金属材料定义

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1、金属材料定义金属元素或以金属元索为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属间化合物和种金属材料等。意义:人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系I•分密切。继石器时代Z后出现的铜器时代、铁器时代，均以金属材料的应用为其时代的显著标志。现代，种类繁多的金属材料己成为人类社会发展的重耍物质基础。种类:金屈材料通常分为黑色金屈、有色金屈和特种金屈材料。①黑色金屈乂称钢铁材料，包押i含铁90%以上的工业纯铁，含碳2%〜4%的铸铁，含碳小于2%的碳钢，以及各种川途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、精密合金等。广义的黑色金属还包括倂

2、、镒及其合金。②有色金属是指除饮、饼、镒以外的所冇金属及其介金，通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀冇金属和稀土金属等。冇色合金的强度和硕度一般比纯金属高，并且电阻人、电阻温度系数小。③特种金属材料包插不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金屈材料，以及准晶、微晶、纳米晶金屈材料等；还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐會、减振阻尼等特殊功能合金，以及金属基复合材料等。性能:一般分为工艺性能和使用性能两类。所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中,金属材料在所定的冷、热加丁•条件下表现出來的性能。金属材

3、料工艺性能的好坏,决定了它在制造过程中加工成形的适应能力。由于加工条件不同，要求的工艺性能也就不同，如铸造性能、可焊性、可锻性、热处理性能、切削加工性等。所谓使用性能是指机械零件在使用条件下，金属材料表现岀來的性能，它包插力学性能、物理性能、化学性能等。金屈材料使川性能的好坏，决定了它的使川范围与使川寿命。在机械制适业屮，一般机械零件都是在常温、常压和非常强烈腐蚀性介质中使用的，H在使用过程中各机械零件都将承受不同载荷的作用。金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能，称为力学性能（过去也称为机械性能）。金属材料的力学性能是零件的设计和选材时的主

4、要依据。外加载荷性质不同（例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循坏载荷等），对金丿屈材料耍求的力学性能也将不同。常用的力学性能包拆：强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。金属材料的疲劳许多机械零件和工程构件，是承受交变载荷工作的。在交变载荷的作用下，址然应力水平低于材料的屈服极限，但经过长时间的应力反复循环作用以后，也会发生突然脆性断裂，这种现彖叫做金属材料的疲劳。金属材料疲劳断裂的特点是：（1）载荷应力是交变的；（2）载荷的作用时间较长；（3）断裂是瞬时发生的；（4）无论是槊性材料还是脆性材料，在疲劳断裂区都是脆性的。所以，疲劳

5、断裂是工程上绘常见、绘危险的断裂形式。金屈材料的疲劳现象，按条件不同可分为下列儿种：（1）高周疲劳：指在低应力（工作应力低于材料的屈服极限，共至低于弹性极限）条件下，应力循环周数在100000以上的疲劳。它是最常见的一种疲劳破坏。高周疲劳般简称为疲劳。（2）低周疲劳：指在高应力（工作应力接近材料的屈服极限）或高应变条件下，应力循环周数在10000-100000以卜•的疲劳。由丁•交变的塑性应变在这种疲劳破坏中起主耍作用，因而，也称为塑性疲劳或应变疲劳。（3）热疲劳：指由于温度变化所产生的热应力的反复作用，所造成的疲劳破坏。（4）腐蚀疲劳：

6、指机器部件在交变载荷和腐蚀介质（如酸、碱、海水、活性气体等）的共同作用下，所产生的疲劳破坏。（5）接触疲劳：这是指机器零件的接触表面，在接触应力的反复作用下，岀现麻点剥落或农面压碎剥落，从而造成机件失效破坏。金属材料的塑性槊性是指金属材料在载荷外力的作用下，产生永久变形（塑性变形）而不被破坏的能力。金属材料在受到拉伸时，长度和横截ifii积都要发生变化，因此，金属的槊性可以用长度的伸氏（延伸率）和断面的收缩（断面收缩率）两个指标來衡量。金属材料的延伸率和断面收缩率愈人，衣示该材料的槊性愈好，即材料能承受较人的星性变形而不破坏。-•般把延伸

7、率人于百分Z五的金属材料称为塑性材料（如低碳钢等），而把延伸率小于百分Z五的金屈材料称为脆性材料（如灰口铸铁等）。塑性好的材料，它能在较大的宏观范围内产生塑性变形，并在塑性变形的同时使金属材料因槊性变形而强化，从而捉高材料的强度，保证了零件的安全使用。此外，槊性好的材料可以顺利地进行某些成型工艺加工，如冲压、冷弯、冷拔、校直等。因此，选择金属材料作机械零件时，必须满足一定的劇性指标。字串2金属材料的硬度硬度表示材料抵抗硬物体压入莫表面的能力。它是金属材料的巫耍性能指标Z—。一般硬度越高，耐辭性越好。常用的碾度指标有布氏硕度、洛氏硕度和维氏

8、硕度。1•布氏硬度（HB）以一定的载荷（一-般3000kg）把一定大小（直径一般为10mm）的淬硕钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积Z比值，即为布氏硬度值（HB）,单位为