金属材质绘制
金属材质绘制
金属不同质感：
从上面这些图例来看金属材质是非常多样的，但金属材质无非是纹理上的差别、污渍上的差别和高光上的差别。知道了这一点绘制金属材质的时候就不会无从下手了。那么下面就来通过一个实例来具体介绍一下金属材质的制作流程和技巧。
下面就是最后制作后在M A Y A中实时显示的最终效果：
不带有n o r m a l m a p和s p e c u l a r m a p的效果
带有n o r m a l m a p和s p e c u l a r m a p的效果
绘制贴图前一般我们会拿到一个简模，有的模型是会带有高模烘好的l i g h t m a p和n o r m a l m a p两张图。这个模型没有l i g h t m a p和n o r m a l m a p 需要我们来自己制作。一般游戏都是有c o n c e p t的，不过有的会很简单，是要靠自己根据游戏的风格来发挥的。这个实例没有c o n c e p t，请参考上面的最终完成图进行绘制。
简模
在绘制贴图前我们要检查一下U V是否分的合理，如果有不合理的地方在允许的情况下要进行调整。U V是绘制一个好的贴图的基础，U V分的合理我们才能更加顺手的完成绘制。分配U V要最大限度地利用空间，一个物体的不同的面尽量要保证U V大小一致。还要尽量保证U V很平竖直，如果贴图尺寸太小要考虑共用U V。
UVmap
※ 绘制贴图可以简单的分成以下五个步骤：
１、绘制D I F F U S E M A P的颜色
２、为D I F F U S E M A P添加纹理
３、绘制D I F F U S E M A P的污渍
４、用D I F F U S E M A P制作S P E C U L A R M A P
５、用D I F F U S E M A P转换N O R M A L M A P
DIFFUSEMAP的制作:
D i f f u s e m a p是最重要的贴图，n o r m a l m a p和s p e c u l a r m a p都是基于这个贴图而来的。我们要画一张1024×1024的贴图。首先，在M A Y A中导出一个1024×1024的UVmap，再在P h o t o s h o p中新建一个名为m e t a l b o x的1024×1024的空白图（图1）。然后选择将导出的UVmap按住shift 拖拽到这个图中（按住shift键拖拽，可拖拽到另外一张图的同等位置。），在图层样式中将UV图层设置为“滤色”。（图2）
（图1） （图2）根据ＵＶ和模型大体区分出不同物体的颜色。（图３、４）
（图３） （图４）
下面我们绘制l i g h t m a p（图５）。l i g h t m a p是要将模型没有表现出来的结构绘制出来，绘制视情况而定，如果时间允许可以绘制更加多的细节来丰富所做的物体。（l i g h t m a p的具体制作可以参考枪的教程）
（图５）
将l i g h t m a p图层样式设置成整片叠底，修改一下填充量使其不太强烈。（图６、７）
（图６） （图７）
绘制底部的油漆层。为了制作锈迹更加方便，我们将黄色油漆和黑色油漆分两层绘制，先绘制黄色油漆作为底色，再在另外一层绘制黑色斑纹油漆。（图８、９、１０）在绘制的过程中在两个面相接的地方会遇到接不上的问题（图１１）
（图８） （图９）
（图１０） （图１１）
像这种有规律的循环图案，我们可以采用无缝纹理的方法来解决。我们先建一个长条的图，设置底色为黄色。（图１２）
（图１２）
然后新建一个图层绘制黑色斑纹，等距摆放在黄色的底图上。（图１３）
（图１３）
选中黑色斑纹图层，应用“滤镜—其它－位移”滤镜。（图１４）
（图１４）
调整水平滑动滑杆任意位置，使图两端的接缝处位于中央即可。（图１５、１６）
（图１５）
（图１６）
修正中间接缝处即可成为无缝图案。后将黑色斑纹放于D i f f u s e m a p 的合适位置，如再有接缝可复制很黑斑纹上下或左右移动即可修复接缝。下面为前面的突出部分添加油漆纹理。选择一张破损不是很严重的亚光油漆的纹理（图１７），
（图１７）
放于D i f f u s e m a p 相应位置然后用蒙版来遮盖多余的部分。（图１８）选择一个油漆破损比较严重的纹理贴于模型的转盘处，并用蒙版遮盖。（图１９）
（图１８） （图１９）
下面来添加纹理。面积较大的绿色部分大体感觉可以参考图20。正面凸起结构中间白色金属部分的材质可以参考图21。两侧凸起部分的材质可以参考图22。管子的材质可以参考图23。
（图２０） （图２１）
（图２２） （图２３）
材质的选择没有固定的模式，选择材质根据参考图来进行挑选，可以选用不同的材质叠加在颜色图看效果，反复试验选取较好的一张叠加上去或几张综合起来叠加上去。（相应的材质以及图层透明度和图层样式的调整参数见原文件）
（图２４）
在整体纹理添加确定之后，我们要修除掉面与面之间的接缝（图２５）。这里讲一下用ZBrush中的插件ZPlink修除接缝的方法。
（图２５）
在Photoshop中选中我们要修的那一层单独显示它（图２６），并另存为一张JPEG格式的图备用。
（图２６）
在MAYA中选中有接缝的那个物体选择File—Export Selection （图27）
（图27）
导出一个OBJ格式的模型文件。（图27）（导出物体必须是单独的模型）
（图２８）打开ZBrush选择Tool—Import（图２９）
（图２９）导入刚刚导出的OBJ文件，左键点击屏幕，拖拽拉出模型。（图３０）
（图３０）并选择Edit模式。（图３１）
（图３１）
导入贴图文件。在ZBrush中选择Texture—Import选项（图３２），把刚刚存储的那个贴图JPEG文件导入进来。
（图３２）
导入进来后贴图是反的（图33）
（图33）
点选Texture选项中的Flip V ertically键翻转贴图。（图34）
转到要修改的地方（图３５）（左键在空白处点击移动为旋转，ALT键＋左键为移动，按住ALT键再按左键放手ALT键为缩放）
点击左上角的Projection Master键（图３６）
（图３６）
弹出对话框选择Colors选项，然后点击DROP NOW键（图３７）
（图３７）
点击Document选项中的ZAppLink按钮（图３８）
（图３８）
会弹出对话框，选择Unshaded layer选项（图３９）
（图３９）
点击后会自动跳转到Photoshop中（图４０）（将Photoshop设为psd格式默认打开软件）
（图40）
将接缝处用图章工具修改好（图41）
（图41）
保存后打开ZBrush软件，它会自动更新，并弹出选项。选择Return to external editor可再次到Photoshop中进行修改，选择Accept changes选项表示同意本次修改。（图４2）
（图４2）
点击Accept changes选项修改完成后，点击左上角的Projection Master键，弹出对话框后点击DROP NOW键。下面导出贴图。选择Texture—Export导出贴图。（图４3）
在Photoshop中打开导出的贴图（图４4），将其上下翻转后选择白色区域删除它，替换D i f f u s e m a p中的纹理层。
（图４4）
修改前 修改后
接下来做油漆的破损，已机器下方的警示条为例。（图４５）制作的效果可以参考（图４６）
（图４５）
（图４６）
在绘制的油漆层下面是颜色层为灰色为了使油漆脱落的地方呈铁皮的质感要在油漆层的下面为底色添加铁皮纹理（图４７）
（图４７）
制作油漆破损先在油漆层建立蒙版，在蒙版中用黑颜色来遮盖。可以借助纹理笔刷。（图４８）
（图４８） 效果
也可以选择这是素材中破损的部分作为选区来擦掉多余的部分。先打开一张素材（图４９）
（图４９）
点击选择菜单中的色彩范围（图５０）
（图５０）
弹出对话框后用吸管工具吸取灰色范围，并调节对话框中的颜色容差（图５１）使灰色区域被选中调好后点击确定。（图５２）
（图５１）
调整到合适大小在油漆图层的蒙版层用黑色填充（图５３）
（图５３）
也可以在油漆上做些变化比如用海绵工具（图５４）简单颜色来制造褪色效果，也可以在蒙版中用较小的笔刷用黑色绘画出划痕，还可以在
黄色油漆图层的蒙版中用白色绘制出是一层黑色油漆脱落后露出黄色油漆的效果。（图５５）
（图５４）
为了做出真实的效果在油漆层和铁皮中间要加入一层铁锈效果。（图５６）
（图５６）
新建一个图层，选择一张真实的铁锈纹理，按住Ctrl键点击黄色油漆层的蒙版层载入选区，在按住Ctrl＋Shift+I键反选选区。选中被蒙版遮
住的铁皮区域后点选“选择菜单—修改—收缩”选项（图５７）
设收缩量为１像素。（图５８）用黑色填充铁锈图层的蒙版层，在用白色修饰边缘使其看起来更加自然。（图５９）
（图５８）
白色突出区域做法和黑黄色带一样（图６０）
在相应的位置添加标志牌和通风口，调节它们的明度、对比度、颜色饱和度等使其和整体协调（图６１）
添加锈迹所用的方法可以借鉴为黑黄色油漆带做破损的方法，运用色彩范围的选择，来选出真实材质中所用锈迹的范围。（图６２）
添加时应选择不同的锈迹，并考虑到真实物体所具有的锈迹特点，在边角、容易磨损、雨水冲刷等处添加。（图６３、６４）
（图６３）
（图６４）
添加污渍运用上面所讲到的方法，或用纹理笔刷，或用颜色范围选择来添加污渍。可在油管接口处，油管上面等地方添加油渍等。添加时要考虑到油污的流向。（图６５）
（图６５）
添加暗面，使一些像管子下面以及一些不受光的地方暗下来。（具体添加参看原文件）
添加前 添加后
金属材料的分类及性能
金属材料的分类及性能 一、金属材料定义：是金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料。 二、金属材料分类： ①黑色金属：纯铁、铸铁、钢铁、铬、锰。 ②有色金属：有色轻金属、有色重金属、半金属、贵金属、稀有金属 三、金属材料性能： ①工艺性能：铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能、热处理性能等 ②使用性能：机械性能、物理性能、化学性能等 1. 工艺性能 金属对各种加工工艺方法所表现出来的适应性称为工艺性能，主要有以下五个方面：（1）铸造性能：反映金属材料熔化浇铸成为铸件的难易程度，表现为熔化状态时的流动性、吸气性、氧化性、熔点，铸件显微组织的均匀性、致密性，以及冷缩率等。铸造性能通常指流动性，收缩性，铸造应力，偏析，吸气倾向和裂纹敏感性。 （2）锻造性能：反映金属材料在压力加工过程中成型的难易程度，例如将材料加热到一定温度时其塑性的高低（表现为塑性变形抗力的大小），允许热压力加工的温度范围大小，热胀冷缩特性以及与显微组织、机械性能有关的临界变形的界限、热变形时金属的流动性、导热性能等。可锻性：塑性和变形抗力 （3）焊接性能：反映金属材料在局部快速加热，使结合部位迅速熔化或半熔化（需加压），从而使结合部位牢固地结合在一起而成为整体的难易程度，表现为熔点、熔化时的吸气性、氧化性、导热性、热胀冷缩特性、塑性以及与接缝部位和附近用材显微组织的相关性、对机械性能的影响等。 （4）切削加工性能：反映用切削工具（例如车削、铣削、刨削、磨削等）对金属材料进行切削加工的难易程度。 （5）热处理性能：热处理是机械制造中的重要过程之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的，所以，它是机械制造中的特殊工艺过程，也是质量管理的重要环节。 2. 机械性能：
材料科学及工程(金属材料科学及工程)
材料科学与工程(金属材料科学与工程) Materials Science & Engineering (Metallic Materials Science & Engineering） 专业代码：080205 学制：4年 Speciality Code: 080205 Schooling Years：4 years 培养目标： 培养具有良好素质，德智体全面发展的材料科学与工程面的高级工程技术人才。 目标1：（扎实的基础知识）培养学生掌握扎实的材料科学与工程学科的基础知识，特别是金属材料的成分—加工—组织—性能之间的关系，掌握各种材料的表征法及应用，掌握材料设计、制备、加工、检测和评价等面的先进理论和法。 目标2：（解决问题能力）培养学生能够创造性地利用材料科学与工程基本原理和法解决研发和工业生产中遇到的问题。 目标3：（团队合作与领导能力）培养学生在团队中的沟通和合作能力，进而能够具备材料科学与工程领域的管理能力。 目标4：（工程系统认知能力）使学生认识到材料科学与工程在国民经济以及科学技术领域中所起的重要作用，并通过学习和实践成为解决与材料有关的理论与实际问题的人才。 目标5：（专业的社会影响评价能力）培养学生正确看待材料选择、设计和应用对人们日常生活、工商业的经济结构以及人类健康所产生的潜在影响。 目标6：（全球意识能力）培养学生能够在全球化的环境里保持清晰意识，有竞争力地、负责任地行使自己的职责。 目标7：（终身学习能力）培养具有良好素质，德智体全面发展的材料科学与工程面的高级工程技术人才。学生毕业后既能从事各种传统材料、先进材料、特殊新材料的研制开发与应用，又能从事与制造、信息、汽车、生物、能源等领域和行业相关材料的工程设计及生产管理，具备终身学习的能力。 Educational Objectives: To become advanced engineering and technical personnel with good quality, comprehensive physical and moral qualities in the aspect of materials science and engineering.The students should be able to reach the following goals upon the completion of the degree program: Objective 1:[Foundations] To gain a solid understanding of the fundamental knowledge of materials science and engineering discipline, in particular of the
金属材料基础知识
金属材料及处理工艺基础知识 一、金属材料分类: 金属材料的分类有多种方式，有按照密度分的，价格分的…常用的是分类是把金属材料分成黑色金属和有色金属两大类。 1.黑色金属：通常指铁，锰、铬及它们的合金。常用的黑色材料为钢铁。其又分为三类：纯铁，钢，铸铁。 纯铁：其主要由Fe组成的，含C量在0.0218％以下，工业中很少用； 钢：含C量在0.0218%-2.3%之间的铁碳合金（不加其他元素的称碳素钢，加入其他合金元素的称合金钢）。其又可以按照成分分类（碳素钢，合金钢），用途分类（轴承钢，不锈钢，工具钢，模具钢，弹簧钢，渗碳用钢，耐磨钢，耐热钢…），品质分类（普通钢，优质钢，高级优质钢），成形方式分类（锻钢，铸钢，热轧钢，冷拉钢），形式分类（板材，棒材，管材，异形钢等）等等。 铸铁：含C量在2.3％-6.69％之间的铁碳合金成为铸铁。按石墨的形态其又可以分为灰铸铁，球墨铸铁，蠕墨铸铁等，石墨的不同形态和基体的配合而具有不同的性能。 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、锡、铅、锌、铝、镍锰以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。 二、金属材料的使用性能及指标 金属材料常用的性能指标有力学性能和物理性能。 1.力学性能：金属材料在外力作用下表现出来的各种特性，如弹性、塑性、韧性、强度、硬度等。 强度:金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力。屈服强度、抗拉强度是极为重要的强度指标，是金属材料选用的重要依据。强度的大小用应力来表示，即用单位面积所能承受的载荷(外力)来表示，常用单位为MPa。 屈服强度：金属试样在拉力试验过程中，载荷不再增加，而试样仍继续发生变形的现象，称为“屈服”。产生屈服现象时的应力，即开始产生塑性变形时的应力，称为屈服点，用符号σs表示，单位为MPa。一般的，材料达到屈服强度，就开始伴随着永久的塑性变形，因此其是非常重要的指标。 抗拉强度：金属试样在拉力试验时，拉断前所能承受的最大应力，用符号σb表示，单位为MPa。 塑性：金属材料在外力作用下产生永久变形(去掉外力后不能恢复原状的变形)，但不会被破坏的能力。 弹性：金属材料在外力作用下抵抗塑性变形的能力(去掉外力后能恢复原状的变形)。 伸长率：金属在拉力试验时，试样拉断后，其标距部分所增加的长度与原始
常见金属材料特性
45—优质碳素结构钢{最常用中碳调质钢} 主要特性最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。 应用举例 主要用于制造强度高的运动件，如透平机叶轮、压缩机活塞。轴、齿轮、齿条、蜗杆等。（焊接件注意焊前预热，焊后消除应力退火）。 Q235A(A3钢){最常用中碳素结构钢} 主要特性具有高的塑性、韧性和焊接性能、冷却性能，以及一定的强度，好的冷弯性能。 应用举例广泛用于一般要求的零件和焊接结构。如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构。 40Cr{合金结构钢} 主要特性经调质处理后，具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性，淬透性良好，油冷时可得到较高的疲劳强度，水冷时复杂形状的零件易产生裂纹，冷弯塑性中等，回火或调质后切削加工性好，但焊接性不好，易产生裂纹，焊接前应预热100～150℃，一般在调质状态下室使用，还可以进行碳氮共参和高频表面淬火处理。
应用举例调质处理后用于制造中速，中载的零件，如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等。调质并高频表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件，如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等。经淬火及中温回火后用于制造重载、中速冲击的零件，如油泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等。经淬火及低温回火后用于制造重载、低冲击、耐磨的零件，如蜗杆、主轴、轴、套环等，碳氮共渗处即后制造尺寸较大、低温冲击韧度较高的传动零件，如轴、齿轮 等。 HT150{灰铸铁} 应用举例 齿轮箱体，机床床身，箱体，液压缸，泵体，阀体，飞轮，气缸盖，带轮，轴承盖等。 35{各种标准件、紧固件的常用材料} 主要特性强度适当，塑性较好，冷塑性高，焊接性尚可。冷态下可局部镦粗和拉丝。淬透性低，正火或调 质后使用。 应用举例适于制造小截面零件，可承受较大载荷的零件:如曲轴、杠杆、连杆、钩环等，各种标准件、紧固 件。
《材料科学与工程基础》习题和思考题及答案
《材料科学与工程基础》习题和思考题及答案 第二章 2-1.按照能级写出N、O、Si、Fe、Cu、Br原子的电子排布（用方框图表示）。 2-2.的镁原子有13个中子，11.17%的镁原子有14个中子，试计算镁原子的原子量。 2-3.试计算N壳层内的最大电子数。若K、L、M、N壳层中所有能级都被电子填满时，该原子的原子序数是多少？ 2-4.计算O壳层内的最大电子数。并定出K、L、M、N、O壳层中所有能级都被电子填满时该原子的原子序数。 2-5.将离子键、共价键和金属键按有方向性和无方向性分类，简单说明理由。 2-6.按照杂化轨道理论，说明下列的键合形式： （1）CO2的分子键合（2）甲烷CH4的分子键合 （3）乙烯C2H4的分子键合（4）水H2O的分子键合 （5）苯环的分子键合（6）羰基中C、O间的原子键合 2-7.影响离子化合物和共价化合物配位数的因素有那些？ 2-8.试解释表2-3-1中，原子键型与物性的关系？ 2-9.0℃时，水和冰的密度分别是1.0005 g/cm3和0.95g/cm3，如何解释这一现象？ 2-10.当CN=6时，K+离子的半径为0.133nm(a)当CN=4时，半径是多少？(b)CN=8时，半径是多少？ 2-11.(a)利用附录的资料算出一个金原子的质量？(b)每mm3的金有多少个原子？(c)根据金的密度，某颗含有1021个原子的金粒，体积是多少？(d)假设金原子是球形(r Au=0.1441nm),并忽略金原子之间的空隙，则1021个原子占多少体积？(e)这些金原子体积占总体积的多少百分比？ 2-12.一个CaO的立方体晶胞含有4个Ca2+离子和4个O2-离子，每边的边长是0.478nm，则CaO的密度是多少？ 2-13.硬球模式广泛的适用于金属原子和离子，但是为何不适用于分子？ 2-14.计算（a）面心立方金属的原子致密度；（b）面心立方化合物NaCl的离子致密度（离子半径r Na+=0.097，r Cl-=0.181）；（C）由计算结果，可以引出什么结论？
各种金属材料的特点
各种金属材料的特点
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各种金属材料的特点 铝材类 铝材属于金属类别中有色金属之一,由于应用较广，单独介绍如下：常用有铝型材和压铸铝合金两种。其中主要由纯度高达9２％以上的铝锭为主要原材料，同时添加增加强度、硬度、耐磨性等性能金属元素，如碳、镁、硅、硫等,组成多种成分“合金”。 １.1铝型材 铝型材常见如屏风、铝窗等。它是采用挤出成型工艺,即铝锭等原材料在熔炉中熔融后，经过挤出机挤压到模具流出成型，它还可以挤出各种不同截面的型材。主要性能即强度、硬度、耐磨性均按国家标准GB60６3。优点有：重量轻仅2.8，不生锈、设计变化快、模具投入低、纵向伸长高达1０米以上。铝型材外观有光亮、哑光之分，其处理工艺采用阳极氧化处理,表面处理氧化膜达到0.12ｍ/m厚度。铝型材壁厚依产品设计最优化来选择，不是市场上越厚越好,应看截面结构要求进行设计,它可以在0.5~５ｍm不均。外行人认为越厚越强硬,其实是错误的看法。 铝型材表面质量也有较难克服的缺陷：翘曲、变形、黑线、凸凹及白线。设计者水平高者及模具设计及生产工艺合理,可避免上述缺陷不太明显。检查缺陷应按国家规定检验方法进行,即视距40~５0CＭ来判别缺陷。 铝型材在家具中用途十分广泛:屏风骨架、各种悬挂梁、桌台脚、装饰条、拉手、走线槽及盖、椅管等等，可进行千变万化设计和运用! 铝型材虽然优点多，但也存在不理想的地方: 未经氧化处理的铝材容易“生锈”从而导致性能下降，纵向强度方面比不上铁制品．表面氧化层耐磨性比不上电镀层容易刮花.成本较高,相对铁制品成本高出３~４倍左右。 １.2压铸铝合金 压铸合金和型材加工方法相比,使用设备均不同，它的原材料以铝锭(纯度92%左右)和合金材料,经熔炉融化,进入压铸机中模具成型。压铸铝产品形状可设计成像玩具那样，造型各异,方便各种方向连接，另外,它硬度强度较高,同时可以与锌混合成锌铝合金。 压铸铝成型工艺分： 1、压铸成型 2、粗抛光去合模余料 3、细抛光 另一方面，压铸铝生产过程，应有模具才能制造,其模具造价十分昂贵,比注塑模等其它模具均高。同时,模具维修十分困难，设计出错误时难以减料修复。 压铸铝缺点: 每次生产加工数量应多,成本才低。抛光较复杂生产周期慢产品成本较注塑件高３～4倍左右。螺丝孔要求应大一点（直径4.5mｍ）连接力才稳定 适应范围：台脚、班台连接件、装饰头、铝型材封口件、台面及茶几顶托等，范围十分广泛。 （2）五金类 “五金”概念属通俗说法，标准分类应划分为黑色金属和有色金属两大类，它在家具中运用有管状、棒状、板状、线、角状几种。 2.１黑色金属件
金属材料工程专业方向
金属材料工程专业方向 一、专业简介及培养目标 金属材料工程是国家经济建设的支柱，在航空航天、能源化工、国防军工、冶金机电等各行业均发挥着至关重要的作用，也是西安交通大学优势学科之一，在国内外享有较高的知名度。金属材料工程主要研究金属材料性能优化的基本理论，探索提高材料使用性能的有效途径，了解金属材料的性能特点及其工程应用。学生通过院级课程的学习已经具备了材料科学与工程方面的基础理论和一定的实验技能，本专业重点向学生介绍金属材料合金理论、常见工程构件的失效分析、材料内部缺陷的检测技术、金属功能材料、复合材料等相关知识，使学生掌握金属材料合金化基础理论知识，熟悉几种重要的金属材料及其力学性能与应用。培养学生选择材料和使用材料的科学思路。使学生能从事工程零构件的失效分析工作，提出预防零件失效的具体措施，使学生掌握金属材料内部缺陷无损检测技术，提出预防零件失效的具体的措施，了解复合材料、生物材料及功能材料的基本理论及要求，培养学生完整的金属材料知识体系。本专业的培养目标是使学生具备现代化建设所要求的系统材料知识、基础理论知识及工程技术知识，具有新材料、新产品、新工艺研究开发能力。金属材料工程专业具有学士、硕士、博士授予权，设有博士后流动站，是"211工程"建设学科的二级学科。金属材料工程专业的科学研究紧密结合国家科技发展的重大需求，瞄准国际前沿，开拓研究思路，不断提高研究水平，保持本学科在国内外的特点和优势。 二、课程设置 根据培养目标，金属材料工程专业方向的课程设置主要以金属材料为核心，课程体系包括合金与强化理论、材料选择与应用、零件失效分析、组织缺陷检测等主要内容。主要课程有：金属材料及热处理，失效分析与防止，金属功能材料，复合材料，材料无损检测技术，生物材料。 表1 金属材料工程专业课程
飞行器制造技术要点
一、概论 1、飞行器加工工艺就是通过改变原材料、毛坯或半成品的形状、尺寸、性质或表面状态，使之成为符合 设计要求的飞行器产品的零部件的方法。 2、飞行器结构设计的基本要求 （1）必须保证飞行器具有精确地气动外形 （2）在确保导弹一次使用成功的前提下，要满足规定的强度和刚度要求，必须尽量简化导弹结构、减轻质量并降低制造成本。 （3）必须使飞行器能够适应所规定的严酷自然环境和力学环境。 （4）必须使飞行器具备良好的可维修性 （5）必须强化飞行器系统及各分系统的电磁兼容设计 3、采取的措施 （1）飞行器的结构材料主要采用比强度和比刚度高的金属材料和非金属复合材料，部分采用钛合金和铝锂合金。 （2）在结构设计中，尽量采用先进工艺技术以满足飞行器结构、材料及加工精度等方面要求。 （3）由于飞行器正在朝小尺寸、大威力、超声速、超远程方向发展，因此应大力推广和应用整体结构、蜂窝夹层结构、强力旋压舱段（包括内外旋压）和高性能增强复合材料结构。 （4）大力推广应用计算机辅助设计与制造（CAD|CAM）一体化技术，采用高精度的通用机床设备和测试（包括无损探伤）设备，以保证新一代武器系统制造精度和缩短研制周期。 4、特点 （1）新工艺新技术应用比较多比较快，工艺预研必须走在飞行器研制的前面，以便为新型飞行器的诞生创造条件。 （2）所涉及的不少专业技术属于高科技范畴。 （3）加工工艺的实践性强，其验证工作贯穿于飞行器研制全过程，特别是地面试验必须充分并尽量模拟真实情况。 （4）所加工产品零部件的质量控制十分严格。 5、先进连接技术 焊接分：钎焊、熔焊、压焊 （1）钎焊，是使被连接的构件之间填充熔点低于被焊接材料的材料并使之熔化，而在连接界面上润湿和漫流，从而填充被焊接头的间隙，然后冷却结晶形成不可拆卸的冶金结和的连接方法。 根据焊料液相线温度高低分为：硬钎焊和软钎焊 特点：1）温度远低于母材料的融化温度，对母材性能没有明显影响。2）可在焊接熔化温度下对焊件实体整体均匀加热，对全焊缝同时焊接，焊件的温度梯度小，应力变形小，易保持焊件精度。3）可实现多种异种金属、金属与非金属之间的连接。4）对热源的要求低、工艺简单、易于自动化，焊件相对具有较高的可靠性。 （2）熔焊，是将材料加热至熔化状态，然后冷却结晶成一体，利用液相的相溶而实现原子间的结合的连接方法。 加热热源不同可分为：电弧焊、等离子弧焊、电子束焊、激光焊、气焊（利用化学热）。 特点：1)加热温度高2）焊接件有冶金过程3）焊接温度梯度大，因而焊件的变形也较大4）焊缝金属组织存在着相变，母材与填充金属在焊缝及其附近发生扩散迁移 （3）压焊，是在连接的表面采用加压、摩擦、扩散等特理作用下，两个连接表面在固态下达到紧密接触，金属原子获得能量，活动能力增强而互相接近并扩散形成固态连接。 压焊分：摩擦焊、超声波焊、爆炸焊、扩散焊、电阻电焊。 特点：1）加热的温度低于被焊材料的熔点，必须利用压力才能是连接的材料紧密接触2）在压力下界面两侧存在着原子的扩散，扩散的是否充分，取决于加热的压力，温度和时间3）可在保持基体金属原有的性能条件下，获得同种或异种金属焊接的牢固接头4）不受零件大小、断面尺寸和表面形状的
金属材料科学发展的历程与人类思维方式的演变
金属材料科学发展的历程与人类思 维方式的演变 摘要：纵览了人类思维方式的演变、自然科学和金属材料科学发展的历程，阐述了金属材料及其理论的层次性和相关性。介绍了我们为实现金属材料科学设计的规划轮廓。 关键字：材料科学物理金属学材料设计系统论 材料科学是探索研究和制造新材料规律的科学，它不仅指出特殊材料研制的特殊方法，而日‘还揭示出各种不同材料研制的共同规律。材料科学技术是一门技术科学，它介于基础科学和工程技术之间。与基础科学相比较，材料科学技术更接近于具体实践。而与工程技术相比较，它则更接近于理论研究。它是基础科学研究中基础理论转化为应用技术的中间环节。它的主要特点是将具体技术中带有共同性的科学问题集中起来加以研究。在材料科学研究中，探寻其中的哲学问题对材料科学技术的发展很有必要。 1．人类思维方式的演变与自然科学的发展 人类对客观世界的认识经历了“朴素整体论”和“分解论”(或称还原论)的时代，当前正处于向“系统论”演变的新时代。回顾人类思维方式的演变和科学发展的历程对我们进行创造性思维和卓有成效的工作是极为有益的。 中世纪以前的古代科学是处于“朴素整体论”的时代。由于低的生产力和科学水平的限制，人们并不知道每一事物是一个具有复杂结构的系统，也不能认清事物之间联系的细节，古代的先哲们就是在这种情况下追求事物的整体性和统一性的。古中国的先哲们就曾以“金、木、水、火、土”解释万物构成的世界。 随着生产力和科学水平的提高，人类进人了“分解论”的时代。人们运用割断事物之间联系的方法，把研究的事物从联系中抽出来，进行结构、特性、原因和结果的细致研究。首先是自然科学从哲学中脱解出来，随之，数学、天文学、物理学、化学、生物学等学科相继形成。随着人们认识的深化和知识的不断积累，这种“分解”进一步在每一学科内延续。 分解论的思维方式所追求的是对事物精确和严密的逻辑性描述，反对含糊笼统的臆断。人类每作一步分解，便有新的理论建立。人类运用这种思维方式取得了永远值得自豪的光辉成就。在这一时代出现了以哥白尼、伽俐略、牛顿和爱因斯坦等为代表的一大批成就卓著的科学家。 然而，分解论的思维方式并不是尽善尽美的，由于层层分解，忽略甚至完全割断事物之间的固有联系，就会使事物发生“变形”，以致使人们不能从整体上把握事物的性质和总的发展规律，甚至有时导致了精确性与正确性相冲突的结论。 “分久必合，合久必分”。由于生产力和科学技术的高度发展，知识的大量积累，分解论思维方式的局限性更加显露，导致了一个新的系统论思维方式的产生。
金属材料性能知识大汇总(超全)
金属材料性能知识大汇总 1、关于拉伸力-伸长曲线和应力-应变曲线的问题 低碳钢的应力－应变曲线 a、拉伸过程的变形：弹性变形，屈服变形，加工硬化（均匀塑性变形），不均匀集中塑性变形。 b、相关公式：工程应力σ=F/A0；工程应变ε=ΔL/L0；比例极限σP；弹性极限σ ε；屈服点σS；抗拉强度σb；断裂强度σk。 真应变e=ln(L/L0)=ln(1+ε) ；真应力s=σ(1+ε)= σ*eε指数e为真应变。 c、相关理论：真应变总是小于工程应变，且变形量越大，二者差距越大；真应力大于工程应力。弹性变形阶段，真应力—真应变曲线和应力—应变曲线基本吻合；塑性变形阶段两者出线显著差异。
2、关于弹性变形的问题 a、相关概念 弹性：表征材料弹性变形的能力 刚度：表征材料弹性变形的抗力 弹性模量：反映弹性变形应力和应变关系的常数，E=σ/ε；工程上也称刚度，表征材料对弹性变形的抗力。 弹性比功：称弹性比能或应变比能，是材料在弹性变形过程中吸收变形功的能力，评价材料弹性的好坏。 包申格效应：金属材料经预先加载产生少量塑性变形，再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。 滞弹性：（弹性后效）是指材料在快速加载或卸载后，随时间的延长而产生的附加弹性应变的性能。 弹性滞后环：非理想弹性的情况下，由于应力和应变不同步，使加载线与卸载线不重合而形成一封闭回线。 金属材料在交变载荷作用下吸收不可逆变形功的能力，称为金属的循环韧性，也叫内耗 b、相关理论： 弹性变形都是可逆的。 理想弹性变形具有单值性、可逆性，瞬时性。但由于实际金属为多晶体并存在各种缺陷，弹性变形时，并不是完整的。 弹性变形本质是构成材料的原子或离子或分子自平衡位置产生可逆变形的反映
金属材料的理化性能
金属材料的理化性能 提问导入：上节课我们学习了材料的力学性能，请同学们想一想金属的力学性能有哪些？今天我们来学习金属材料的理化性能。 一、金属材料的物理性能 1、密度 定义：单位体积物质的质量叫这种物质的密度。 物理意义：反映物质的一种属性，每一种物质都有它确定的密度，不同的物质一般密度不同。 密度与该物质的质量、体积、形状、运动状态无关。按照密度把物质分为轻金属ρ<5*103kg/m3, ρ>5*103kg/m3,,如铝、镁钛及其合金，轻金属多用于航天航空器上。重金属ρ>5*103kg/m3，如铁、铅、钨等。 2、熔点 定义：金属从固态向液态转变时的温度成为熔点。 单位：摄氏度(0C)表示. 纯金属都有确定的熔点. 按照熔点高低把金属分为 难熔金属熔点>20000C,如钨、钼、钒等,可以用来制造耐高温零件.如火箭、导弹、燃气轮机和喷气飞机,等方面得到了广泛的应用.易熔金属熔点<10000C,如锡、铅、等可用作制造保险丝和防盗安全阀零件等.另外，铁的15350C、铜的10830C、金的1064 0C、铝的6600C、镁的648.80C、钠、钾的熔点均<1000C。
3、导热性 金属的导热性通常用热导率来衡量.导热率越大,导热性越好,银最好,铜、铝次之,合金的比纯金属的差.在加工和热处理的时候必须考虑金属的导热性,防止在加热或冷却过程中形成过大的应力,以免零件变形或开裂,导热性好的金属散热也好,如制散热器、热交换器与活塞等零件,要选择导热性好的金属材料. 4 导电性 定义：传导电流的能力称为导电性，用电阻率衡量。电阻率越小，导电性越好。银最好，铜铝次之；合金的导电性比纯金属差。电阻率小的（纯铜、纯铝）适于制造导电零件和导线，电阻率大的金属钨钼铁、铝、铬适于做电热元件。 4、热膨胀性 定义：金属材料随温度变化而膨胀收缩的特性成为热膨胀性。体膨张系数β、线膨胀系数α，膨胀系数大的材料制造的零件，在温度变化时尺寸和形状变化较大。轴和轴瓦之间要根据其膨胀系数来控制其间隙尺寸；在热加工和热处理时也要考虑材料的热膨胀影响，以减少工件的变形和开裂。 5、磁性 金属材料导磁的性能成为磁性。 铁磁性材料在外磁场中能强烈地被磁化，如铁、钴、镍等，顺磁性材料在外磁场中能微弱地被磁化，如锰、铬等，抗磁性材料能抗拒或削弱外磁场对材料本身的磁化作用，如铜、锌等，铁磁性材料可用于制造变压器、电动机、测量仪表等，抗（顺）磁性材料则用于要求避免电磁场干扰的零件和机构材料，如航海罗盘。 二、金属的化学性能
飞机材料
科技论坛:https://www.360docs.net/doc/2f7099482.html, 70年代 复合材料气动剪裁优化设计方法 美国通用动力公司开发的机翼气动弹性综合优化设计程序(TSO) 格鲁门公司开发的颤振和强度优化设计程序(FASTOP) 80年代 美国空军怀特实验室在1983年提出了开发自动化结构设计软件(Automated STRuctural Optimization System简称ASTROS)的计划 ASTROS系统是一个基于有限元的，能够为飞行器结构初步设计提供辅助设计功能的大型结构综合优化设计软件系统。它的最大特点在于多学科综合性，和飞行器结构设计有关的各个学科知识都可以被集成到这个系统中，比如结构的强度、刚度、稳定性、结构振动的频率、模态、气动弹性的颤振、发散、操纵效率等。在系统的统一控制下，结构设计可以同时考虑这些学科知识的设计要求，实现结构整体最优设计。经过十多年的发展，目前ASTROS已经成为美国航空宇航工业和科研院所进行结构综合优化设计和研究的标准程序洲 90年代 美国学者在对复合材料气动弹性研究的基础上，提出了主动气 动弹性机翼的概念(Active Aeroelastic Wing简称AAW)，试图利用复合材料结构的柔性，加入主动控制技术。 美国学者提出了多学科设计优化(Multidisciplinary Design Optimization 简称MDO)思想，利用诸如遗传算法、神经网络和响应面法等非线性数值优化方法，开展了基于飞行器系统工程的设计优化，形成了诸如基于并行子空间的优化算法、并行子空间设计、协作优化算法等多学科设计优化方法，并将多学科设计优化方法应用于FIA-18和F-16战斗机的分系统设计。以FIA-18战斗机为基础，采用多学科设计优化技术重新设计机翼，在性能不变的条件下，结构重量只有原来的52%，扭转刚度可以降低40%。把多学科设计优化技术技术用于F-16战斗机机翼设计时，机翼外段刚度可降低25%，结构重量可降低20%，在高动压情况下，控制效能提高了10%。2001年 美国NASA提出了“变形飞机”设计概念。“变形飞机”是通过应用智能结构材料的传感器和作动装置，光滑而持续地改变机翼形状，对不断改变的飞行条件作出响应“变形飞机’，概念使得机翼不再是传统意义上的一个结构，而是一个在主动控制技术控制下的机构，因此它的分析方法将会更加复杂，和“变形飞机”相关的主动控制技术，大挠度柔性结构分析技术，智能材料结构设计技术、主动流场控制技术等新技术也将成为21世纪航空航天飞行器发展的关键技术。 国内相关著名学者和其相关著作 夏人伟教授，黄海教授从工程应用角度提出了基于包络函数和二级近似概念的优化算法。
对金属材料学科的认识
对金属材料学科的认识
对金属材料学科的认识 材料学院金属材成及金属材料专业认识实习报告 认 郑州大学 材料科学与工程学院 识实习报告专 业:金属材料科学与工程 姓 名:张 博扬 学 号: 20120800725 指导老师:汤文博时 间:2014.09.01——2014.09.11
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目录 实习的意义和目的???????????????? 1 实习要求???????????????????? 1
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基本要求?????????????????? 1 课后问题?????????????????? 3 报告要求?????????????????? 3 实习日程安排??????????????????3 实习内容???????????????????? 4
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郑州海特模具有限公司???????????? 4 郑州华晶金刚石股份有限公司????????? 6 司?????????? 10 郑州煤机综机设备有限公
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郑起重工设备有限公司???????????? 13
河南玉洋铝箔制造有限公司?????????? 17 厂??????? 20
中国航天电子技术研究院 693 分
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郑州机械研究所??????????????? 24
郑州郑锅容器有限公司???????????? 26 课后问题回答及实习心得????????????? 29
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一、 实习的意义和目的 认识实习是材料成型与控制工程专业重要的教学环节,它是培养学生的实践等解决 实际问题的第二课堂,它是专业知识培养的摇篮，也是对工业生产流水线的直接认识与 认知。实习中应该深入实际，认真观察，获取直接经验知识，巩固所学基本理论，保 质保量的完成指导老师所布置任务。学习工人师傅和工程技术人员的勤劳刻苦的优秀 品质和敬业奉献的良好作风，培养我们的实践能力和创新能力，开拓我们的视野，培 养生产实际中研究、观察、分析、解决问题的能力。
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通过认知实习，我们要对材料科学与工程专业建立感性认识，并进一步了解本专 业的学习实践环节。通过接触实际生产过程，一方面，达到对所学专业的性质、内容 及其在工程技术领域中的地位有一定的认识，为了解和巩固专业思想创造条件，在实 践中了解专业、熟悉专业、热爱专业。另一方面，让学生对炼铁---炼钢---轧钢的整 个钢铁生产系统及厂间的相互关系有基本的了解.对钢锭的轧钢生产过程及主要工艺设 备建立起必须的感性认识;同时,对铸造,焊接与锻压等生产过程建立起必要的感性认识, 以便为以后续专业课程的学习作好准备. 二、 实习要求 在 9 月 1 日的动员大会上，汤老师从四个专业方向出发对我们本次的实习提出了基 本要求。 铸造方向: 1、了解铸造合金的熔炼设备及工艺 2、了解砂处理设备与工艺，型芯砂的混制设备及工艺 3、了解铸造生产线与工装、模具设计 4、了解合金铸件的铸造工艺及质量控制
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金属材料工程专业就业方向与就业前景就业分析
金属材料工程专业就业方向与就业前景就业分析 截止到 2013年12月24日，318536位金属材料工程专业毕业生的平均薪资为5016元，其中应届毕业生工资3551元，0-2年工资4252元，10年以上工资1000元，3-5年工资5340元，6-7年工资6817元，8-10年工资7688元。 针对金属材料工程专业，招聘企业给出的工资面议最多，占比100%；不限工作经验要求的最多，占比93%；不限学历要求的最多，占比73%。 金属材料工程专业学生毕业后可在冶金、材料结构研究与分析、金属材料及复合材料制备、金属材料成型等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作。 销售工程师、焊接工程师、机械工程师、焊工、工艺工程师、模具工程师、结构工程师、材料工程师、销售经理、技术员、热处理工程师、电焊工等。 金属材料工程专业就业岗位最多的地区是上海。薪酬最高的地区是盐城。 就业岗位比较多的城市有：上海[666个]、北京[361个]、广州[276个]、深圳[240个]、武汉[187个]、东莞[184个]、南京[165个]、苏州[163个]、佛山[151个]、天津[150个]等。 就业薪酬比较高的城市有：盐城[12499元]、北京[6547元]、惠州[6527元]、上海[6269元]、南通[5953元]、厦门[5367元]、广州[5232元]、深圳[5155元]、佛山[5147元]、温州[5049元]、杭州[5027元]等。
金属材料工程专业在专业学科中属于工学类中的材料类，其中材料类共17个专业，金属材料工程专业在材料类专业中排名第4，在整个工学大类中排名第29位。 在材料类专业中，就业前景比较好的专业有：材料成型及控制工程，宝石及材料工艺学，工业设计，金属材料工程，冶金工程，焊接技术与工程，高分子材料与工程，机械设计制造及其自动化，过程装备与控制工程等。
制作航模飞机的材料
制作航模飞机的材料 作者：admin 来源：我要航模网发布时间：2010-11-19 02:30:09 教学目标： 让学生认识几种制作航模飞机的材料。 教学过程： 1、讨论 如果让你自己制作一架航模飞机，你准备用什么材料来做？ 2、观察 出示几种模型飞机的实物，让学生观察。 请你说说这里几架航模飞机是用什么材料来做的？ 3、阅读与讲解 制作航空模型所用的材料品种很多，有木材、竹材、塑料、复合材料、纸、纺织品材料，还有少量的铝、钢、铜和一些鈦合金等金属材料。 （1）木材和竹材：木材和竹材不但材料好找、价格便宜、加工容易、粘结方便等优点，而且有较高的强度和轻度。其中木材还根据具体情况和需要分别可以用轻木、桐木、松木、桦木和层板等。但木材和竹材也容易吸潮而变形，所以在加工时需要做一些特殊处理。 （2）塑料泡沫材料：塑料泡沫材料化学稳定性较好，不容易变形，重要的是它很轻，而且非常容易加工，用发泡片材来制作简易模型飞机的机翼和尾翼特别好。但塑料泡沫材料属于不可降解材料，对环境有一定的危害性，所以我们在使用时要注意。 （3）注塑件：有些模型的零件加工比较困难，有时成批制作时加工非常费时间，所以在航空模型中象螺旋桨、翼台、机头等零件都是用注塑方法加工，一般注塑用尼龙、ABS、聚乙烯等材料。 （4）纸：常见的绘图纸、白板纸、卡片纸等都有一定的刚性，可以用来制作小型纸模型飞机的机翼、尾翼、机身等。
粘接是在制作模型飞机的过程中进行结合加工的主要手段，在所有的模型飞机结构中，除了要经常拆装的部件外，很少有使用钉子连接的地方，因此粘合剂就成了制作模型飞机不可缺少的重要材料。常用的粘合剂有快干胶（如502胶）、乳胶（如木胶）、各种合成树脂胶等。当然，许多胶水往往有一定的毒性和易燃性，所以在使用胶水的过程中要注意通风和防火。 4、实践 （1）用手摸摸卡纸、吹塑纸、桐木、轻木、塑料等材料有什么不同？ （2）用手折一下，比比各种材料的柔韧性。 （3）用刀刻一下，哪种材料比较好刻，哪种材料不容易刻？ （4）用刀削一下轻木和桐木条，怎样削比较容易？ 5、观察 制作模型飞机时，我们需要用到各式各样的工具，它们的作用是不一样的。 出示几种工具实物。 认一认上面这些工具，说一说它们的作用 6、课外实践 到五金市场、商店调查一些常见的制作工具式样和价格，如果让你购买的话，你会买哪些？
金属材料手册
01 金属材料 金属材料包含各类型钢、钢管、钢板、钢丝绳、铁道用钢及一些有色金属制品。金属材料的长度计量单位都是mm，在系统中不再标明单位。凡是圆钢、钢棒，规格为直径，也不再用符号写明。 有关资料： 公称直径：公称直径是为了设计制造和维修的方便人为地规定的一种标准，也叫公称通径，是管子、混凝土用钢筋（或者管件）的规格名称。管子的公称直径和其内径、外径都不相等，例如：公称直径为100MM的无缝钢管有102*5、108*5等好几种，108为管子的外径，5表示管子的壁厚，因此，该钢管的内径为（108-5-5）＝98MM，但是它不完全等于钢管外径减两倍壁厚之差，也可以说，公称直径是接近于内径，但是又不等于内径的一种管子直径的规格名称，在设计图纸中所以要用公称直径，目的是为了根据公称直径可以确定管子、管件、阀门、法兰、垫片等结构尺寸与连接尺寸，公称直径采用符号DN表示，如果在设计图纸中采用外径表示，也应该做出管道规格对照表，表明某种管道的公称直径，壁厚。 在实际运用中，长度计量单位未标者，指的是毫米（mm）。 普通钢材的理论重量按7.85g/cm3计算。 根据本行业特点，钢材一般不再区分材质。如有需要区分，在申请新增编码时注明。 01型钢 型钢包括：C型钢、H型钢、圆钢、方钢、六角钢、角钢、工字钢、槽钢、混凝土用钢筋、钢棒等。 01.1 C型钢
【定义】C型钢经热卷板冷弯加工而成，壁薄自重轻，截面性能优良，强度高，与传统槽钢相比，同等强度可节约材料30%。 【规格描述】截面高度H*截面宽度B*卷边宽度C*厚度t 以C80*40*20*2.5为例： 截面高度H=80mm； 截面宽度B=40mm； 卷边宽度C=20mm； 厚度t=2.5mm； 【计量单位】千克。 【理论重量】 常见c型钢规格及理论重量表
金属材料性能及国家标准
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 、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/cm 2 ） . （二）、工艺性能 ???? 指材料承受各种加工、处理的能力的那些性能。 8 、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。 9 、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。 10 、顶气段性能：指金属材料能承授予顶锻而不破裂的性能。 11 、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。 12 、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。 13 、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。 14 、耐腐蚀性：指金属材料抵抗各种介质侵蚀的能力。 15 、抗氧化性：指金属材料在高温下，抵抗产生氧化皮能力。 >> 返回 金属材料的检验
几种新型金属材料
几种新型金属材料 （1）形状记忆合金 形状记忆合金是在60年代初期发现的，它是一种特殊的合金，有一种不可思议的性质，即使把它揉成一团，一旦达到一定温度，它便能在瞬间恢复到原来的形状。由镍和钛组成的合金具有记忆能力，称为NT合金。 首先将预先加工成某一形状的这种NT合金，在300℃～1000℃高温下热处理几分钟至半小时，这样NT合金就会记忆住被加工成的形状。以后在室温下无论形状怎样变化，一旦将它的温度升至一定温度时，它就会恢复成原来被加工成的形状。 形状记忆合金的结构尚未完全探明，为什么金属会记住某些固定形状的问题也还没有完全搞清楚。据科学家推测，金属的结晶状态，在被加热时和冷却时是不同的，虽然外表没有变化，然而在一定温度下，金属原子的排列方式会发生突变，这称为“相变”。能引起记忆合金形状改变的条件是温度。分析表明，这类合金存在着一对可逆转变的晶体结构。如含有Ti和Ni各为50％的记忆合金，有两种晶体结构，一种是菱形的，另一种是立方体的，这两种晶体结构相互转变的温度是一定的。高于这一温度，它会由菱形结构转变为立方体结构；低于这一温度，又由立方体结构转变为菱形结构。晶体结构类型改变了，它的形状也就随之改变。 具有这种形状记忆效应的合金，除镍钛合金外，还先后发现铜-锌、金-镉、镍-铝等约20种合金，其中“记忆力”最好的是NT合金。 形状记忆合金的应用范围广泛，除了可用于温度控制装置、集成电路引线、汽车零件与机械零件外，由于其与生物体的相容性好、耐蚀性强，还可用于骨折部位的固定、人造心脏零件、牙齿矫正等医用材料。由于NT合金成本昂贵，目前正在研制廉价的铜系形状记忆合金。 （2）磁性材料 在许多过渡金属元素和它们的化合物中，由于有未成对的d电子存在，所以具有顺磁性，可以被磁场所吸引。Fe、Co、Ni等金属则具有铁磁性，铁磁性物质和顺磁性物质一样，也会被磁场所吸引，但磁场对铁磁性物质的作用力要比顺磁性物质大得多。同时，铁磁性的固体物质在磁场中被磁化以后就已经永磁化了，也就是说，在外加磁场不存在时仍保留磁性。而顺磁性物质只有在外加磁场存在时才表现出磁性。并不是所有含未成对电子的金
高超声速飞行器结构材料与热防护系统
本文2010201222收到,作者分别系中国航天科工集团三院310所助工、高级工程师 高超声速飞行器结构材料与热防护系统 郭朝邦 李文杰 图1 挂载在B 252H 机翼的X 251A 摘 要 随着人类对高超声速飞行器的不断探索,结构材料和热防护系统已成为高超技术发展的瓶颈。首先介绍了X 251A 和X 243A 的项目概况、结构材料和热防护系统,然后分别从高超声速试飞器超高温热防护材料、大面积热防护材料和热防护系统等几方面对X 251A 和X 243A 试飞器进行了分析,最后提出了结构材料和热防护系统发展的关键技术。 关键词 X 251A X 243A 结构材料 热防护 系统 飞行器 高超 引 言 随着高超声速飞行器飞行速度的不断提高,服役环境越来越恶劣,飞行器的热防护问题成为限制飞行器发展的瓶颈。而高超声速结构材料和热防护系统的研究与开发是高超声速飞行器热防护的基础,因此,各国都大力开展了高超声速飞行器热防护材料与结构的相关研究。尤其是以美国为代表的X 251A 和X 243A 高超声速飞行器在结构材料和热防护方面的研究比较突出,本文对这两种试飞器的结构材料和热防护技术分别进行详细介绍。1 X 251A 高超声速飞行器1.1 项目概况 X 251A 计划是由美国空军研究试验室(AFRL )、国防高级研究计划局(DARP A )、NAS A 、波音公司 和普惠公司联合实施的旨在验证高超声速飞行能力 的计划。终极目标是发展一种马赫数达到5～7的可以在1h 内进行全球打击的武器,包括快速响应的空间飞行器和高超声速巡航导弹。试验方式是使 用B 252H 轰炸机挂载X 251A 飞行,达到预定的飞 行条件,释放X 251A 进行飞行试验。图1是挂载在B 252H 机翼下的X 251A 。美国空军在2003年开始研 制试飞器,2004年12月完成初始设计评估,2005年1月开始详细设计,2005年9月27日被正式赋予X 251A 的代号,2007年5月该项目通过关键设计评审。2009年12月9日在加利福尼亚州爱德华兹空军基地进行了首次系留挂载飞行试验,X 251A 挂载在B 252H 重型轰炸机的机翼下向北起飞后爬升至15.24km 高空,随后该机携载X 251A 做了较柔和的机动动作。按计划,X 251A 将于2010年2月中旬进行了首次高超声速飞行试验。1.2 结构材料与热防护系统1.2.1 总体结构 X 251A 整个飞行器长7.62m ,质量1780kg,