HRC为32—38。 　　3.弹性模量低。钛合金(退火态)的弹性模量为1.078×10－1.176×10MPa，约为钢和不锈钢的一半。 　　4.高温和低温性能优良。在高温下，钛合金仍能保持良好的机械性能，其耐热性远高于铝合金，且工作温度范围较宽，目前新型耐热钛合金的工作温度可达550—600℃；在低温下，钛合金的强度反而比在常温时增加，且具有良好的韧性，低温钛合金在－253℃时还能保持良好的韧性。 　　5.钛的抗

6、腐蚀性强。钛在550℃以下的空气中，表面会迅速形成薄而致密的氧化钛膜，故在大气、海水、硝酸和硫酸等氧化性介质及强碱中，其耐蚀性优于大多数不锈钢。 　　 　　二、钛及钛合金的加工性能 　　1.切削加工性能 　　钛合金强度高、硬度大，所以要求加工设备功率大，模具、刀具应有较高的强度和硬度。切削加工时，产生高温，而钛合金高温时化学活性很高，容易与空气中的氢、氧等气体杂质发生化学反应，生成硬化层，同时进一步加剧了刀具的磨损；钛合金切削加工中，工件材料极易与刀具表面粘结，加上很高的切削温度，所以刀具易于产生扩散磨损和

7、粘结磨损。 　　　　2.挤压加工性能 　　对钛及钛合金进行挤压加工时，要求挤压温度高，挤压速度快，以防温降过快，同时应尽量缩短高温坯锭与模具的接触时间。因此挤压模具应选用新型耐热模具材料，坯锭由加热炉到挤压筒的输送速度也要快。由于钛合金热导率低，表层温度下降后，内层坯料热量不能及时传输到表层补充，会出现表面硬化层，而使得变形难以继续进行。同时，表层与内层会产生很大的温度梯度，即使能成形，也容易造成变形和组织不均匀。 　　4.锻压加工性能 　　钛合金对锻造工艺参数非常敏感，锻造温度、变形量、变形及冷却速度

8、的改变都会引起钛合金组织性能的变化。为更好地控制锻件的组织性能，近几年，热模锻造、等温锻造等先进的锻造技术在钛合金的锻造生产中得到了广泛应用。 　钛合金的变形抗力随变形速度的增加提高较快，锻造温度对钛合金变形抗力影响更大，因此常规锻造必须在锻模内冷却最少的情况下完成。间隙元素(如O、N、C)的含量对钛合金的锻造性也有显著影响。 转贴于中国论文下载中5.铸造工艺性能