金属原材料介绍
常用材料化学成份

常用材料化学成份1.金属材料:-铁:铁是地壳上最常见的金属之一、在钢铁生产中使用的主要成分是铁和碳。
其他常见的合金元素有镍、铬等。
-铝:铝是一种轻质金属,主要成分是铝和少量的合金元素,如锰、镁和硅。
-铜:铜是导电性能很好的金属,主要成分是铜本身,通常还含有锌和锡等合金元素。
-锌:锌是一种耐腐蚀金属,主要成分是锌本身,常与铝、铜等金属一起合成合金。
2.塑料材料:-聚乙烯(PE):聚乙烯是一种常见的塑料,主要成分是乙烯(C2H4)分子的聚合物。
它具有良好的耐酸碱性和机械强度。
-聚丙烯(PP):聚丙烯是一种耐高温塑料,主要成分是丙烯(C3H6)分子的聚合物。
它具有较高的刚性和耐化学腐蚀性。
-聚氯乙烯(PVC):聚氯乙烯是一种耐候性好的塑料,主要成分是氯乙烯(C2H3Cl)分子的聚合物。
它可在不同形式下制成硬质或软质的塑料制品。
-聚苯乙烯(PS):聚苯乙烯是一种常见的脆性塑料,主要成分是苯乙烯(C8H8)分子的聚合物。
它常被用于制作泡沫塑料(EPS)。
3.橡胶材料:-天然橡胶:天然橡胶主要成分是聚合物异戊二烯(C5H8)。
-合成橡胶:合成橡胶是通过合成化学方法制备的橡胶,其主要成分有丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶等。
4.玻璃材料:-硅酸钠(Na2SiO3):硅酸钠是玻璃的主要成份之一,它是由二氧化硅(SiO2)和碱金属氧化物(如氢氧化钠)反应所得。
-碳酸钠(Na2CO3):碳酸钠是用于制备玻璃的重要成分。
它与二氧化硅和氢氧化钠反应生成硅酸钠。
5.陶瓷材料:-二氧化硅(SiO2):二氧化硅是陶瓷材料的主要成份之一,它具有良好的耐高温和抗酸碱性能。
-氧化铝(Al2O3):氧化铝是一种用于制备高级陶瓷的重要成分。
它具有良好的绝缘性能和高机械强度。
这只是常用材料化学成分的一小部分,还有很多其他材料也具有重要的化学成分,如纸张、涂料、药物等。
不同的材料成分赋予了它们不同的性质和用途,化学成分的选择和控制对材料的性能至关重要。
各种金属材料的特点

各种金属材料的特点————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:ﻩ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。
材料的介绍

材料的介绍材料是指由原材料经过一系列的物理或化学加工形成的具有一定形状、尺寸和性能的产品。
材料广泛应用于各个行业和领域,是现代社会生活和生产的基础。
以下是对几种常见材料的介绍。
金属材料是一类广泛应用的材料,其具有良好的导电、导热、强度和韧性等性能。
常用的金属材料包括铁、铜、铝、钛等。
铁是最常见的金属材料之一,它广泛应用于建筑、制造业、汽车等领域。
铜是一种导电性能极好的金属材料,广泛应用于电子、电力等领域。
铝具有较轻的重量和良好的耐腐蚀性,被广泛用于制造飞机、汽车等。
钛具有高强度、轻质和良好的耐高温性能,被广泛应用于航空航天领域。
塑料材料是一种由合成树脂经过加工而成的可塑性材料。
塑料具有良好的绝缘性能、耐腐蚀性和可塑性等优点。
常见的塑料材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。
聚乙烯是被广泛应用的一种塑料材料,用于制造塑料袋、瓶子、水管等。
聚丙烯具有较高的熔融温度和较好的耐热性能,广泛应用于制造家电、日用品等。
聚氯乙烯是一种具有良好耐强酸、耐碱性能的塑料材料,广泛应用于建筑、化工等领域。
复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的材料。
复合材料具有较高的强度、刚性和轻质等特点,被广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
碳纤维复合材料是一种高性能的复合材料,具有优异的强度和刚度,被广泛用于航空航天、运动器材等领域。
玻璃纤维复合材料具有较高的刚性和耐腐蚀性能,广泛应用于建筑、电子、船舶等领域。
陶瓷材料是一种非金属的无机材料,具有良好的耐高温、绝缘和耐腐蚀等特点。
常见的陶瓷材料包括瓷器、建筑陶瓷、电子陶瓷等。
瓷器是一种传统的陶瓷材料,具有美观和耐用等优点,被广泛应用于餐具、装饰等领域。
建筑陶瓷是一种用于建筑装饰的陶瓷材料,具有防火、耐候等特性。
电子陶瓷是一种具有良好绝缘性能的陶瓷材料,广泛应用于电子器件、电容器等。
以上是对几种常见材料的简要介绍,材料在现代社会中发挥着重要的作用,为人们的生活和工作提供了便利,并推动了社会的进步和发展。
原材料 种类

原材料种类原材料种类是生产制造过程中所需的主要原始材料,它们是各种产品的基础和关键组成部分。
原材料种类繁多,涵盖了采矿、农林牧渔、石油化工、金属加工等各个领域。
下面将为您介绍一些常见的原材料种类及其用途。
1. 金属类原材料:金属类原材料广泛应用于各种工业领域,包括钢铁、铝、铜、镍、锌、锡等。
钢铁是最常见的金属原材料之一,用于建筑、交通运输、机械制造等行业。
铝和铜是用于电子产品和通讯设备的重要原材料,而锌和锡则主要用于镀锌和合金制造。
2. 矿产类原材料:矿产类原材料包括煤炭、石油、天然气、矿石等。
煤炭是火力发电和工业生产中不可或缺的能源原材料,石油和天然气则广泛用于燃料、化工、塑料等行业。
矿石主要指铁矿石、铜矿石、铝矿石等,是冶金、金属加工的重要原料。
3. 农产品类原材料:农产品类原材料包括谷物、棉花、糖、植物油等。
谷物是食品加工、饲料生产的主要原料,棉花用于纺织行业的原料,糖和植物油则广泛用于食品加工和化妆品生产。
4. 林产品类原材料:林产品类原材料主要包括木材、竹子、纸浆等。
木材广泛用于家具制造、建筑材料、造纸等行业,竹子主要用于手工艺品、建筑材料等,而纸浆是造纸工业的重要原料。
5. 化工产品类原材料:化工产品类原材料包括石油化工产品、合成材料、化工原料等。
石油化工产品主要包括石油燃料、石油化工原料、合成树脂等,广泛用于化工、塑料、橡胶、纺织等行业。
6. 食品类原材料:食品类原材料包括面粉、糖、酵母、蛋白质等。
这些原材料是食品加工的基础,用于制作面包、糕点、调味品等各种食品。
7. 纺织原材料:纺织原材料包括棉、麻、丝、毛等纤维原料,以及染料、助剂等化工原料。
这些原材料是纺织品制造的基础,广泛用于服装、家居纺织、工业用纺织品等领域。
以上介绍了一些常见的原材料种类及其用途,这些原材料在各个工业领域中发挥着重要作用,是现代生产制造不可或缺的基础。
不同类型的原材料相互配合,共同构成了丰富多彩的生产制造体系,推动着经济的发展和社会的进步。
金属骨料原料

金属骨料原料金属骨料原料,是指在金属工业中用于生产金属制品的原材料。
金属骨料原料种类繁多,包括金属矿石、金属废料、金属合金等。
这些原料在金属工业中起着至关重要的作用,对于金属制品的质量和性能有着直接影响。
一、金属矿石是金属骨料原料的重要组成部分。
金属矿石是指含有金属元素的矿物石块,如铁矿石、铜矿石、铝矿石等。
金属矿石是金属工业的主要原料之一,通过矿石的加工和提炼,可以得到纯净的金属。
金属矿石的种类繁多,每种金属矿石都有其特定的提炼方法和工艺流程。
二、金属废料也是金属骨料原料的重要来源。
金属废料是指金属制品的报废或废弃物,如废旧电线、废旧汽车零件、废旧机械设备等。
这些金属废料经过分类、分拣和处理,可以得到可再利用的金属骨料原料。
金属废料的回收利用不仅可以减少资源浪费,还可以降低对自然环境的影响。
三、金属合金是金属骨料原料中的另一重要组成部分。
金属合金是由两种或两种以上金属元素组成的材料。
金属合金具有比纯金属更优越的性能,如强度、硬度、耐腐蚀性等。
金属合金广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。
金属合金的制备需要精确的配料和严格的工艺控制,以保证合金的品质和性能。
金属骨料原料在金属工业中的应用十分广泛。
首先,金属骨料原料是金属制品生产的基础。
金属矿石通过提炼和冶炼,可以得到纯净的金属,用于制造各种金属制品,如钢铁、铝制品、铜制品等。
其次,金属废料的回收利用可以减少资源的消耗,同时还可以降低能源的消耗和环境的污染。
再次,金属合金的应用可以满足对于特殊性能的要求,如高强度、耐高温等。
金属骨料原料的选择和使用对于金属制品的质量和性能有着重要的影响。
在金属矿石的选择上,需要考虑矿石的品位、矿石的含杂质情况等因素,以保证提炼出的金属质量优良。
在金属废料的回收利用上,需要进行有效的分类和分拣,以减少杂质的含量,提高金属骨料原料的质量。
在金属合金的制备上,需要精确的配料和严格的工艺控制,以保证合金的性能和品质。
金属原材料

金属原材料金属原材料是指用于制造金属制品的材料,包括常见的铁、铜、铝等金属。
这些金属原材料在各个工业领域起着至关重要的作用,因为金属制品广泛应用于建筑、汽车、航空、电子等众多领域。
本文将介绍几种常见的金属原材料及其用途。
第一种金属原材料是铁。
铁是最常见的金属之一,具有良好的导电和导热性能,同时具有较高的强度和韧性。
因此,铁常用于制造建筑材料(如钢筋、钢板等)、汽车零部件、机械设备等。
另外,铁还可以合金化,加入一定比例的碳可以制成钢,钢的用途更加广泛。
第二种金属原材料是铜。
铜具有优良的导电性能,是电气工业中不可或缺的材料。
它广泛用于制造电线、电缆、电机、变压器等电气设备,同时还用于制造管道、管件、制冷设备等。
此外,铜还常用于制作工艺品、器具以及一些高端装饰品。
第三种金属原材料是铝。
铝是一种轻质金属,具有良好的强度和耐腐蚀性能。
它广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。
在航空航天领域,铝常用于制造飞机、火箭等,因为它的轻质特性可以减少整体重量,提高飞行效率。
在汽车领域,铝也被用于制造车身、发动机部件等,以减轻汽车重量、提高燃油效率。
在建筑领域,铝常用于制造门窗、幕墙等。
此外,还有许多其他金属原材料也起到重要作用。
例如,锌在电镀、热镀等行业中广泛应用;镍在电池、合金制造中常用;钛在航空航天、医疗器械等领域有广泛应用。
这些金属原材料通过熔炼、冶炼等工艺加工而成,最后成为各种金属制品,满足人们日常生活和工业生产的需求。
综上所述,金属原材料在各个领域中都扮演着重要的角色,是现代社会不可或缺的资源。
随着工业的不断发展,对金属原材料的需求也在不断增加。
因此,我们应该积极保护和利用金属原材料资源,推动环境可持续发展。
金属冶炼的原材料与矿石选择

通过加热方式改变矿石的物理和 化学性质,如降低硫含量、提高 金属氧化物还原性等。
矿石的开采与加工
01
02
03
露天开采
适用于大型矿体,通过剥 离表土和岩石,将矿石采 出。
地下开采
适用于埋藏较深的矿体, 通过凿岩爆破等方式采出 矿石。
加工厂处理
将采出的矿石运至加工厂 进行破碎、磨碎、选矿等 加工处理,以供冶炼使用 。
绿色金融等。
金属冶炼的环境保护技术与实践
烟气治理技术
采用活性炭吸附、湿法脱硫等技术处理冶炼 废气,减少空气污染。
废水处理技术
采用沉淀、过滤、吸附等技术处理冶炼废水 ,降低水体污染。
废弃物资源化利用
将废渣和废弃物进行回收和再利用,如制造 建材、铺路等。
环境监测与评估
对冶炼过程的环境影响进行实时监测和评估 ,确保环境安全。
原材料的储存与运
储存
需建设仓库、堆场等设施,并采取防 潮、防尘、防火等措施。
运输
需考虑运输方式、运输成本、运输安 全等因素,常见的运输方式有铁路、 公路、水路等。
03
矿石的选择与处理
矿石的选择标准与原则
矿石品位
矿石的来源与供应
选择品位高、含金属量大的矿石,能 够提高冶炼效率和产品质量。
确保矿石来源可靠、供应稳定,以降 低生产成本和风险。
资源消耗
金属冶炼需要大量的矿石和能源,对资源消耗巨大。
金属冶炼的可持续发展策略
节能减排
采用先进的冶炼技术和设备, 降低能耗和减少废气排放。
资源循环利用
对冶炼过程中产生的废弃物进 行回收和再利用,提高资源利 用率。
生态恢复
对受污染的环境进行生态恢复 ,包括植树造林、湿地修复等 措施。
金属材料大全

金属材料大全
金属材料是指以金属元素为主要成分,通过一定的加工工艺制成的材料。
它具
有良好的导电性、导热性、机械性能和可塑性,因此在工业生产和日常生活中得到广泛应用。
本文将对常见的金属材料进行介绍,包括铁、铜、铝、锌、镁等。
首先,我们来介绍铁这一常见的金属材料。
铁是地球上含量最丰富的金属元素,它具有良好的机械性能和磁性能,因此被广泛用于制造机械设备、建筑结构和交通工具等。
常见的铁材料包括铸铁、合金钢和不锈钢等,它们在工程领域具有重要的应用价值。
其次,我们来介绍铜这一重要的金属材料。
铜具有良好的导电性和导热性,因
此被广泛用于制造电线、电缆、发电设备和冷却设备等。
此外,铜还可以与其他金属元素形成合金,如青铜、黄铜等,这些合金在航空航天、军工和电子领域具有重要的应用价值。
另外,铝也是一种重要的金属材料。
铝具有良好的耐腐蚀性和轻质性能,因此
被广泛用于制造航空器、汽车、火箭和建筑材料等。
随着工业技术的发展,铝合金材料的应用范围越来越广,成为现代工业中不可或缺的材料之一。
除了铁、铜、铝外,锌和镁也是常见的金属材料。
锌具有良好的防腐蚀性能,
常用于制造镀锌钢板、锌合金等产品;镁具有良好的强度和耐热性能,常用于制造航空器、汽车零部件和轻型结构材料等。
总的来说,金属材料在现代工业生产和日常生活中起着重要的作用,它们的种
类繁多,性能各异,应用范围广泛。
随着科学技术的不断进步,金属材料的研发和应用将会更加多样化和精细化,为人类社会的发展进步提供更加有力的支撑。
希望本文对金属材料有所了解的读者能够有所帮助,谢谢阅读!。
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五金原材料知识五金者,指金、银、铜、铁、锡五项金属材料之称,五金为工业之母;国防之基础,五金材料之产品,通常只分为大五金及小五金两大类。
大五金指钢板、钢筋,扁铁、万能角钢、槽铁、工字铁及各类型之钢铁材料,小五金则为建筑五金、白铁皮、锁类铁钉、铁丝、钢铁丝网、钢丝剪、家庭五金、各种工具等等。
就五金之性质与用途,应分钢铁材料、非铁金属材料、机械机件、传动器材、辅助工具、工作工具、建筑五金、家庭五金等八大类(一)、五金原材料常用知识合金是一种金属元素和一种或几种其它元素(金属或者非金属均可)熔合后而组成的具有进速特性的物质。
组成合金最基本的、能独立存在的物质称为组元,简称元。
绝大多数情况下,组元即是构成合金的元素。
但也有将化合物作为组元的,其条件是化合物在所研究的范围内,既不分解也不发生任何化学反应。
根据组元的数量,可分为二元合金、三元合金或多元合金、如简单黄铜是由铜和锌两种元素组成的二元合金;硬铝是由铝、铜、镁三种元素组成的三元合金。
◆ 铜合金分类铜合金分为黄铜、青铜和白铜。
白铜是铜镍合金,主要用来制造精密机械、精密仪表中的耐蚀零件及电阻器、热电偶等。
机械制作中,主要使用的是黄铜和青铜。
● 铸造黄铜铜和锌著称的合金统称为黄铜。
其中铜锌二元合金称普通黄铜。
除锌外再加入其它元素所组成的多元黄铜称为特殊黄铜。
铸造黄铜具有较高的力学性能,铸造性能较好,且价格比青铜低。
常用于一般用途的轴承、衬套、齿轮等耐磨件和阀门等耐蚀件。
● 铸造青铜可分为普通青铜(锡青铜)和特殊青铜(铝青铜、铅青铜、硅青铜、铍青铜等)两大类。
◆ 铜合金铸造工艺各种成分的铜合金的结晶特征不同,铸造性能不同,铸造工艺特点也不同。
1、锡青铜:结晶特征是结晶温度范围大,凝固区域宽。
铸造性能方面流动性差,易产生缩松,不易氧化。
工艺特点是壁厚件采取定向凝固(顺序凝固),复杂薄壁件、一般壁厚件采取同时凝固。
2、铝青铜和铝黄铜:结晶特征是结晶温度范围小,为逐层凝固特征。
铸造性能方面流动性较好,易形成集中缩孔,极易氧化。
工艺特点是铝青铜浇注系统为底注式,铝黄铜浇注系统为敞开式。
3、硅黄铜:结晶特征是介于锡青铜和铝青铜之间。
铸造性能最好(在特殊黄铜中)。
工艺特点是顺序凝固工艺,中注式浇注系统,暗冒口尺寸较小。
◆ 铝合金铸件分类铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金和铝锌合金等。
● 铝合金的铸造工艺铝合金的铸造性能和化学成分密切相关,其中Al-Si合金处于共晶成分附近,铸造性能最好,和灰铸铁相似。
Al-Cu合金远离共晶成分,凝固温度范围大,铸造性能最差。
在实际生产中,铝铸件都有冒口补缩,Al-Si类合金的凝固温度范围小,冒口补缩效率高,易获得组织致密的铸件。
其它类铸铝合金的凝固温度范围大,冒口补缩效率低,铸件致密性差。
铝合金极易吸气和氧化,因此浇注系统必须保证铝液较快而平稳地流入,避免搅动。
各种铸造方法都适用于铝合金铸件。
当生产量较少时,可用砂型铸造,应选用细砂来造型;大量生产的重要铸件,则采用特种铸造。
金属型铸造效率高,铸件质量好。
低压铸造适用于要求致密性高的耐水压铸件。
压力铸造可用于薄壁复杂小件。
● 铸造铝合金的熔炼特点铝合金在液态下极易氧化,其产物为Al2O3,熔点高达2050℃,密度稍大于铝,呈固态夹杂物悬浮在铝液中,很难去除,既恶化铸造性能,又降低力学性能,使铸件致密性降低。
铝液还极易吸收氢气,凝固时析出,形成气孔或针孔等缺陷。
1、精炼方法 为了减缓铝液的氧化和吸气,铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼。
可向坩锅内加入KCl、NaCl等作为熔剂,以便将铝液与炉气隔离。
为驱除铝液中已吸入地氢气,防止针孔的产生,在铝液出炉之前应进行驱氢精炼。
方法有多种,较为简便的是用钟罩向铝液中压入氯化锌(ZnCl2)或六氯乙烷(C2Cl6)等氯盐或氯化物,于是发生如下反应:3ZnCl2 + 2Al = 3Zn + 2AlCl33C2Cl6 + 2Al = 3C2Cl4 + 2AlCl3反应生成的AlCl3沸点为183℃,C2Cl4的沸点为121℃,故形成气泡,在上浮过程中将铝液中的气体H2及Al2O3夹杂一起带出液面。
2、熔炼设备 铝合金熔炉种类很多,一般多用焦碳坩锅炉。
也可用电阻坩锅炉。
此外感应电炉(工频、中频)也有使用。
合金的结构要比纯金属复杂得多。
因为合金由两种或多种元素组成,各元素间的相互作用,会形成各种不同的相。
我们把在金属和合金中,凡化学成分相同、结构相同并与其他部分由界面分开的均匀组成部分,称之为相。
下面按照这一概念来分析纯金属和合金的结构。
纯金属液态时为单相;固态由同一元素、同一晶格构成,故为单相;结晶过程中,既有液相又有固相,即为二相。
合金在液态时,其为具有一定化学成分均匀一致的合金液体,为单相。
合金由液态转变为固态后,各元素彼此相互溶解可形成固溶体;元素也可能彼此间发生反应而形成金属化合物。
固溶体和金属化合物是固态合金的两个基本相。
所以合金在固态时,可能是单相组织也可能是多相组织。
在分析合金结构时,就是分析其相结构,看其由几种固溶体或金属化合物,即为几相。
◆ 固溶体所谓固溶体是指溶质原子溶入金属溶剂的晶格中所组成的合金相。
两组元在液态下互溶,固态也相互溶解,且形成均匀一致的物质。
形成固溶体时,含量大者为溶剂,含量少者为溶质;溶剂的晶格即为固溶体的晶格。
● 固溶体的分类按溶质原子在晶格中的位置不同可分为置换固溶体和间隙固溶体。
1、置换固溶体 溶质原子占据溶剂晶格中的结点位置而形成的固溶体称置换固溶体。
当溶剂和溶质原子直径相差不大,一般在15%以内时,易于形成置换固溶体。
铜镍二元合金即形成置换固溶体,镍原子可在铜晶格的任意位置替代铜原子。
2、间隙固溶体 溶质原子分布于溶剂晶格间隙而形成的固溶体称间隙固溶体。
间隙固溶体的溶剂是直径较大的过渡族金属,而溶质是直径很小的碳、氢等非金属元素。
其形成条件是溶质原子与溶剂原子直径之比必须小于0.59。
如铁碳合金中,铁和碳所形成的固溶体――铁素体和奥氏体,皆为间隙固溶体。
另外,按溶质元素在固溶体中的溶解度,可分为有限固溶体和无限固溶体。
但只有置换固溶体有可能成为无限固溶体。
● 固溶体的性能当溶质元素含量很少时,固溶体性能与溶剂金属性能基本相同。
但随溶质元素含量的增多,会使金属的强度和硬度升高,这种现象称为固溶强化。
置换固溶体和间隙固溶体都会产生固溶强化现象。
适当控制溶质含量,可明显提高强度和硬度,同时仍能保证足够高的塑性和韧性,所以说固溶体一般具有较好的综合力学性能。
因此要求有综合力学性能的结构材料,几乎都以固溶体作为基本相。
这就是固溶强化成为一种重要强化方法,在工业生产中得以广泛应用的原因。
◆ 金属化合物金属化合物是两组元相互作用形成的新相,它的晶体结构与两组元都不相同,并具有金属性质。
金属化合物有多种,它们的共同特点是熔点高、硬度高,一般都作为合金中的硬化相。
如碳钢中的Fe3C,合金钢中的TiC、VC、W2C等。
合金中以单相的固溶体或金属化合物的形式存在的情况减少,大多以两相的机械混合物形式存在。
如碳钢中的珠光体,就是由固溶体(铁素体)和金属化合物(渗碳体Fe3C)组成的机械混合物。
◆ 合金相图的测定如前所述,纯金属的结晶是在恒温下进行的,可用冷却曲线来描述。
一种合金由液态转变为固态在某一温度范围内进行,也可用一冷却曲线表示。
但一个合金系的结晶过程,就需要用相图来展现才能表示清楚。
合金相图是表示合金的成分、温度和组织三者之间关系的图形,是研究合金的重要工具。
合金相图一般都是由试验方法获得的。
现以Pb-Sb二元合金为例,来说明二元合金相图的测定过程。
(1)配制不同成分的若干合金,并分别做出它们的冷却曲线。
(2)分别找出各个合金的结晶转变温度,即结晶开始温度和结晶终了温度。
(3)把各合金的结晶开始温度和结晶终了温度,分别标注在温度-成分的坐标系中。
(4)把各合金的结晶开始温度点连结起来,即为液相线;把结晶终了温度点连结起来,即为固相线。
这样就构成了Pb-Sb二元合金相图。
其它合金相图也可照此方法测定。
Pb-Sb合金构成的是二元共晶相图。
其他合金还可构成二元共析相图、形成稳定化合物的二元相图、二元匀晶相图等。
◆ 铁碳合金铁碳合金是钢和铁的总称,是工业上应用最广泛的合金。
铁碳合金是以铁为基本元素,以碳为主加元素组成的合金。
在液态时,铁和碳可以无限互溶。
在固态时,碳溶于铁中形成固溶体。
当含碳量超过碳在铁中的固态溶解度时,则出现金属化合物。
此外,还可以形成由固溶体和金属化合物组成的机械混合物。
下面分述铁碳合金在固态下出现的几种基本组织。
● 铁素体铁素体是碳溶解在a-Fe中的间隙固溶体,常用符号F表示。
它仍保持的体心立方晶格,其溶碳能力很小,常温下仅能溶解为0.0008%的碳,在727℃时最大的溶碳能力为0.02%。
由于铁素体含碳量很低,其性能与纯铁相似,塑性、韧性很好,伸长率δ=45%~50%。
强度、硬度较低,σb≈250MPa,而HBS=80。
● 奥氏体奥氏体是碳溶解在γ-Fe中的间隙固溶体,常用符号A表示。
它仍保持γ-Fe 的面心立方晶格。
其溶碳能力较大,在727℃时溶碳为ωc=0.77%,1148℃时可溶碳2.11%。
奥氏体是在大于727℃高温下才能稳定存在的组织。
奥氏体塑性好,是绝大多数钢种在高温下进行压力加工时所要求的组织。
奥氏体是没有磁性的。
● 渗碳体渗碳体是铁与碳形成的金属化合物,其化学式为Fe3C。
渗碳体的含碳量为ωc =6.69%,熔点为1227℃。
其晶格为复杂的正交晶格,硬度很高HBW=800,塑性、韧性几乎为零,脆性很大。
在铁碳合金中有不同形态的渗碳体,其数量、形态与分布对铁碳合金的性能有直接影响。
● 珠光体珠光体是奥氏体发生共析转变所形成的铁素体与渗碳体的共析体。
其形态为铁素体薄层和渗碳体薄层交替重叠的层状复相物,也称片装珠光体。
用符号P表示,含碳量为ωc=0.77%。
其力学性能介于铁素体与渗碳体之间,决定于珠光体片层间距,即一层铁素体与一层渗碳体厚度和的平均值。
● 莱氏体莱氏体是液态铁碳合金发生共晶转变形成的奥氏体和渗碳体所组成的共晶体,其含碳量为ωc=4.3%。
当温度高于727℃时,莱氏体由奥氏体和渗碳体组成,用符号Ld表示。
在低于727℃时,莱氏体是由珠光体和渗碳体组成,用符号Ld’表示,称为变态莱氏体。
因莱氏体的基体是硬而脆的渗碳体,所以硬度高,塑性很差。
A3号钢是普通的碳素钢,它的抗拉力强度是38、47公斤力/毫米2;45号钢是优质碳素结构钢,它的强度是61,HRC是48-55,机械上用的比较多;35号也是优质碳素结构钢,不过它的强度却只有54,HRC是38-45。
它们的区别可以从火花上鉴别的,含碳量低的火花,尾部下垂,色稍暗,时有枪尖尾花,花量不多,芒线较粗。