金属材料大纲

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1、一：金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。①黑色金属乂称钢铁材料，包括含铁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、高温合金不锈钢、精密合金等。广义的黑色金属还包括珞、猛及其合金。②有色金属是指除铁、珞、镒以外的所有金属及其合金，通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等，有色合金的强度和映度--般比纯金属高，并H电阻大、电阻温度系数小。③特种金属材料包括•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

2、及准晶、微晶、纳米晶金属材料等；还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金以及金属基复合材料等。二金属材料的性能一般分为工艺性能和使川性能（使川范围和好坏）两类在机械制造业中，一般机械零件都是在常温、常压和非强烈腐蚀性介质中使用的，且在使用过程屮各机械零件都将承受不同载荷的作川。金属材料在载荷作川下抵抗破坏的性能，称为机械性能（或称为力学性能，是零件的设计和选材时的主要依据）。金属材料的性能主要分为四个方面，即：机械性能、化学性能、物理性能、工艺性能。1•物理性能：⑴密度（比重）⑵熔点：⑶热膨胀性⑷磁性⑸电学性

3、能主要考虑其电导率，2工艺性能：⑴切削加工性能：⑵可锻性：⑶可铸性⑷可焊性：三：强度是指金属材料在静荷作用下抵抗破坏（过量塑性变形或断裂）的性能，强度也分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等，使用中一般较多以抗拉强度作为故基本的强度指针。分为抗拉强度极限（ob）、抗弯强度极限（obb）、抗压强度极限（obc）等测试：⑴强度极限：⑵屈服强度极限：⑶弹性极限：⑷弹性模数：四：塑性是指金属材料存载荷作用下，产生塑性变形（永久变形）而不破坏的能力。金属材料的延伸率和断面收缩率愈大，表示该材料的塑性愈好，即材料能承受较大的塑性变形而

4、不破坏。一般把延伸率大于百分之五的金属材料称为蜩性材料（如低碳钢等）。此外，須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，必须满足一定的塑性指标。五：陨度是衡量金属材料软硬程度的指针。常川的方法有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HRA60kg、HRBIOOkg、HRC150kg）和维氏硕度（HV）120kg等方法。--般硬度越高，耐磨性越好。常用的硕度指标有布氏换度、洛氏硕度（当HB>450,常用的洛氏碾度标尺是A、B、C三种（HRA、HRB、HRC）。其中C标尺应用最为广泛

5、。）和维氏硬度。t为温度，6为伸长率，。为应力；或者以表示，V为蠕变速度六：前血所讨论的强度、犁性、硬度都是金属在静载荷作用下的机械性能指针。实际上，许多机器零件都是在循环载荷下工作的，在这种条件下零件会产生疲劳。七：以很大速度作用于机件上的载荷称为冲击载荷，金屈在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力叫做冲击韧性。八：金属材料疲劳断裂的特点是：（1）载荷应力是交变的；⑵载荷的作用时间较长；⑶断裂是瞬吋发生的；⑷无论是塑性材料还是脆性材料，在疲劳断裂区都是脆性的。所以，疲劳断裂是工程上最常见、最危险的断裂形式。九：金局材料的疲劳现象，按条

6、件不同可分为下列儿种：⑴高周疲劳：指在低应力（工作应力低于材料的屈服极限，甚至低于弹性极限）条件下，应力循环周数在100000以上的疲劳。它是最常见的-•种疲劳破坏。高周疲劳一•燉简称为疲劳。⑵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以下的疲劳。由于交变的塑性应变在这种疲劳破坏中起丄要作丿IJ,因而,也称为塑性疲劳或应变疲劳。⑶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。⑷腐蚀疲劳：指机髀部件在交变载荷和腐蚀介质（如酸、碱、海水、活性气体等）的

7、共同作用下，所产牛的疲劳破坏。⑸接触疲劳：这是指机器零件的接触表血，在接触应力的反复作用下，出现麻点剥落或表血压碎剥落，从而造成机件失效破坏。十：而士久'性建筑金属腐蚀的匸要形态①均匀腐蚀。金属表面的腐蚀使断面均匀变薄。因此，常川年平均的片度减损值作为腐蚀性能的指标（腐蚀率）。钢材在大气中一般呈均匀腐蚀。②孔蚀。金属腐蚀呈点状并形成深坑。孔蚀的产牛•金属的本性及其所处介质有关。在含有氯盐的介质中易发生孔蚀。孔蚀常用最大孔深作为评定指标。管道的腐蚀多考虑孔蚀问题。③电偶腐蚀。不同金属的接触处，凶所具不同电位而产生的腐蚀。④缝隙腐蚀

8、。金属表血在缝隙或其他隐蔽区域部常发牛rtr丁•不同部位间介质的组分和浓度的差异所引起的局部腐蚀。①应力腐蚀。在腐蚀介质和较高拉应力共同作川下，金属表面产生腐蚀并向内扩展成微裂纹,常导致突然破断。混凝土中的高强度钢筋（钢丝）可能发生这种破坏。1•按化学成分分类可