文档介绍：金属材料基础知识
学****目的:
1、掌握金属材料的性能及指标。
2、了解常用钢、铁材料的分类、牌号、性能和用途,了解合金元素的作用
在机械、工程等工业领域中,采用的材料种类及品种繁多、涉及范围及其广泛。随着生产的迅速发展,特别是电子产业、航空航天技术的突飞猛进,不断地对材料的性能提出了愈来愈高的要求。而传统单一材料往往不能全面满足强度、韧性、重量和稳定性等方面的要求,为使各种材料之间的优点互补,获得性能更加优越的材料,人们研制出各种新型复合材料。就是由两种或两种以上不同材料的组合材料,其性能通常兼有组成材料的各种优点,有着非常广阔的发展前景。
中国经过几十年的努力,钢铁工业已同过去的仅能生产 100 多个钢种、400 多个品种的钢材发展到现在能生产1000多个钢种、4万多个品种的钢材,特别是国防工业和高精尖技术,包括***、氢弹、导弹、核潜艇、通讯卫星、火箭等需要的关键金属材料都已由国内自行研制开发成功,最大限度满足了需要。

为更合理使用金属材料,充分发挥其作用,必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情况下应具备的性能(使用性能)及其在冷热加工过程中材料应具备的性能(工艺性能)。
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。
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。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。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/平方毫米(N/mm2 )表示。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/平方毫米(N/mm2 )表示。
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。
硬度:指材料抵抗其它更硬物压入其表面的能力,常用硬度按其范围测定分布氏硬度(HBS、HBW)和洛氏硬度(HKA、HKB、HRC)
冲击韧性(Ak):材料抵抗冲击载荷的能力,单位为焦耳/平方厘米(J/cm2 ).
2)工艺性能:指材料承受各种加工、处理的能力的那些性能。
铸造性能:指金属或合金是否适合铸造的一些工艺性能,主要包括流动性能、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。
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。
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。
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。
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。
3)化学性能:指金属材料与周围介质接触时抵抗发生化学或电化学反应的性能。
耐腐蚀性:指金属材料抵抗各种介质侵蚀的能力。
抗氧化性:指金属材料在高温下,抵抗产生氧化皮能力。

金属材料是应用最广泛的材料,目前仍占据材料工业的主导地位。包括黑色金属的型钢、钢板及钢带、钢管、钢丝、钢丝绳,有色金属的棒材、线材、板材、带材及箔材、管材等9大类。
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。<br****惯上把碳含量>%的归类于铁,碳含量<%的归类于钢。%~%范围时则为钢,%~%的铁缺乏实用性,一般不进行工业生产。
1)铸铁:铸铁是以铁-碳-硅为主的多元铁基合金。普通铸铁的化学成分一般为2~4%碳,1~3%硅,~%硫,~%磷。
铸铁的铸造性能优良,因而通常采用铸造的方法制造成铸件使用,故称之为铸铁。
铸铁是人类使用最早的金属材料之一。到目前为止,铸铁仍是一种被广泛使用的金属材料。
铸铁中的碳主要是以石墨的形态存在,所以,铸铁的组织是由金属基体和石墨所组成的。
铸铁的金属基体有珠光体、铁素体、铁素体+珠光体,经热处理后有马氏体、贝氏体等组织,它们相当于钢的组织。
铸铁中石墨的形态可分为六种:
Ⅰ型为片状石墨; Ⅱ型为蟹状石墨; Ⅲ型为蠕虫状石墨; Ⅳ型