金属材料

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学院材料科学与工程学院

金属材料

【摘要】

翻开最新的元素周期表,金属元素占据极大的比例,而自然界中,金属元素更是占据75%。司马迁《史记》记载:“黄帝采首山铜,铸鼎于荆山下。”金属材料是以金属材料或以金属材料为主构成的具有金属特性的以泪材料的统称。金属材料应用历史之久,应用范围之广已不容置疑,它与人类文明的发展和社会的进步有着不可分割的密切联系。现代社会,种类繁多的金属更成为人类社会发展的重要物质基础。【关键词】

金属材料种类性能应用历史发展前景

【正文】

金属材料的种类

黑色金属:包括含铁90%以上的工业纯铁,含碳%-4%的铸铁,含碳小于2%的碳钢,以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。

有色金属:指除了铁、铬、锰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、稀有金属等,有色合金的强度和硬度一般比纯金属高,并且电阻相对较大、电阻温度系数小。

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。例如通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料、纳米晶金属材料等。

在军事、航空航天等领域发挥着重要作用,具备隐身、超导、形状记忆、耐磨等特殊功能。

金属材料的性能

金属材料的性能一般分为机械性能、工艺性能、物理性能和化学性性能。金属材料的性能决定着其适用范围和应用的合理性。

机械性能

金属材料的机械性能是指金属在一定温度条件下承受外力(载荷)作用时,抵抗变形和断裂的能力,包括强度、塑性、韧性、硬度等多方面性能。

强度表征材料抵抗外力破坏作用的最大能力。其大小可通过拉伸试验进行测定。按外力作用形式的不同,强度可分为抗拉、抗压、抗弯强度。各种强度之间有一定的联系,其中常以抗拉强度作为最基本的强度指标。强度的试验研究是综合性的研究,主要是通过其应力状态来研究零部件的受力状况以及预测破坏失效的条件和时机。

塑性是指金属在外力作用下能稳定地改变自己的形状和尺寸,而各质点间的联系不被破坏的性能。对大多数的工程材料,当其应力低于比例极限(弹性极限)时,应力一应变关系是线性的,表现为弹性行为,也就是说,当移走载荷时,其应变也完全消失。而应力超过弹性极限后,发生的变形包括弹性变形和塑性变形两部分,塑性变形不可逆。评价金属材料的塑性指标包括伸长率(延伸率)A 和断面收缩

率Z表示。

硬度是衡量金属材料软硬程度的指针。目前,生产中最常用的硬度测定方法是压入硬度法,即用一定几何形状的压头在一定载荷下压入被测试的金属金属材料表面,而后根据被压入程度来测定其硬度值。硬度不是一个简单的物理概念,而是材料弹性、塑性、强度和韧性等力学性能的综合指标。

韧性指金属材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力。可以分为冲击韧性和断裂韧性。

冲击韧性:许多机械零件和工具,在工作过程中往往受到冲击载荷作用,如冲床的冲头,锻锤的锤杆和破碎机等。材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力称为冲击韧性,简称韧性。

断裂韧性:材料抵抗裂纹失稳扩展的性能称为断裂韧性。

工艺性能

金属材料对不同加工工艺方法的适应能力称为工艺性能。包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能。工艺性能直接影响到零件制造工艺和质量是选材和制定零件工艺路线必须考虑的因素之一。

物理性能

物理性能主要包括密度、熔点、膨胀性能、磁性及电学性能。

化学性能

金属材料的化学性能是指金属在化学作用下所表现的性能。主要包括耐腐蚀性、抗氧化性、化学稳定性。其中,特别是抗腐蚀性对金属的腐蚀疲劳损伤有着重大意义。

特殊性能

蠕变极限指采用高温拉伸蠕变试验,即在恒定温度和恒定拉伸载荷下,试样在规定时间内的蠕变伸长率(总伸长或残余伸长)或者在蠕变伸长速度相对恒定的阶段,蠕变速度不超过某规定值时的最大应力。对于一些要求特别严格的材料,例如航空航天以及核工业、电厂等使用的金属材料,除以上基本性能指标,还会对蠕变极限有要求。随着近些年金属材料在高科技领域的广泛应用,金属材料一些优越的特殊性能越来越受到科研人员的重视。

金属材料应用历史及发展历程

人类历史历经石器时代、陶器时代、青铜器时代、铁器时代、高分子材料时代。中国人开采和利用铜矿可追溯至黄帝时代,6000多年前我国劳动人民已经冶炼出黄铜,四千多年前已有简单的青铜工具,在三千多年前已用陨铁制造兵器。18世界钢铁工业的发展成为产业革命的重要内容和物质基础。19实际,现代平炉和转炉镍管炼钢技术的出现,使人类真正进入了钢铁时代,铜、铅、锌等金属液大量得到应用。指导20世纪中叶,金属材料在材料工业中一直占有主

导地位。20世纪中叶以后,科学技术迅猛发展,作为发明之母和产业粮食的新材料出现了划时代的变化。人工合成高分子材料的问世与广泛应用经过半个世纪的时间已与拥有千年历史的金属材料并驾齐驱。现代社会中,能源、信息和材料已成为产业发展的三大支柱。作为材料基础的金属材料依然发挥着重要作用。基于传统金属材料问世的新型金属材料及金属基复合材料因其良好性能日益得到人们广泛的关注。广泛应用于航空航天等高新技术领域。因而,研制工作温度更高、比刚度和比强度大幅增加的金属基复合材料已成为发展高性能结构材料的一个重要方向。

应用现状及发展前景

金属制品行业包括结构性金属制品制造、金属工具制造、集装箱及金属包装容器制造、不锈钢及类似日用金属制造等。随着社会的进步和科技的发展,金属制品在工业、农业以及人们生活的各个领域的运用越来越广泛,也给社会创造越来愈大的价值。金属功能材料、金属纳米材料、金属陶瓷材料……这些金属材料也在各个尖端领域中扮演着不可替代的角色,为人类文明的进步与发展奠定坚实的基础。

航空航天领域,金属材料以其强度、硬度和使用温度等全面优于高分子材料的优良性能一直保持着航空航天领域应用最广材料的地位。高性能金属材料对航天技术的发展起着至关重要的作用。航天用高性能金属材料包括铝合金、钛合金、镁合金、超高强度钢、高温合金等。铝合金凭借其比模量高、耐腐蚀性能与加工性能好、成本低廉

等突出优点被认为是航空航天领域综合性能最佳的结构材料。铝合金主要用作航空航天结构的承载结构。钛合金与铝镁等金属材料相比,具有如下优点及特点:比强度值很高、抗腐蚀性能好、高低温机械性能好。但亦存在制造工艺复杂、材料成本高等缺点。Ti-6Al-4V合金已广泛用于上升段火箭发动机壳体。

能源开发领域,金属材料以储氢合金、核能源设备材料等形式参与新能源的开发与利用。氢能源以发热值高、无污染、资源丰富等特点备受瞩目,储氢合金利用金属或合金与氢形成氢化物而把氢储存起来。核能源作为先进高新技术能源,已在世界各地很多地方运用于发电等应用,但核燃料的处理以及核试验设备的安全性随之愈受关注。高强度高性能新型金属的问世势必有助于核能的进一步利用。

生物医学领域,医用金属材料要应用于生物体,必须同时要满足生物功能性、生物相容性、化学稳定性和可加工性等严格的要求。银汞合金作为优良补牙材料已为人们所接受与熟知,镁合金、钴基合金广泛应用于体内血管支架的制造。镍钛记忆合金凭借其良好的生物相容性作为骨材料广泛应用。

随着科技的飞速发展,人类对材料领域研究的逐渐深入,金属材料制备、加工工艺的突飞猛进。金属材料无论从应用领域还是使用性能上都比过去有了大幅的提升,当今材料的发展方向逐渐明确,对于金属材料而言,其高强度、高硬度、智能化、轻量化、易加工性、低成本性已成为各个领域的共识。与此同时,电子工业的飞速发展也使有色金属工业进入了发展的巅峰。金属材料必将成为未来人类最重要

的材料之一。

参考文献

【1】舰用金属材料疲劳断裂浅析-机械管理开发-2011年第1期【2】金属材料基础机械工业出版社教育服务网

【3】刘宗昌,任慧平,郝少祥《金属材料工程概论》。北京:冶金工业出版社。2007

【3】戴启勋,《金属材料学》北京:化学工业出版社;2005 【4】.王从曾《材料性能学》北京;北京工业大学出版社;2001年6月

【5】.北京科技大学《中国冶金史论文集》北京:科学出版社;2006年

【6】李正邦《钢铁冶金前沿技术》北京:冶金工业出版社;1997年9月

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:

金属材料报告

金属材料学基础报告 1、简述含碳量对铁碳合金性能的影响。 当碳的质量分数小于0.9%时,随着钢种含碳量的增加,钢的强度和硬度不断上升,而塑性与韧性不断下降。当碳钢中碳的质量分数大于0.9%时,由于网状渗碳体的存在,不仅钢的塑性与韧性进一步下降,而且强度也明显下降。为了保证工业上使用的碳钢具有一定的塑性与韧性,碳钢中碳的质量分数一般不超过1.3%。碳的质量分数超过2.11%的白口铸铁,其硬度而脆,难以切削加工蛊工业上应用很少。 2、什么是钢的热处理,常用的热处理包括哪些类型? 钢的热处理就是将钢材在固态范围内,采用适当的方法进行加热、保温和冷却,以改变内部组织,获得所需性能的一种工艺方法。 热处理可分为普通热处理和表面热处理两大类。普通热处理包括:退火,正火,淬火和回火。表面热处理包括:表面淬火:火焰加热、感应加热,化学热处理渗碳,渗氮,碳氢,共渗渗金属等。根据零件加工过程中的工序位置不同,热处理可分为预备热处理和最终热处理。 3、分别说明高档菜刀、车床主轴、铸件毛坯加工前预处理、活塞销等零件完整的热处理过程。 高档菜刀采用先进的淬火、回火等热处理技术(部分产品采用真空热处理技术),刃部采用淬火工艺,淬火宽度不小于20mm,刃部硬度要在54度硬度(HRC)以上.菜刀体中部硬度低于刃口硬度,刀背硬度≤HRC52;菜刀体中部要有一定的韧性,因此需要回火,刀具淬火后进行回火热处理工艺,它主要的目的是消除淬火后组织内部的内应力,减少菜刀的变形,提高菜刀的韧性,消除菜刀因淬火引起的脆性,它不会改变刀具强化后硬度的性能(一般保持淬火时的硬度或略低一点)。车床主轴在粗加工后调质处理;对锥孔、外锥体局部淬火;对花键进行高频淬火加回火。 铸件毛坯常规是正火,如果铸件过硬或有硬点不利于加工(如有可能会激冷的结构)则需退火。 活塞销采用渗碳工艺

金属和金属材料知识点梳理及经典练习(超详细)经典

金属和金属材料知识点梳理及经典练习(超详细)经典 一、金属和金属材料选择题 1.取一定量的Mg放入Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中充分反应后过滤,得到固体和滤液。下列说法错误的是( ) A.固体中只有Ag时,滤液一定呈蓝色 B.固体中有Cu和Ag时,滤液一定呈无色 C.固体中一定有 Ag,滤液中可能有AgNO3 D.固体中可能有Cu,滤液中一定有Mg (NO3)2 【答案】B 【解析】镁比铜活泼,铜比银活泼。取一定量的Mg放入Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中充分反应后过滤,得到固体和滤液。A、固体中只有Ag时,镁质量不足,没有与硝酸铜反应,滤液一定呈蓝色,硝酸铜溶液呈蓝色,故A正确;B、固体中有Cu和Ag时,滤液不一定呈无色,只有镁质量充足时,滤液一定呈无色,故B错误;C、固体中一定有 Ag,滤液中可能有AgNO3,如果镁质量比较少时,滤液中有AgNO3是完全有可能的,故C正 确;D、固体中可能有Cu,滤液中一定有Mg (NO3)2,这是由镁的质量决定的,故D正确。点睛∶物质发生化学反应后生成物的成分组成要成分考虑到反应物的质量以及是否过量,不足或恰好完全反应。 2.下列图像分别与选项中的操作相对应,其中合理的是() A.向一定量的稀硫酸中加入锌粒 B.向氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸 C.向一定量的CuSO4溶液中加NaOH溶液

D.加热一定质量的KClO3和MnO2混合物制O2 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A、向一定量的稀硫酸中加入锌粒,氢气的质量应不断增大至一定值,反应速率不断变缓,选项A不正确; B、向氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸,pH值应由大逐渐变小,选项B不正确; C、向一定量的CuSO4溶液中加NaOH溶液,沉淀质量不断增大至一定值,选项C正确; D、加热一定质量的KClO3和MnO2混合物制O2,反应完成后容器中有催化剂MnO2剩余,选项D不正确; 故选C。 3.化学趣味小组在学习了金属的化学性质后,对金属R的活动性进行探究发现:将金属R 放入稀盐酸中,观察到有气泡产生(该反应的化学方程式可表示为: R+2HCl2=RCl2+H2↑),将R放入ZnSO4溶液中无任何变化。下列化学方程式书写错误的是() A.R+MgSO4=RSO4+Mg B.R+CuSO4=RSO4+Cu C.R+H2SO4=RSO4+H2↑D.2A1+3RSO4=Al2(SO4)3+3R 【答案】A 【解析】 将金属R放入稀盐酸中,观察到有气泡产生,说明R能与稀盐酸反应,即活动性R>H;由R+2HCl2=RCl2+H2↑可知,R在化合物中显+2价;将R放入ZnSO4溶液中无任何变化,说明Zn的金属活动性比R强,即Zn>R。A、由于金属活动性Mg>Zn>R,所以R不能与MgSO4反应,错误;B、由于金属活动性R>H>Cu,所以R能与CuSO4反应,化学方程式R+CuSO4=RSO4+Cu,正确;C、金属活动性R>H, R能与H2SO4反应,化学方程式R+H2SO4=RSO4+H2↑,正确;D、由于金属活动性Al>Zn>R,所以Al能与RSO4反应,化学方程式2A1+3RSO4=Al2(SO4)3+3R,正确。故选A。 点睛:掌握金属活动性应用“反应则活泼、不能反应则不活泼”是正确解答此类题的关键。 4.下列物质中,可由金属和盐酸反应制得的是() A.AgCl B.CuCl2C.FeCl3D.AlCl3 【答案】D 【解析】

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。

金属材料的选择及其绿色生产的调研

钢铁材料的选择及其绿色生产的调研 摘要:材料是人类生存,社会发展,科技进步的坚实基础,是现代化革命的先导,是当代文明的三大支柱之一,上世纪70年代,人们把信息,材料,能源作为社会文明的支柱。随着高技术的兴起。又把新材料与信息技术,生物技术并列作为新技术革命的重要标志。如今,材料已成为国名经济建设,国防建设和人民群众生活的重要组成部分。钢铁材料是人类社会的基础材料,是社会文明的标志。,钢铁材料在人类生产、生活、战争中起到了举足轻重的作用。日常生活,房屋建筑、交通运输、能源生产、机器制造,军事科学等都是立足于钢铁材料的应用基础之上;20 世纪,钢铁冶金从技艺走向了工程科学。 关键词:钢铁材料选择科学节能环保 为期一个月的暑期社会实践活动结束了,在这期间我加入了新视觉广告材料公司成为他们的一员,并在跟随他们工作期间对广告行业钢铁材料的选用及其不合理使用情况做了初步调研;这段经历,它使我在实践中了解社会,巩固了所学知识,现将一个月来的实践结果总结如下: 我所进行调研的范围是福建省三明市尤溪县,调查钢铁材料使用情况的领域主要为广告业,由于公司常常进入建筑工地进行作业,也使我有机会调查建筑工地的钢铁使用情况。尤溪县位于三明市东部,地处闽中,素有“闽中明珠”之称。全境地势东西高、中部低。全县区位优势明显,资源丰富、交通便利。近年来,通过确立"建设型兴工业县、打造朱子文化城”的发展定位,实施项目带动追赶战略,全县上下形成了干事创业的浓厚氛围,工业开发建设成效显著,全县经济社会发展呈现前所未有的良好势头。伴随者经济的快速发展,资源消耗量也在不断攀升,而钢铁材料作为消耗的主力军,其科学的选择与合理的利用不仅符合科学发展的要求,更是实现人口,资源,环境和谐相处与符合我国能源资源可持续发展的战略要求。 广告行业利用钢铁材料主要体现在户外广告牌的钢结构,立柱,灯箱的支承架,主要采用的钢型有角钢,工字钢,方刚;通过查阅资料,我明白钢材选择的依据为:钢材不同,牌号钢材的性能、强度指标、脱氧方法、适用范围、价格等均有差别,设计人员在选用钢材时,首先应了解选用钢材的基本性能,即力学性能(屈服点、抗拉强度、延伸率、冷弯性能、冲击性能)、化学成分限值范围(主要是碳、硫、磷)、脱氧方法、厚度效应(厚度由薄到厚,其强度及Z向性能呈下降趋势)。其次,合理选用钢材只能依据钢结构规范所规定的7个要素,即结构的重要性(破坏后果),荷载的特征(承受动载构件材质要求高于承受静载构件)、结构形式、应力状态(受拉构件材质要求高于受压构件)、连接方法(焊接高于栓接或铆接)、钢材厚度(厚钢板高于薄钢板)和工作环境(温度、腐蚀介质)等因素来综合考虑,其中连接方法、应力状为主要考虑因素[1]。Q235是主要的工程结构用钢,产量大,用途广。对于承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构,如一般的屋架、托架、柱、爬梯、天窗架、擦条、支撑、墙架、操作平台等,低合金钢由于强度较高,性能优越,能节约钢材,减轻结构重量,其应用己越来越广泛,因此广泛用于户外广告牌钢结构,灯箱支架的钢材选用。 对于建筑行业,建筑钢材主要包括钢结构各种型钢(如工字钢,角钢,槽钢,方钢等),板材,钢管,钢筋和钢丝等;这类钢材抗拉抗压和抗冲击性能好,可切割,可焊接,可铆接,装配方便,建筑结构钢常用钢种有碳素结构钢,低合金高强度结构钢:低合金高强度结构钢主要用于轧制各种型钢、钢板、钢管及钢筋,广泛用于钢结构和钢筋混凝土结构中,特别适用于各种重型结构、高层结构、大跨度结构及桥梁工程等;混凝土结构用钢:混凝土具有较高的抗压强度,但抗拉强度很低。用钢筋增强混凝土,可大大扩展混凝土的应用范围,而混凝土又对钢筋起保护作用。钢筋混凝土结构的钢筋,主要由

常见八种金属材料及其加工工艺

常见八种金属材料及其加工工艺 1、铸铁——流动性 下水道盖子作为我们日常生活环境中不起眼的一部分,很少会有人留意它们。铸铁之所以会有如此大量而广泛的用途,主要是因为其出色的流动性,以及它易于浇注成各种复杂形态的特点。铸铁实际上是由多种元素组合的混合物的名称,它们包括碳、硅和铁。其中碳的含量越高,在浇注过程中其流动特性就越好。碳在这里以石墨和碳化铁两种形式出现。 铸铁中石墨的存在使得下水道盖子具有了优良的耐磨性能。铁锈一般只出现在最表层,所以通常都会被磨光。虽然如此,在浇注过程中也还是有专门防止生锈的措施,即在铸件表面加覆一层沥青涂层,沥青渗入铸铁表面的细孔中,从而起到防锈作用。金属加工微信,内容不错,值得关注。生产砂模浇注材料的传统工艺如今被很多设计师运用到了其他更新更有趣的领域。 材料特性:优秀的流动性、低成本、良好的耐磨性、低凝固收缩率、很脆、高压缩强度、良好的机械加工性。 典型用途:铸铁已经具有几百年的应用历史,涉及建筑、桥梁、工程部件、家居、以及厨房用具等领域。 2、不锈钢——不生锈的革命 不锈钢是在钢里融入铬、镍以及其他一些金属元素而制成的合金。其不生锈的特性就是来源于合金中铬的成分,铬在合金的表面形成了一层坚牢的、具有自我修复能力的氧化铬薄膜,这层薄膜是我们肉眼所看不见的。我们通常所提及的不锈钢和镍的比例一般是18:10。 20世纪初,不锈钢开始作为元才来噢被引入到产品设计领域中,设计师们围绕着它的坚韧和抗腐蚀特性开发出许多新产品,涉及到了很多以前从未涉足过的领域。这一系列设计尝试都是非常具有革命性的:比如,消毒后可再次使用的设备首次出现在医学产业中。 不锈钢分为四大主要类型:奥氏体、铁素体、铁素体-奥氏体(复合式)、马氏体。家居用品中使用的不锈钢基本上都是奥氏体。 材料特性:卫生保健、防腐蚀、可进行精细表面处理、刚性高、可通过各种加工工艺成型、较难进行冷加工。 典型用途:奥氏体不锈钢主要应用于家居用品、工业管道以及建筑结构中;马氏体不锈钢主要用于制作刀具和涡轮刀片;铁素体不锈钢具有防腐蚀性,主要应用在耐久使用的洗衣机以及锅炉零部件中;复合式不锈钢具有更强的防腐蚀性能,所以经常应用于侵蚀性环境。

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

金属材料市场调研报告通用范本

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金属材料市场调研报告通用范本 使用指引:本报告文件可用于为规范管理,让所有人员增强自身的执行力,避免自身发展与集体的工作规划相违背,按固定模式形成日常报告进行上交最终实现及时更新进度,快速掌握所需了解情况的效果。资料下载后可以进行自定义修改,可按照所需进行删减和使用。 第一章产品概述 第一节产品概述 一、金属材料生产加工设备定义 一、金属材料生产加工设备的性质 三、金属材料生产加工设备的用途 四、金属材料生产加工设备技术指标 第二节金属材料生产加工设备市场特点分析 一、产品特征 二、价格特征 三、渠道特征 四、购买特征

第三节金属材料生产加工设备产业发展历程与产业概况 第二章金属材料生产加工设备行业宏观经济及政策环境分析 第一节XX-XX年我国经济发展环境分析 一、国内gdp分析 三、固定资产投资 三、城镇人员从业状况 四、恩格尔系数分析 五、XX-2020年我国宏观经济发展预测 第二节我国金属材料生产加工设备行业政策环境分析 一、金属材料生产加工设备产业政策分析 二、相关产业政策影响分析 第三节我国宏观经济快速发展对我国中小

金属材料基础知识汇总

《金属材料基础知识》 第一部分金属材料及热处理基本知识 一,材料性能:通常所指的金属材料性能包括两个方面: 1,使用性能即为了保证机械零件、设备、结构件等能够正常工作,材料所应具备的性能,主要有力学性能(强度、硬度、刚度、塑性、韧性等),物理性能(密度、熔点、导热性、热膨胀性等)。使用性能决定了材料的应用范围,使用安全可靠性和寿命。 2,工艺性能即材料被制造成为零件、设备、结构件的过程中适应的各种冷、热加工的性能,如铸造、焊接、热处理、压力加工、切削加工等方面的性能。 工艺性能对制造成本、生产效率、产品质量有重要影响。 二,材料力学基本知识 金属材料在加工和使用过程中都要承受不同形式外力的作用,当达到或超过某一限度时,材料就会发生变形以至于断裂。材料在外力作用下所表现的一些性能称为材料的力学性能。 承压类特种设备材料的力学性能指标主要有强度、硬度、塑性、韧性等。这些指标可以通过力学性能试验测定。 1,强度金属的强度是指金属抵抗永久变形和断裂的能力。材料强度指标可以通过拉伸试验测出。抗拉强度σb和屈服强度σs是评价材料强度性能的两个主要指标。一般金属材料构件都是在弹性状态下工作的。是不允许发生塑性变形,所以机械设计中一般采用屈服强度σs作为强度指标,并加安全系数。2,塑性材料在载荷作用下断裂前发生不可逆永久变形的能力。评定材料塑性的指标通常用伸长率和断面收缩率。 伸长率δ=[(L1—L0)/L0]100% L0---试件原来的长度L1---试件拉断后的长度 断面收缩率φ=[(A1—A0)/A0]100% A0----试件原来的截面积A1---试件拉断后颈缩处的截面积 断面收缩率不受试件标距长度的影响,因此能够更可靠的反映材料的塑性。 对必须承受 强烈变形的材料,塑性优良的材料冷压成型的性能好。 3,硬度金属的硬度是材料抵抗局部塑性变形或表面损伤的能力。硬度与强度有一定的关系,一般情况下,硬度较高的材料其强度也较高,所以可以通过测试硬度来估算材料强度。另外,硬度较高的材料耐磨性也较好。 工程中常用的硬度测试方法有以下四种 (1)布氏硬度HB (2)洛氏硬度HRc(3)维氏硬度HV (4)里氏硬度HL 4,冲击韧性指材料在外加冲击载荷作用下断裂时消耗的能量大小的特性。 材料的冲击韧性通常是在摆锤式冲击试验机是测定的,摆锤冲断试样所作的功称为冲击吸收功。以Ak表示,Sn为断口处的截面积,则冲击韧性ak=Ak/Sn。 在承压类特种设备材料的冲击试验中应用较多。 三金属学与热处理的基本知识 1,金属的晶体结构--物质是由原子构成的。根据原子在物质内部的排列方式不同,可将物质分为晶体和非晶体两大类。凡内部原子呈现规则排列的物质称为晶体,凡内部原子呈现不规则排列的物质称为非晶体,所有固态金属都是晶体。 晶体内部原子的排列方式称为晶体结构。常见的晶体结构有:

金属材料代号

金属材料代号 金属材料常用力学性能名词、金属材料代号是什么?金属材料应用时常用力学性能有屈服强度、抗拉强度、抗压强度、抗弯强度和冲击韧性值等。屈服强度代号为%2,单位为MPa(N/mm2)。是指材料试样在拉伸过程中,永久变形为原长的"规定数值"时的应力。一般"规定数值"为拉伸试样原长的0.2%,故以%2表示。抗拉强度代号为σb,单位为MPa(N/mm2)。是指材料试样受拉伸时,在被拉断前所能承受的最大应力。抗压强度代号为σbc,单位为MPa(N/mm2)。是指材料试样受弯曲力时,在被压坏前所能承受的最大应力。抗弯强度代号为σbb单位为MPa(N/mm2)。是指材料试样受弯曲力时,在被破坏前所能承受的最大应力。冲击韧性值代号为σk,单位为J/m2。是指材料的冲击试样受冲击负荷折断时,试样刻槽处单位横截面上所消耗的冲击。 金属材料机械零件所用金属材料多种多样,为了使生产、管理方便、有序,有关标准对不同金属材料规定了它们牌号的表示方法,以示统一和便于采纳、使用。现将常用金属材料牌号表示方法向读者作一些简单介绍。 一、钢铁产品牌号表示方法(参照GB/T221—2000) 1.标准的基本概况 GB/T221—2000标准是参照国外钢铁产品牌号表示方法和国内钢铁产品牌号表示方法变化( 如Q345代替16Mn)等情况修订后,于2000年4月1日发布,并于2000年11月1日开始实施。 2.主要技术内容变动情况 (1)由于一些钢铁产品牌号有它们专用的标准,故取消了原标准中铁合金、铸造合金、高温合金、精密合金、耐蚀合金和铸铁、铸钢、粉末材料等牌号表示方法。 (2)一些新的钢铁产品的出现,更加完善了原标准。新标准增加了脱碳低磷粒铁、含钒生铁 JP2、铸造耐磨生铁、保证淬透性钢、非调质机械结构钢、塑料模具钢、取向硅钢(电讯用)等牌号表示方法。 (3)对不适应科技发展和与生产不协调的一些用钢牌号作了彻底改变或修改。如碳素结构钢A 3改为Q235,低合金高强度结构钢16Mn改为Q345等。对不锈钢、耐热钢和冷轧硅钢等的牌号表示方法也做了修改。

金属和金属材料测试题及答案(word)

金属和金属材料测试题及答案(word) 一、金属和金属材料选择题 1.垃圾分类从我做起。金属饮料罐属于() A.可回收物 B.有害垃圾C.厨余垃圾D.其他垃圾 【答案】A 【解析】 【详解】 A、可回收物是指各种废弃金属、金属制品、塑料等可回收的垃圾,金属饮料罐属于可回收垃圾,故选项正确。 B、有害垃圾是指造成环境污染或危害人体健康的物质,金属饮料罐属于可回收垃圾,故选项错误。 C、厨余垃圾用于回收各种厨房垃圾,金属饮料罐属于可回收垃圾,故选项错误。 D、其它垃圾是指可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾之外的其它垃圾,金属饮料罐属于可回收垃圾,故选项错误。 故选:A。 【点睛】 本题难度不大,了解垃圾物质的分类、各个标志所代表的含义是正确解答本题的关键。 2.有X、Y、Z三种金属,X在常温下就能与氧气反应,Y、Z在常温下几乎不与氧气反应;如果把Y与Z分别放入硝酸银溶液中,过一会儿,在Z表面有银析出,而Y没有变化,根据以上事实,判断X、Y、Z三种金属的活动性由弱到强的顺序正确的是 A.X Y Z B.X Z Y C.Z Y X D.Y Z X 【答案】B 【解析】 有X、Y、Z三种金属,X在常温下就能与氧气反应,Y、Z在常温下几乎不与氧气反应,说明X的金属活动性最强。把Y和Z分别放入硝酸银溶液中,过一会儿,在Z表面有银析出,而Y没有变化,说明Z的金属活动性比银强,Y的金属活动性比银弱,即Z>Ag>Y;则X、Y、Z三种金属的活动性由强至弱的顺序为X>Z>Y。故选B。 点睛:在金属活动性顺序中,位于前面的金属能把排在它后面的金属从其盐溶液中置换出来,据此判断能否发生反应,进而可确定三种金属活动性由强到弱的顺序。 3.下列图像分别与选项中的操作相对应,其中合理的是()

金属材料

金属材料(主要是钢铁材料)的工艺路线大体可分成三类。 1)性能要求不高的一般零件:毛坯→正火或退火→切削加工→零件; 2)性能要求较高的零件:毛坯→预先热处理(正火、退火)→粗加工→最终热处理(淬火、回火,固溶时效或渗碳处理)→精加工→零件; 3)要求较高的精密零件:毛坯→预先热处理(正火、退火)→粗加工→最终热处理(淬火、低温回火、固溶、时效或渗碳)→半精加工→稳定化处理或氮化→精加工→稳定化处理→零件; 假设已测得钛合金的断裂韧度为44MP a ·m ,而其平板内部有一个直径1.6cm 的硬币形裂纹,对其进行轴向拉伸。试计算该平板不发生断裂时所能承受的最大压力。该材料的屈服强度为900 MP a ,平板厚度为5㎝。硬币形裂纹的应力强度为:π a σk 2= 答:由硬币形裂纹的应力强度为: π a σ k 2= 式中,a a 是裂纹长度,σ是施加的压力。断裂时,施加的压力强度因子等于断裂韧度,即 Ic K K =。因此,失效条件是: π a σ k Ic 2= 求解出f σ并将题目中已知的数据代入上式,解得: a a Ic f MP m π m MP a πK σ436=008.02 44(=2= 为了使以上分析可靠,我们还必须检查确认试样的厚度超过了所给定的临界厚度: m MP m MP σK B a a ys Ic 006.0=)90044(5.2=)( 5.2=2 既然平板的厚度大于B ,那么在失效条件中使用Ic K 是适当的。请注意:脆性断

裂发生时的应力远低于材料的屈服应力。因此,仅仅使其随的应力低于屈服应力来预防断裂是商有保证的。 4、一个陶瓷构件中有原始长度为0.5mm 的裂纹。裂纹尖端半径为0.5nm ,如果裂纹扩展时进入到大致为球形的一个直径为1m μ的近邻微孔中,试估算裂纹扩展驱动力来预防断裂是没有保证的。裂纹尖端最大应力表达式为ρ a ασ=max 答:裂纹扩展的驱动力大小与裂纹尖端应力集中的程度成正比。裂纹尖端最大应力表达式为: ρ a α σ=max 因此,裂纹扩展进入微孔之前和进入到其中之后的驱动力比值)/(initial final D D 为: i i f f initial final Q a Q a D D //= 最终的裂纹长度等于裂纹原始长度与微孔的直径之和,而最终的裂纹尖端半径等于微孔的半径。将相应的数值代入驱动力比值公式得: 032.0=) 10 ×5/()10×5()) 10×5/()10×1+10×4(= 10 4 764m m m m m D D i f 所以,本题中,由于存在微孔裂纹扩展驱动力降低互其初始值的大致3%。 马氏体时效钢(300级)的屈服度约为2100a MP ,断裂韧度为66a MP ·m 。用这种材料制造的飞机着陆装置,最大设计应力为屈服强度的70%,如果可检测到的裂纹长度为2.5mm ,请问,这是一个合理的工作应力吗?假设存在的是小的边缘裂纹,且这种几何形状裂纹的应力强度因子a πσk 12.1=。 解答:计算发生断裂时的裂纹尺寸,注意断裂时Ic k k =。这样,失效条件是a πσklc 12.1=。从该表达式中求解出a 的表达式并将题目中已给数值代入,得: 2]) 7.0(12.1[1 =)12.1(1= 2ys Ic σIc f σk πk πa

金属材料加工知识集锦

1 金属材料疲劳强度,以及影响疲劳强度的因素 答:疲劳强度是指金属材料在无限多次交变载荷作用下而不破坏的最大应力称为疲劳强度或疲劳极限。实际上,金属材料不可能作无限多次交变载荷实验。一般性规定,钢在经受10e7非铁(有色)金属材料经受10e8交变载荷作用时不产生断裂时的最大应力称为疲劳强度。因素:材料,载荷种类,零件表面状态,工作温度 2鉄碳合金状态图以及加热和冷却时的组织转变 答:自己看王爱珍版工程材料及成形技术P35 3 什么是断裂韧性断裂韧性的的测量方法以及影响因素 答:指材料阻止宏观裂纹失稳扩展能力的度量,也是材料抵抗脆性破坏的韧性参数。测量方法:看材料断裂韧性好不好的实验是冲击试验,现在基本都是V型缺口的,U型缺口已经很少用了。不同温度下材料的断裂韧性测量方法,一个是不同温度下的V型缺口冲击试验,还有一个就是落锤试验。影响因素:它和裂纹本身的大小、形状及外加应力大小无关。是材料固有的特性,只与材料本身、热处理及加工工艺有关。是应力强度因子的临界值。常用断裂前物体吸收的能量或外界对物体所作的功表示。 4 金属塑性变形的成形机理,以及回复和再结晶 答:单晶体金屑的塑性变形有“滑移”与“孪晶”等不同方式。所谓滑移即晶体的一部分相对于另一部分沿一定的晶面发生相对的滑动。单晶体及其滑移变形形式。当施加的切应力较小时,单晶体只发生弹性变形,若这时将应力去除,由于原于间的引力作用,晶体则恢复原状。当增大切应力,使晶体的变形程度超过弹性变形阶段时,晶体的一部分相对另一部分则产生滑移而造成永久变形。晶体的滑移常沿着原子密度最大的晶面和晶向发生.这些品面或晶向称为滑移面或滑移方向。在切应力作用下,晶体有时还可以另一种形式发生塑性变形。即晶体的一部分相对另一部分,沿着一定晶面(孪晶面)产生一定角度的切变,这种变形形式叫做“孪晶”。经过孪晶变形后,在孪晶面两侧的晶体形成镜面对称。 多晶体金属中每个晶粒的塑性变形形式与单晶体金属相似。但由于多晶体金属中每个晶粒所处的位向不同,滑移的先后次序不同。处1:软位向(滑移面和滑移方向与外力成45确)的晶粒先产生滑移.滑移时受到邻近位向不同品粒的阻碍,在晶界附近造成位错堆积。当外力增大致使应力集中达到一定程度时,软位向晶粒发生转动,滑移停止,并将形变传递到另·批晶粒中.然后次软位向晶粒开始发生滑移。以此类推,直到全部晶粒都发生滑移为止。不同位向晶粒将依次产生滑移,构成多晶体金属复杂的塑件变形。 当加热温度较低时,因原子扩散能力尚小,只能引起金属内部某些空位、位错等缺陷作微量的迁移,使缺陷数量减少,品格畸变减轻,残余内应力部分消失,此阶段称为“回复”。 当变形金屈加热到较高温度时,原子具有更大的扩散能力.这时组织中破碎拉长的晶粒会通过形核与长大的方式形成新的等轴晶粒,这些等抽晶粒完全代替碎晶后,即完成了再结晶。 5 什么是金属的超塑性,超塑性变形的含义 答:金属和合金具有超常的均匀变形能力,其伸长率可以达到百分之几百、甚至百分之几千。凡金属在适当的温度下(大约相当于金属熔点温度的一半)变得像软糖一样柔软,而应变速度10毫米秒时产生本身长度三倍以上的延伸率,均属于超塑性。超塑性指某些金属在特定的条件下拉伸时获得极高的延伸率和优异的均匀变行能力,其极限延伸率可达百分之200--500,甚至高达1000--2000。 超塑性变形的一般特点;1、大伸长率;2、无缩颈;3、低流动应力;4、易成形。 6 实现超塑性的条件 答:实现超塑性的主要条件是一定的变形温度和低的应变速率,这时合金本身还要

金属材料概述

常用金属材料概述 金属材料是由金属元素或以金属元素为主要材料构成的,并具有具有金属特性的工程材料。金属材料种类繁多,用途广泛,按化学组成分类,金属材料分为黑色金属和有色金属两大类。黑色金属主要是指以铁或以铁为主形成的金属材料,即钢铁材料,如钢和生铁。有色金属是指除钢铁材料以外的其他金属,如金、银、铜、铝、镁、钛、锌、锡、铅等。生产中使用最多的黑色金属是钢和铸铁,有色金属是铜及铜合金、铝及铝合金。 钢的种类繁多,通常按钢中是否加入合金元素,将钢分为碳钢和合金钢。 碳钢按碳的质量分数可分为低碳钢(ω C ≤0.25%)、中碳钢(0.25%<ω C ≤ 0.6%)、高碳钢(ω C >0.6%),按钢的质量分数可分为普通碳素钢(ωs≤0.05%,ωp≤0.045%)、优质碳素钢(ωs≤0.035%,ωp≤0.035%)、高级优质碳素钢(ωs≤0.02%,ωp≤0.03%)和特级优质碳素钢(ωs≤0.015%,ωp≤0.025%),按钢的用途可分为碳素结构钢(用于各种工程构件,也可用于不太重要的机件)、优质碳素结构钢(用于制造各种机器零件)、碳素工具钢(用于制造各种工具)和一般工程用铸造碳素钢(用于制造形状复杂且需要一定强度、塑性和韧性的零件),还可按钢冶炼时的脱氧程度分为沸腾钢、镇静钢、半镇静钢和特殊镇静钢。 合金钢按钢的用途可分为合金结构钢、合金工具钢、特殊性能钢,还可按成分、冶金质量及组织等进行分类。 钢的性能根据不同的种类有不同的特点,其中碳素结构钢易于冶炼,工艺性能好,价格低廉,在力学性能上一般能满足普通工程构件及机器零件的要求,工程上用量很大,一般不进行热处理;低合金机构钢由于强度很高,被广泛用于建筑、石油、化工、铁道、造船等许多部门。 钢的热处理工艺是指根据钢在加热和冷却过程中的组织转变规律所制定的钢在热处理时具体的加热、保温和冷却的工艺参数。热处理工艺种类很多,根据加热、冷却方式及获得组织和性能的不同,钢的热处理工艺可分为:普通热处理(退火、正火、淬火和回火)、表面热处理、化学热处理及特殊热处理(形变热处理、真空热处理等)。根据热处理在零件生产工艺流程中的位置和作用,热处理又可分为预备热处理和最终热处理。 铸铁是一种以铁、碳、硅为主要成分且在结晶过程中具有共析转变的多元铁 基合金。其化学成分一般为:ω C =2.0%~4.0%、ω si =1.0%~3.0%、ω Mn =0.1%~1.0%、 ωs=0.02%~0.25%、ωp=0.05%~1.5%。为了提高铸铁的力学性能,有时在铸铁中添加少量Gr、Ni、Cu、Mo等合金元素制成合金铸铁。 铸铁是一种被广泛使用的金属材料,主要是由于它的生产工艺简单、成本低廉并具有优良的铸造性能、可切削加工性能、耐磨性能及吸震性等,因此铸铁广泛用于机械制造、冶金、矿山及交通运输等工业部门。 碳在铸铁中既可以化合态的渗碳体(Fe 3 C)形式存在,也可以游离状态的石墨(G)形式存在,据此可以将铸铁分为三类:白口铸铁,碳除少量固溶于铁素体中外,其余的碳都以渗碳体(第二相)的形式存在于铸铁集体中,其断口呈银白色,由于存在共晶莱氏体组织,所以其性能硬而脆,很难切削加工,一般很少直接用来制造各种零件;麻口铸铁,碳除少量固溶于铁素体中外,一部分以游离 状态的石墨(G)形式存在,另一部分以化和状态的渗碳体(Fe 3 C)形式存在,在其断口上呈黑白相间的麻点,这类铸铁也具有较大的硬脆性,故工业上也很少

金属和金属材料专题(含答案)

金属和金属材料专题(含答案) 一、金属和金属材料选择题 1.在氯化铜和氯化亚铁的混合溶液中加入一定的镁粉,充分反应后过滤,向滤出的固体中滴加稀盐酸,没有气泡产生。下列判断正确的是() A.滤出的固体中一定含有铜,可能含有铁和镁 B.滤出的固体中一定含有铜,一定不含有铁和镁 C.滤液中一定含有氯化镁和氯化亚铁,一定没有氯化铜 D.滤液中一定含有氯化镁、氯化亚铁、氯化铜 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A、加入一定量的镁粉时,镁首先和氯化铜反应生成铜和氯化镁,因此滤出的固体中一定含有铜,但是不可能含有铁和镁,因为向滤出的固体中滴加稀盐酸,没有气泡产生,故A 错误; B、滤出的固体一定含有铜,一定不含铁和镁,故B正确; C、滤液中一定含有氯化镁和氯化亚铁,如果不含有氯化亚铁,则氯化亚铁和镁反应能生成铁,加入稀盐酸时就会产生气泡了,这与没有气泡产生相矛盾,也可能含有氯化铜,如果镁很少,不足以和氯化铜完全反应,则滤液中含有氯化铜,故C错误; D、滤液中一定含有氯化镁、氯化亚铁,不一定含有氯化铜,如果镁和氯化铜恰好完全反应,则滤液中不含有氯化铜,故D错误。 故选B。 【点睛】 氢前边的金属会与稀硫酸、盐酸反应,但氢后边的金属不会与稀硫酸、盐酸反应,前边的金属会把后边的金属从其盐溶液中置换出来。 2.防止自行车钢圈锈蚀的方法中,错误的是() A.保持钢圈的洁净干燥 B.钢圈外涂一层机油 C.被雨淋湿后立即用布擦干再涂上机油 D.被雨淋湿后立即涂上机油 【答案】D 【解析】 【分析】 金属在与氧气和水同时接触时容易生锈 【详解】 A、保持钢圈的洁净干燥,可以防止金属锈蚀,故A正确; B、钢圈外涂一层机油可以防止氧化,故B正确;

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

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