金属材料的分类及主要特性
《金属材料学》课件
性。
合金化
通过改变金属的成分， 提高其耐蚀性。
缓蚀剂
添加缓蚀剂抑制金属腐 蚀的化学反应速度。
金属材料在特定环境下的耐腐蚀性
01
02
03
04
酸性环境
钢铁、不锈钢等对酸有一定的 耐蚀性，但不同金属差异较大
。
碱性环境
铝、镁等金属在碱性环境中容 易发生腐蚀。
海洋环境
04 金属材料的腐蚀与防护
CHAPTER
金属材料的腐蚀机理
电化学腐蚀
金属与电解质溶液接触，通过电极反应发生的腐 蚀。
化学腐蚀
金属与非电解质直接反应，生成金属氧化物的腐 蚀。
生物腐蚀
金属在有微生物的环境下发生的腐蚀。
金属材料的防腐蚀方法
涂层保护
在金属表面涂覆防腐蚀 涂层，隔离金属与腐蚀
介质。
电镀
金属材料的化学性能是指其在各种环 境中的稳定性，包括耐腐蚀性、抗氧 化性、耐候性等。
耐腐蚀性是指金属材料抵抗腐蚀的能 力，抗氧化性是指金属材料在高温下 抵抗氧化的能力，耐候性是指金属材 料在自然环境中抵抗光、热、水、大 气等因子的作用的能力。
金属材料的力学性能
金属材料的力学性能是指其在受力作用下的行为表现，包括强度、塑性、韧性、 硬度等。
详细描述
金属材料主要是指由金属元素或以金属元素为主构成的具有 金属特性的工程材料，如铁、铝、铜等。根据成分和用途， 金属材料可以分为钢铁、有色金属、贵金属等类型。
金属材料的特性与用途
总结词
金属材料具有导电性、导热性、延展性等特性，广泛应用于建筑、机械、电子 等领域。
详细描述
金属材料具有良好的导电性、导热性和延展性，这些特性使得金属在建筑、机 械、电子等领域得到广泛应用。例如，钢铁用于制造桥梁和建筑结构，铜用于 电线和电缆，铝用于包装和航空航天领域。
常见的金属材料
建筑领域
铝合金在建筑领域中用于制作 门窗、幕墙等，具有美观、耐 用、防火等特点。
其他领域
铝合金还广泛应用于电子、化 工、包装等领域，如制造电子
产品外壳、化工设备等。
CHAPTER 04
不锈钢材料
不锈钢材料的定义与分类
定义
不锈钢是一种具有高耐腐蚀性的金属 材料，通常含有10.5%以上的铬，并 添加了其他合金元素以改善其耐腐蚀 性和其他性能。
金属材料的强度和硬度通常较高，具有优良的耐磨性和 抗疲劳性能。
金属材料具有良好的导电性和导热性，可以用于制造电 子元件和热交换器等。
金属材料的应用领域
在建筑领域，金属材料主要用于 结构支撑和装饰装修等方面，如 钢架、铝合金门窗等。
在交通领域，金属材料被用于制 造车辆和船舶等交通工具。
金属材料广泛应用于建筑、制造 、交通、航空航天等领域。
钢铁材料在航空航天领域中也有重要应用 ，如飞机、火箭等飞行器的制造。
CHAPTER 03
铝合金材料
铝合金材料的定义与分类
铝合金定义
铝合金是一种以铝为基体元素，添加其他金属或非金属元素组成的合金。
铝合金分类
根据合金组成和加工特点，铝合金可分为铸造铝合金和变形铝合金两类。
铝合金材料的性质与特点
物理性质
不锈钢材料可以用于建筑装饰、栏杆、门窗等领域，其美观耐 用、易于维护的特点深受用户喜爱。
CHAPTER 05
钛及钛合金材料
钛及钛合金材料的定义与分类
钛及钛合金材料的定义
钛是一种银白色金属，具有重量轻、强度高、耐腐蚀等特点。钛合金是由钛与其 他金属元素组成的合金。
钛及钛合金材料的分类
根据钛合金中添加的元素不同，钛合金可分为二元合金、三元合金和多元合金。
常用金属材料分类及鉴别知识
1.2 常用金属材料金属材料来源丰富，并具有优良的使用性能和加工性能，是机械工程中应用最普遍的材料，常用以制造机械设备、工具、模具，并广泛应用于工程结构中。
金属材料大致可分为黑色金属两大类。
黑色金属通常指钢和铸铁；有色金属是指黑色以外的金属及其合金，如铜合金、铝及铝合金等。
1.2.1 钢钢分为碳素钢（简称碳钢）和合金两大类。
碳钢是指含碳量小于2.11%并含有少量硅、锰、硫、磷杂质的铁碳合金。
工业用碳钢的含碳量一般为0.05%～1.35%。
为了提高钢的力学性能、工艺性能或某些特殊性能（如耐腐蚀性、耐热性、耐磨性等），冶炼中有目的地加入一些合金元素（如Mn、Si、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti等），这种钢称为合金钢。
（一）碳钢1．碳钢的分类碳钢的分类方法有多种，常见的有以下三种。
（1）按钢的含碳量多少分类分为三类：低碳钢，含碳量0.25%；中碳钢，含碳量为0.25%～0.60%；高碳钢，含碳量0.60%。
（2）按钢的质量（即按钢含有害元素S、P的多少）分类分为三类：普通碳素钢，钢中S、P含量分别≤0.055%和0.045%；优质碳素钢，钢中S、P含量均≤0.040%；高级碳素钢，钢中S、P含量分别≤0.030%和0.035%。
（3）按钢的用途分类分为两类：碳素结构钢，主要用于制造各种工程构件和机械零件；碳素工具钢，主要用于制造各种工具、量具和模具等。
2．碳钢牌号的表示方法（1）碳素结构钢碳素结构钢的牌号由屈服点“屈”字汉语拼音第一个字母Q、屈服点数值、质量等级符号（A、B、C、D）及脱氧方法符号（F、b、Z）等四部分按顺序组成。
其中质量等级按A、B、C、D顺序依次增高，F代表沸腾钢，b代表镇静钢，Z代表镇静钢等。
如Q235-A·F表示屈服强度为235Mpa的A级沸腾碳素结构钢。
（2）优质碳素结构钢优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示。
这两位数字代表钢中的平均含碳量的万分之几。
例如45钢，表示平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢。
高中化学《金属材料》知识点总结
高中化学《金属材料》知识点总结一、金属材料：金属材料可分为纯金属和合金。
新型金属材料是具有特殊性能的金属结构材料。
1、合金(1)概念：合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质(2)性能：合金具有不同于各成分金属的物理、化学性能或机械性能。
①熔点：合金的熔点比各成分金属低②硬度和强度：合金的硬度比各成分金属大(3)易错点：①构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属，也可以是金属与非金属，合金中一定含金属元素②合金的性质不是各成分金属的性质之和。
合金具有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加合；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质③并非所有的金属都能形成合金，两种金属形成合金，其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化，若一种金属的熔点大于另一种金属的沸点，则二者不能形成合金④合金一定是混合物⑤常温下，多数合金是固体，但钠钾合金是液体2、常见的金属材料(1)金属材料分类①黑色金属材料：铁、铬、锰以及它们的合金②有色金属材料：除黑色金属以外的其他金属及其合金(2) 黑色金属材料——钢铁①生铁：含碳量在2%～4.3%的铁的合金。
生铁里除含碳外，还含有硅、锰以及少量的硫、磷等，它可铸不可煅。
根据碳的存在形式可分为炼钢生铁、铸造生铁和球墨铸铁等几种②钢：含碳量在0.03%～2%的铁的合金。
钢坚硬有韧性、弹性，可以锻打、压延，也可以铸造。
钢的分类方法很多，如果按化学成分分类，钢可以分为碳素钢和合金钢两大类。
碳素钢就是普通的钢，碳素钢又可以分为低碳钢、中碳钢和高碳钢，低碳钢韧性、焊接性好，强度低；中碳钢强度高，韧性及加工性好；高碳钢硬而脆，热处理后弹性好。
合金钢也叫特种钢，是在碳素钢是适当地加入一种或几种，如锰、铬、镍、钨、铜等合金元素而制成的。
合金元素使合金钢具有各种不同的特殊性能，用于制不锈钢及各种特种钢③钢是用量最大，用途最广的合金(3) 有色金属材料——铜和铝①铝及铝合金：Al 是地壳中含量最多的金属元素，纯铝的硬度和强度较小，有良好的延展性和导电性，通常用作制导线。
金属材料和其特性
金属材料和其特性金属是指具有金属性质的元素、化合物和合金等的总称，具有良好的导电、导热、延展性、塑性和强度等优异的物理性质。
金属材料作为一种重要的工程材料，广泛应用于各个领域。
本文将从金属材料的特性、分类以及应用领域等方面进行探讨。
一、金属材料的特性1.导电性和导热性：金属材料具有良好的导电性和导热性，是传递电能和热能的理想材料。
2.机械性能：金属材料的机械性能表现在塑性、延展性和强度等方面。
其中塑性和延展性是金属材料的重要特点，可以使金属材料形成各种形状、大小和结构；强度是指金属材料抗拉、抗压、抗剪的能力，强度越高，材料的使用寿命就越长。
3.耐腐蚀性：金属材料的耐腐蚀性表现在不易氧化、不受酸碱腐蚀等方面，是金属材料能够长期保存和应用的重要保证。
4.可塑性：金属材料具有强大的可塑性，可以通过锻造、拉拔、挤压等加工工艺制备出各种形式的零件。
二、金属材料的分类从元素化学性质上看，金属材料可以分为铁类金属和非铁类金属。
1.铁类金属：铁类金属包括纯铁、钢、铸铁等。
其中，纯铁是指纯度高于99.5%的铁，一般用于电磁材料、热交换器等领域；钢是指含碳量小于2%的铁合金，在建筑、机械、船舶等领域被广泛应用；铸铁是指含碳量大于2%的铁合金，常用于汽车制造、机床制造等领域。
2.非铁类金属：非铁类金属包括黄铜、铝、铬、镍、锡等。
其中，黄铜是一种铜合金，具有良好的机械性能和加工性能，广泛应用于管道、水表等领域；铝是一种轻质强度高、可再生的金属，广泛应用于飞机、汽车、建筑等领域；铬主要用于制造不锈钢等领域；镍是一种强度高的合金材料，被广泛应用于航空航天等领域；锡主要用于焊接、电子器件等领域。
三、金属材料的应用领域1.建筑领域：金属材料在建筑领域应用广泛，例如用于制造结构件、铁门窗、屋面大棚等。
2.机械制造领域：金属材料在机械制造领域中起着重要的作用，包括制造机床、汽车、船舶、飞机等各类机械设备。
3.电子器件领域：金属材料作为电子器件中的重要材料，广泛应用于集成电路、电容器、变压器等电子器件的制造中。
金属材料行业培训资料大全
研究具有特殊功能的金属材料，如超导材料、形状记忆合金等， 拓展金属材料的应用领域。
环保法规对金属材料行业的影响
01
环保政策收紧
随着全球环保意识的提高，各国政府逐步加强环保法规的执行力度，对
金属材料生产过程中的能耗、排放等方面提出更严格的要求。
02
绿色制造技术
推广绿色制造技术，如清洁生产、循环经济等，降低金属材料生产过程
化学镀技术
在无外加电流的情况下，利用还原剂将金属离子还原成金 属并沉积在基体表面，如化学镀镍、化学镀铜等，具有优 异的耐蚀性和耐磨性。
表面改性技术
表面热处理技术
通过快速加热和冷却的方式改变金属表面的组织结构和性能，如感 应淬火、激光淬火等，提高金属的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
表面合金化技术
在金属表面通过物理或化学方法渗入合金元素，形成具有特定性能 的合金层，如渗碳、渗氮等，提高金属的硬度、耐磨性和耐腐蚀性 。
高性能钢材
随着技术进步，高性能钢 材如高强度钢、耐腐蚀钢 等不断涌现，满足了高端 制造的需求。
环保与节能
现代钢铁工业注重环保与 节能，采用先进的生产技 术和设备，降低能耗和减 少污染排放。
有色金属工业
铝、铜、锌等
有色金属包括铝、铜、锌、镍、钴等 ，具有优良的导电性、导热性、耐腐 蚀性等特点，广泛应用于电力、电子 、航空航天等领域。
03
利用激光激发超声波，通过检测超声波的反射或透射信号来评
估金属材料的性能或缺陷。
04
金属材料表面处理技术
表面预处理技术
1 2 3
机械预处理
通过喷砂、抛丸、磨削等方式去除金属表面的氧 化皮、锈蚀等杂质，提高表面粗糙度，为后续处 理提供良好基础。
8种常见金属材料
8种常见⾦属材料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。
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——不锈的爱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。
“不锈钢”⼀词不仅仅是单纯指⼀种不锈钢，⽽是表⽰⼀百多种⼯业不锈钢，所开发的每种不锈钢都在其特定的应⽤领域具有良好的性能。
20世纪初，不锈钢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。
金属材料学基础理论知识
晶格常数
金属在组成晶胞 后，晶胞的大小和形状 是不一样的，大小可用 棱边长度来表示，形状 可用棱边之间的夹角来 表示，它们统称为晶格 常数。
晶面与晶向
金属晶体中通过三个以上原子中心的 平面叫 作晶面，通过两个以上原子中心的直线叫晶向。
二 金属的晶格类型
体心立方晶格 属于这种晶体结构的 金属有α-Fe Cr V Nb W Mo等。
面心立方晶格 属 于这种晶体结构的金属 有α-Fe Ni Cu Al Ag 等。
密排六方晶格 属于这种晶体结构的 金属有Be Mg Zn αTi等。
原子个数计算
三 金属晶体缺陷
金属材料在冶炼后的凝固过程中受到 各种因素的影响，使本来该有规律的原子 堆积方式受到干扰，使得原子排布过程中 出现了不规则现象，称为晶体缺陷。
在足够大的交变应力作用下，于金属构件外形 突变或表面刻痕或内部缺陷等部位，都可能因较大 的应力集中引发微观裂纹。分散的微观裂纹经过集 结沟通将形成宏观裂纹。
因此，通过实验研究金属材料抗疲劳的性能是 有实际意义的。已形成的宏观裂纹逐渐缓慢地扩展， 构件横截面逐步削弱，当达到一定限度时，构件会 突然断裂。金属因交变应力引起的上述失效现象， 称为金属的疲劳。静载下塑性性能很好的材料，当 承受交变应力时，往往在应力低于屈服极限没有明 显塑性变形的情况下，突然断裂。疲劳断口明显地 分为两个区域：较为光滑的裂纹扩展区和较为粗糙 的断裂区。
作用下试样的变形为ac，则弹性 变形和塑性变形分别为ab和 bc(如图1—2所示)。若卸载，弹 性变形ab将恢复，塑性变形6c被 保留，使试样的伸长只能部分地 恢复，而保留一部分残余变形 OD。当载荷达到ps时，在拉伸 曲线上出现锯齿或平台。即载荷 虽然保持不变或发生波动，而试 样继续伸长(变形量继续增加)， 这种现象称为屈服。由于在弹塑 性变形阶段有塑性变形的产生， 因此试样要继续变形，就必须不 断增加载荷。
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金属材料及金属材料工程简介
关键词:材料科学金属材料材料简介
金属材料是什么？
指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。
金属材料的特性：
金属材料具有高强度、优良的塑性和韧性，耐热、耐寒，可铸造、锻造、冲压和焊接，还有良好的导电性、导热性和铁磁性。
因此是一切工业和现代科学技术中最重要的材料。
金属材料分类
金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。
1.黑色金属又称钢铁材料，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，以及各种用途的结构钢、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铬、锰及其合金。
2.有色金属是指除铁、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、稀有金属和稀土金属等，有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大、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属材料，以及准晶、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。
金属材料的历史
我国金属材料的历史可追溯到商朝的青铜器时代，春秋战国时期开始使用铁器及大推动了农耕作业并瓦解了奴隶社会，到近代随着人类文明进步，铝合金、钛合金、镁合金等都进入了我们的衣食住行等生活，国防、建筑、机械、交通运输等都离不开金属材料。
金属材料工程
金属材料工程专业是材料科学与工程领域的基础学科，按教育部最新专业目录，金属材料覆盖了冶金、有色金属、复合材料、粉末冶金、材料热处理、材料腐蚀与防护及表面等方向。
金属材料主要研究方向：高性能金属材料、材料表面处理工程、超硬材料、先进纤维材料、功能材料、生物医药材料等。
金属材料工程主要学科：
金属工程主要课程：金属学、材料工程基础、材料热力学、材料力学性能、金属工艺学、金属热处理、材料固态相变、材料分析技术、金相技术、金属材料学、材料成型加工工艺与设备、计算机在材料工程中的应用等。
金属材料工程适合从事的工作:
金属材料工程专业可从事的工作范围较广，历年来的就业率较高，是比较热门的专业之一，下面由富贸商城为大家介绍金属材料工程专业的毕业生适合从事的工作行业：
1、在钢铁、有色金属冶炼、金属成型工厂及粉末冶金厂等企业，从事工艺编制、工装设计，新产品研制开发、产品质量的检验与控制，以及生产技术、质量管理工作；
2、在交通机械、矿山机械、工程机械、车辆、船舶等制造厂或修理厂，以及轴承、阀门、弹簧等零部件、标准件制造厂，从事金属零件的铸造、锻造、压力加工、焊接、热处理等热加工工序的工艺编制、工装设计，新材料、新技术的推广应用，零件内在质量的检验与控制，及车间、工段的现场技术服务工作；
3、在建筑、矿山、化工、交通运输等行业，从事该行业生产用金属材料（如罗纹钢筋、盘条、钢板等）的选用和材料质量的检验；从事相应机械设备的维修件、备用件材质的选用、改进及其质量检验；从事各相应机械设备修理的热加工工序（焊接、热处理）的工艺编制及现场技术服务；
4、在有关材料研究院、所，如冶金研究院，钢铁研究院、有色金属研究院、铸造研究所、焊接研究所等，从事新材料、新工艺、新设备的开发研究工作；在高等院校、中等专业学校的材料系从事金属材料的教学和科研工作，在有关院校的机械系从事金属工艺学的教学工作。