專業(yè)壓鑄行業(yè)24年
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概述
金屬材料是指金屬元素或以金屬元素為主構(gòu)成的具有金屬特性的材料的統(tǒng)稱
。包括純金屬1.意義
人類文明的發(fā)展和社會的進步同金屬材料關(guān)系十分密切。繼石器時代之后出現(xiàn)的銅器時代
2.種類
金屬材料通常分為黑色金屬
（1）黑色金屬又稱鋼鐵材料
（2）有色金屬是指除鐵
（3）特種金屬材料包括不同用途的結(jié)構(gòu)金屬材料和功能金屬材料
3.性能
一般分為工藝性能和使用性能兩類
所謂使用性能是指機械零件在使用條件下
金屬材料特質(zhì)
1.疲勞
許多機械零件和工程構(gòu)件
（1）載荷應(yīng)力是交變的
；（2）載荷的作用時間較長；
（3）斷裂是瞬時發(fā)生的
；（4）無論是塑性材料還是脆性材料，在疲勞斷裂區(qū)都是脆性的
。所以，疲勞斷裂是工程上最常見、最危險的斷裂形式金屬材料的疲勞現(xiàn)象，按條件不同可分為下列幾種：
（1）高周疲勞：指在低應(yīng)力（工作應(yīng)力低于材料的屈服極限
（2）低周疲勞：指在高應(yīng)力（工作應(yīng)力接近材料的屈服極限）或高應(yīng)變條件下
（3）熱疲勞：指由于溫度變化所產(chǎn)生的熱應(yīng)力的反復(fù)作用
（4）腐蝕疲勞：指機器部件在交變載荷和腐蝕介質(zhì)（如酸、堿
（5）接觸疲勞：這是指機器零件的接觸表面，在接觸應(yīng)力的反復(fù)作用下
，出現(xiàn)麻點剝落或表面壓碎剝落，從而造成機件失效破壞。2.塑性
塑性是指金屬材料在載荷外力的作用下
，產(chǎn)生永久變形（塑性變形）而不被破壞的能力。金屬材料在受到拉伸時，長度和橫截面積都要發(fā)生變化，因此，金屬的塑性可以用長度的伸長（延伸率）和斷面的收縮（斷面收縮率）兩個指標來衡量。金屬材料的延伸率和斷面收縮率愈大，表示該材料的塑性愈好
，即材料能承受較大的塑性變形而不破壞。一般把延伸率大于百分之五的金屬材料稱為塑性材料（如低碳鋼等），而把延伸率小于百分之五的金屬材料稱為脆性材料（如灰口鑄鐵等）。塑性好的材料，它能在較大的宏觀范圍內(nèi)產(chǎn)生塑性變形，并在塑性變形的同時使金屬材料因塑性變形而強化，從而提高材料的強度，保證了零件的安全使用。此外，塑性好的材料可以順利地進行某些成型工藝加工，如沖壓、冷彎、冷拔、校直等。因此，選擇金屬材料作機械零件時3.耐久性
建筑金屬腐蝕的主要形態(tài)：
（1）均勻腐蝕
。金屬表面的腐蝕使斷面均勻變薄。因此，常用年平均的厚度減損值作為腐蝕性能的指標（腐蝕率）。鋼材在大氣中一般呈均勻腐蝕。（2）孔蝕
。金屬腐蝕呈點狀并形成深坑?div id="d48novz" class="flower left">（3）電偶腐蝕
。不同金屬的接觸處，因所具不同電位而產(chǎn)生的腐蝕。（4）縫隙腐蝕。金屬表面在縫隙或其他隱蔽區(qū)域部常發(fā)生由于不同部位間介質(zhì)的組分和濃度的差異所引起的局部腐蝕
。（5）應(yīng)力腐蝕
。在腐蝕介質(zhì)和較高拉應(yīng)力共同作用下，金屬表面產(chǎn)生腐蝕并向內(nèi)擴展成微裂紋，常導(dǎo)致突然破斷。混凝土中的高強度鋼筋（鋼絲）可能發(fā)生這種破壞。4.硬度
硬度表示材料抵抗硬物體壓入其表面的能力
。它是金屬材料的重要性能指標之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指標有布氏硬度布氏硬度（HB）：以一定的載荷(一般3000kg)把一定大小（直徑一般為10mm）的淬硬鋼球壓入材料表面
洛氏硬度（HR）：當(dāng)HB>450或者試樣過小時
HRA：是采用60kg載荷鉆石錐壓入器求得的硬度
，用于硬度極高的材料（如硬質(zhì)合金等）。HRB：是采用100kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球
，求得的硬度，用于硬度較低的材料（如退火鋼、鑄鐵等）。HRC：是采用150kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度
，用于硬度很高的材料（如淬火鋼等）。維氏硬度（HV）：以120kg以內(nèi)的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面
，用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值，即為維氏硬度值(HV)金屬材料的性能
金屬材料的性能決定著材料的適用范圍及應(yīng)用的合理性
1.機械性能
（一）應(yīng)力的概念,物體內(nèi)部單位截面積上承受的力稱為應(yīng)力。由外力作用引起的應(yīng)力稱為工作應(yīng)力
（二）機械性能,金屬在一定溫度條件下承受外力（載荷）作用時，抵抗變形和斷裂的能力稱為金屬材料的機械性能（也稱為力學(xué)性能）
1.1.強度
這是表征材料在外力作用下抵抗變形和破壞的最大能力，可分為抗拉強度極限（σb）
（1）強度極限：材料在外力作用下能抵抗斷裂的最大應(yīng)力，一般指拉力作用下的抗拉強度極限
（2）屈服強度極限：金屬材料試樣承受的外力超過材料的彈性極限時，雖然應(yīng)力不再增加
（3）彈性極限：材料在外力作用下將產(chǎn)生變形
（4）彈性模數(shù)：這是材料在彈性極限范圍內(nèi)的應(yīng)力σ與應(yīng)變δ（與應(yīng)力相對應(yīng)的單位變形量）之比
1.2.塑性
金屬材料在外力作用下產(chǎn)生永久變形而不破壞的最大能力稱為塑性，通常以拉伸試驗時的試樣標距長度延伸率δ（%）和試樣斷面收縮率ψ（%）延伸率δ=[(L1-L0)/L0]x100%
1.3.韌性
金屬材料在沖擊載荷作用下抵抗破壞的能力稱為韌性
。通常采用沖擊試驗，即用一定尺寸和形狀的金屬試樣在規(guī)定類型的沖擊試驗機上承受沖擊載荷而折斷時，斷口上單位橫截面積上所消耗的沖擊功表征材料的韌性：αk=Ak/F單位J/cm2或Kg·m/cm2，1Kg·m/cm2=9.8J/cm2αk稱作金屬材料的沖擊韌性，Ak為沖擊功，F(xiàn)為斷口的原始截面積。5.疲勞強度極限金屬材料在長期的反復(fù)應(yīng)力作用或交變應(yīng)力作用下（應(yīng)力一般均小于屈服極限強度σs），未經(jīng)顯著變形就發(fā)生斷裂的現(xiàn)象稱為疲勞破壞或疲勞斷裂，這是由于多種原因使得零件表面的局部造成大于σs甚至大于σb的應(yīng)力（應(yīng)力集中），使該局部發(fā)生塑性變形或微裂紋2.化學(xué)性能
金屬與其他物質(zhì)引起化學(xué)反應(yīng)的特性稱為金屬的化學(xué)性能
3.物理性能
金屬的物理性能主要考慮：
（1）密度（比重）：ρ=P/V單位克/立方厘米或噸/立方米
，式中P為重量，V為體積。在實際應(yīng)用中，除了根據(jù)密度計算金屬零件的重量外，很重要的一點是考慮金屬的比強度（強度σb與密度ρ之比）來幫助選材，以及與無損檢測相關(guān)的聲學(xué)檢測中的聲阻抗（密度ρ與聲速C的乘積）和射線檢測中密度不同的物質(zhì)對射線能量有不同的吸收能力等等。（2）熔點：金屬由固態(tài)轉(zhuǎn)變成液態(tài)時的溫度，對金屬材料的熔煉
、熱加工有直接影響，并與材料的高溫性能有很大關(guān)系。（3）熱膨脹性
。隨著溫度變化，材料的體積也發(fā)生變化（膨脹或收縮）的現(xiàn)象稱為熱膨脹，多用線膨脹系數(shù)衡量，亦即溫度變化1℃時，材料長度的增減量與其0℃時的長度之比。熱膨脹性與材料的比熱有關(guān)（4）磁性。能吸引鐵磁性物體的性質(zhì)即為磁性
（5）電學(xué)性能。主要考慮其電導(dǎo)率
4.工藝性能
金屬對各種加工工藝方法所表現(xiàn)出來的適應(yīng)性稱為工藝性能
（1）切削加工性能：反映用切削工具（例如車削
（2）可鍛性：反映金屬材料在壓力加工過程中成型的難易程度，例如將材料加熱到一定溫度時其塑性的高低（表現(xiàn)為塑性變形抗力的大?div id="jfovm50" class="index-wrap">。?div id="jfovm50" class="index-wrap">，允許熱壓力加工的溫度范圍大小，熱脹冷縮特性以及與顯微組織
、機械性能有關(guān)的臨界變形的界限、熱變形時金屬的流動性、導(dǎo)熱性能等。（3）可鑄性：反映金屬材料熔化澆鑄成為鑄件的難易程度，表現(xiàn)為熔化狀態(tài)時的流動性
（4）可焊性：反映金屬材料在局部快速加熱
金屬材料
金屬制品行業(yè)包括結(jié)構(gòu)性金屬制品制造
金屬制品行業(yè)在發(fā)展過程中也遇到一些困難
2009年金屬制品行業(yè)的產(chǎn)品將越來越趨向于多元化，業(yè)界的技術(shù)水平越來越高
