文档介绍：金属材料基础知识
基本概念
工程材料分为:
金属材料:黑色金属(铁、碳钢、合金钢)和有色金属材料(轻有色金属、重有色金属、稀土金属)。
非金属材料:有机非金属材料(合成塑料、合成橡胶、合成纤维)、无机非金属材料(陶瓷材料、玻璃材料、石墨及碳、木材、水泥、混凝土等)、复合材料(树脂基复合材料、金属基复合材料、非金属基复合材料)。
基本概念
金属:具有不透明、金属光泽良好的导热和导电性并且其导电能力随温度的增高而减小,富有延性和展性等特性的物质。金属内部原子具有规律性排列的固体(即晶体)。
合金:由两种或两种以上金属或金属与非金属组成,具有金属特性的物质。
相:合金中成份、结构、性能相同的组成部分。
基本概念
固溶体:是一个(或几个)组元的原子(化合物)溶入另一个组元的晶格中,而仍保持另一组元的晶格类型的固态金属晶体,固溶体分间隙固溶体和置换固溶体两种。
固溶强化:由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点,使晶格发生畸变,使固溶体硬度和强度升高,这种现象叫固溶强化现象。
化合物:合金组元间发生化合作用,生成一种具有金属性能的新的晶体固态结构。
机械混合物:由两种晶体结构组成的合金组成物,虽然是两种晶体,却是一种组成成分,具有独立的机械性能。
金属材料性能
黑色金属:如生铁、铁合金、铸铁、钢、合金钢等。钢和生铁都是以铁为基础,以碳为主要添加元素的合金,统称为铁碳合金****惯上把碳含量>%的归类于铁,碳含量<%的归类于钢。当铁中含C 在 %~%范围时则为钢,%~%的铁缺乏实用性,一般不进行工业生产。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(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。
金属材料性能
1、机械性能(力学性能):机械性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的特性。力学性能指标有:
⑴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。
①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,%L 时应力值,单位用牛顿/毫米(N/mm )表示。
金属材料性能
②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(N/mm )表示。
⑵塑性
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。
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。
⑶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(HRA、HRB、HRC)
⑷冲击韧性(Ak ):材料抵抗冲击载荷的能力,单位为焦耳/厘米(J/cm )⑸疲劳强度
金属材料性能
2、工艺性能:指材料承受各种加工、处理的能力的那些性能。
⑴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。
⑵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。
⑶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
①顶锻性能:指金属材料能承授予顶锻而不破裂的性能。
金属材料性能
②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。
③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。
⑷切削加工性能
⑸热处理性能
金属材料性能
3、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。
⑴耐腐蚀性:指金属材料抵抗各种介质侵蚀的能力。
⑵抗氧化性:指金属材料在高温下,抵抗产生氧化皮能力。