金属材料相关知识.doc

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1、金属材料知识一、金属材料的分类 （一）按组成成分 　　纯金属（简单金属）：指由一种金属元素组成的物质。目前已知纯金属约有八十多种，但工业上采用的甚少。 　　合金（复杂金属）：指由一种金属元素（为主的）与另外一种（或几种）金属元素（或非金属元素）组成的物质。它的种类甚多，如工业上常用的生铁和钢就是铁碳合金，黄铜就是钢锌合金。由于合金的各项性能一般较优于纯金属，因此在工业上合金的应用比纯金属广泛。 （二）按实用 　　1、黑色金属：指和铁的合金，加生铁、铁合金、铸铁和钢 　　2、有色金属：又称非铁金属，指除黑色金属外的金属和合金，如铜、铝、锌、锡、

2、镍、铅、钛、镁以及铜合金、铝合金、镍合金、钛合金、镁合金和轴承合金等。 　　另外，在工业上还采用铬、锰、钼、钨、钒、钴等，作为改善金属性能用的合金元素，其中钨、钴多用于生产刀具用的硬质合金。所有上述有色金属，都称为工业用金属，以区别于贵金属（铂、金、银等）与稀有金属（包括放射性的铀、镭等）。密度小于4.5g/cm3的有色金属称为重金属,如铜、镍、铅、锌、锡等金属及其合金。二、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

3、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）力学性能也叫机械性能。 　材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。 （一）、机械性能 　　机械性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的特性 　　1、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。 　　2、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0.2%L。时应力值，单位用牛顿/毫米2（N/mm2）表示。 　　3、

4、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。 　　4、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。 　　5、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。 　　6、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） 　　7、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） （二）、工艺性能 　　工艺性能指材料承受各种加工、处理的能力的那些性能。 　　

5、1、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。 　　2、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。 　　3、顶气段性能：指金属材料能承授予顶锻而不破裂的性能。 　　4、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。 　　5、冲压性能：金属材料承受冲压变形加工而不破裂的

6、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。 　　6、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。 （三）、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。 　　1、耐腐蚀性：指金属材料抵抗各种介质侵蚀的能力。 　　2、抗氧化性：指金属材料在高温下，抵抗产生氧化皮能力。三、金属组织与热处理 （一）、金属组织 　　1、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）。 　　2、合金：由两种或两

7、种以上金属或金属与非金属组成，具有金属特性的物质。 　　3、相：合金中成份、结构、性能相同的组成部分。 　　4、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。 　　5、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。 　　6、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。 　　7、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

8、成分具有独立的机械性能。 　　8、铁素全：碳在α-Fe（体心立方结构的铁）中的间隙固溶体。 　　9、奥氏体：碳在γ-Fe（面心立方结构的铁）中的间隙固溶体。 　　1