《常用金属材料》课件

常用金属材料金属材料在现代社会中扮演着重要的角色，广泛应用于建筑、汽车、航空航天等各个领域课程目标掌握常用金属材料知识提升金属材料选择能力掌握金属材料加工工艺学习常见金属材料的性质、分类、应用等基了解不同金属材料的优缺点，根据实际需求熟悉常见金属材料的加工工艺，并了解其应础知识选择合适的材料用领域和注意事项金属材料的特性高强度延展性金属材料通常具有较高的强度，金属材料通常具有良好的延展性能够承受较大的载荷，这是其在，可以被塑造成各种形状，便于结构和工程领域广泛应用的重要加工和制造各种产品原因之一导电性导热性金属材料通常具有良好的导电性金属材料具有良好的导热性，在，在电气设备和电子器件中起着热交换器、锅具等领域发挥着重重要的作用要作用金属的物理性质密度熔点金属的密度一般较高，例如铁的密度约为金属的熔点较高，例如铁的熔点约为℃

7.851538g/cm³导热性导电性金属具有良好的导热性，例如铜和铝的导热性金属具有良好的导电性，例如铜和银的导电性很好非常好金属的化学性质与氧气反应与酸反应与盐溶液反应大多数金属在常温下能与氧气金属与酸反应生成盐和氢气，活动性较强的金属可以置换出反应，生成氧化物，例如铁在例如锌与稀硫酸反应生成硫酸溶液中活动性较弱的金属，例潮湿的空气中会生锈锌和氢气如铁可以将铜从硫酸铜溶液中置换出来一些金属在高温下与氧气反应不同的金属与酸反应的剧烈程更剧烈，例如镁在空气中燃烧度不同，例如铝与稀硫酸反应金属的化学性质决定了金属的会发出耀眼的白光缓慢，而镁与稀硫酸反应剧烈用途，例如铝制成的容器可以用来盛装酸性食品，而铁制成的容器则不能金属的机械性质强度硬度

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22.金属抵抗外力破坏的能力，比金属抵抗物体压入其表面的能如拉伸强度、屈服强度等力，比如布氏硬度、洛氏硬度等塑性韧性

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44.金属在外力作用下发生永久变金属在外力作用下吸收能量的形而不破坏的能力能力，反映了金属抵抗冲击和断裂的能力常见金属材料概述铁铝

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22.铁是地球上最丰富的元素之一，也是最常用的金属材料铝是轻质金属，强度高，抗腐蚀性好，广泛应用于航空航天、建筑和汽车工业铜镁

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44.铜是良好的导电和导热材料，常用于制造电线、电缆和管材镁是密度最低的结构金属，常用于制造航空航天器、汽车零部件和电子产品钢铁钢铁是一种重要的金属材料，在工业生产和生活中得到广泛应用钢铁具有强度高、硬度大、耐磨、耐腐蚀等优点钢铁的生产过程主要包括炼铁和炼钢两个步骤，炼铁将铁矿石还原为生铁，炼钢将生铁转化为钢铝合金铝合金是指以铝为主要成分的合金，具有良好的耐腐蚀性、导电性、导热性和可加工性铝合金密度小，强度高，且具有良好的塑性，广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑、电子等行业铜合金铜合金是指铜与其他金属元素或非金属元素组成的合金它是一种用途广泛的金属材料，具有优良的导电性、导热性和耐腐蚀性，在工业、电子、建筑等领域发挥着重要作用常见铜合金包括黄铜、青铜和白铜等镁合金轻质和强度可加工性耐腐蚀性镁合金密度低，但强度高，适用于需要减轻镁合金可加工性好，易于塑形，适用于制造镁合金耐腐蚀，适用于户外应用，例如自行重量的应用，例如汽车零件电子产品外壳等车车架钛合金钛合金是一种具有优异性能的金属材料它具有高强度、耐腐蚀、耐高温、生物相容性好等特点钛合金在航空航天、医疗、化工等领域有着广泛的应用钛合金的强度高，重量轻，是航空航天领域理想的材料它还具有良好的耐腐蚀性，适合在恶劣环境下使用钛合金在医疗领域也得到广泛应用，例如用于制造人工骨骼、心脏瓣膜等医疗器械钢铁的分类碳素钢合金钢主要成分为铁和碳，根据含碳量的不在碳素钢的基础上，加入其他金属元同，分为低碳钢、中碳钢、高碳钢，素，如锰、硅、铬等，改善性能，如性能差异较大耐高温、抗腐蚀、高强度等碳素钢定义分类碳素钢仅含铁和碳两种元素碳含量决定•低碳钢了其强度、硬度和韧性碳含量越高，强•中碳钢度和硬度越高，但韧性越低•高碳钢合金钢定义分类合金钢是通过在钢中添加其他金属元素，例如铬、镍、锰、钼等，合金钢根据其添加的元素和含量，可以分为多种类型，例如低合金来提高其性能的钢铁材料钢、中合金钢和高合金钢特点应用合金钢通常具有更高的强度、韧性、耐腐蚀性、耐高温性和耐磨性合金钢广泛应用于机械制造、航空航天、建筑工程、化工设备等领等优异性能域钢铁的热处理加热1将钢铁加热到一定温度保温2在该温度下保温一定时间冷却3以一定速度冷却热处理改变钢铁内部组织结构影响钢铁的性能和加工性能退火降低硬度和强度提高韧性和塑性

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22.退火可以使金属材料变得更软退火可以提高金属材料的延展，更易于加工性和抗冲击性能消除内应力改善金属的加工性能

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44.退火可以消除金属材料内部的退火可以使金属材料更易于弯应力，从而改善材料的稳定性曲、拉伸、冲压等加工正火加热至奥氏体区缓慢冷却至室温提高机械性能钢材被加热至奥氏体化温度，并保温一段时将钢材从奥氏体化温度缓慢冷却至室温，使正火后，钢材的强度、韧性、塑性等综合机间，使其内部组织发生转变晶粒长大，组织更加均匀械性能得到提升淬火加热冷却将钢材加热到高于其临界温度的迅速将钢材冷却到低于临界温度奥氏体区域，使奥氏体转变为马氏体提高硬度脆性淬火可以大幅提高钢材的硬度和但淬火同时也会增加钢材的脆性强度，使其更耐磨损和抗冲击，使其更易发生断裂回火定义目的回火是将淬火后的钢件加热到低于淬火温度的适当温度，保温一回火可以降低钢件的硬度和脆性，提高其韧性，改善加工性能和定时间，然后以适当速度冷却的一种热处理工艺使用性能铝合金的分类铸造铝合金锻造铝合金铸造铝合金具有良好的流动性，易于铸造，适合制造复杂形状的零锻造铝合金具有高强度和良好的耐磨性，适用于制造高强度零件件铸造铝合金流动性好强度较高铸造铝合金具有良好的流动性，可以铸造出形状复杂的零件铸造铝合金的强度较高，可以满足一定的强度要求耐腐蚀性好成本低廉铸造铝合金耐腐蚀性好，可以用于各种环境中铸造铝合金的成本较低，适合大批量生产锻造铝合金高强度和耐用性优异的机械性能广泛的应用领域锻造铝合金经过高温锻造，提高了合金的强锻造铝合金拥有良好的延展性和抗疲劳性能锻造铝合金因其优异的性能，应用于汽车、度和耐用性，在航空航天领域得到广泛应用，适合制造需要承受高负荷的机械零件船舶、航空航天、电子设备等多个领域铝合金的热处理固溶处理将铝合金加热到一定温度并保温一段时间，使第二相溶解在固溶体中，然后快速冷却时效处理将固溶处理后的铝合金在室温或较高温度下保温一段时间，使过饱和固溶体分解析出第二相，从而提高铝合金的强度、硬度和耐腐蚀性人工时效将铝合金加热到一定温度，并保温一段时间，使过饱和固溶体分解析出第二相，从而提高铝合金的强度、硬度和耐腐蚀性固溶处理固溶温度保持时间

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22.固溶温度必须高于合金的溶解保持时间要足够长，使合金充度线温度，以使第二相完全溶分溶解，一般为数小时甚至更解在基体中长冷却速度

33.冷却速度要快，使溶质原子来不及析出，从而获得过饱和固溶体时效处理时效处理增强性能应用广泛时效处理是将铝合金在一定温度下保温一段时效处理能提高铝合金的抗拉强度、屈服强时效处理在航空航天、汽车、电子、建筑等时间，使其析出第二相，提高其强度和硬度度和硬度，同时也会改善其耐腐蚀性和疲劳领域得到广泛应用，例如飞机结构件、汽车性能零部件、电子元件等铜合金的分类青铜青铜主要由铜和锡组成，并可能含有少量其他元素青铜具有良好的耐腐蚀性、强度和延展性，通常用于白铜制造雕塑、钟表和工具白铜主要由铜和镍组成，并可能含有少量其他元素黄铜白铜具有良好的耐腐蚀性、抗氧化性和耐磨性，通常黄铜主要由铜和锌组成，并可能含有少量其他元素用于制造餐具、珠宝和工业部件黄铜具有良好的耐腐蚀性、导电性和导热性，通常用于制造管道、阀门、紧固件和装饰品黄铜铜锌合金黄铜由铜和锌组成，是应用最广泛的铜合金黄铜具有良好的强度和耐腐蚀性，易于加工和成型种类繁多青铜历史悠久铜锡合金青铜是一种古老的金属合金，其历史可以追青铜通常由铜和锡组成，锡的含量通常在溯到公元前年至之间300010%20%耐腐蚀多种用途青铜具有良好的耐腐蚀性和耐磨性，使其成青铜在古代和现代都有广泛的应用，包括雕为制作工具、武器和装饰品的理想材料塑、钟表、乐器和建筑材料白铜银白色白铜是一种银白色的合金，由铜和镍组成耐腐蚀性白铜具有良好的耐腐蚀性，不易生锈，在潮湿的环境中也能保持光泽广泛应用•硬币•装饰品•乐器镁合金的特点和应用轻质高强度耐腐蚀可加工性镁合金密度低，仅为铝合金的镁合金的强度很高，可以承受镁合金表面容易形成致密的氧镁合金具有良好的可加工性和三分之二，是金属中最轻的，高负载和高冲击力的工作环境化膜，具有良好的耐腐蚀性，可塑性，易于铸造、锻造和挤所以镁合金具有优良的轻量化可以满足各种恶劣环境下的使压成型，可以满足各种复杂形性能，能够显著减轻产品重量用要求状和尺寸的产品需求，降低能耗和成本镁合金的特点轻量化高强度

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22.镁合金密度低，约为铝合金的镁合金具有较高的强度和刚度，是所有金属中最轻的，具，可与铝合金相比，在同样重2/3有显著的轻量化优势量下具有更好的强度性能良好的加工性能优异的阻尼性能

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44.镁合金的塑性较好，易于加工镁合金具有良好的吸振性能，成型，且具有良好的切削加工可有效降低噪声和振动，提高性能产品的使用舒适性镁合金的应用领域电子产品汽车制造运动器材航空航天镁合金重量轻，易于加工，适镁合金强度高，耐腐蚀，可用镁合金轻巧坚固，适合制作自镁合金强度高，重量轻，耐高用于笔记本电脑、手机等电子于汽车零部件，如座椅骨架、行车车架、高尔夫球杆等运动温，适合用于飞机、火箭等航设备的外壳，减轻产品重量，仪表盘等，降低汽车重量，提器材，提升运动表现，提高舒空航天器部件，提高性能，降提高便携性高燃油效率适度低成本钛合金的性能和应用高强度耐腐蚀性钛合金具有高强度和高刚度，强度是钛合金的耐腐蚀性极佳，在许多腐蚀铝合金的两倍，接近于钢，但密度仅性环境中都能保持优异的性能，例如为钢的一半，因此强度重量比很高海水、酸、碱等耐高温生物相容性钛合金的熔点高，在高温下依然能够钛合金具有良好的生物相容性，不会保持良好的强度和稳定性，因此在航引起人体排斥反应，因此广泛应用于空航天、化工等领域有广泛应用医疗器械和人工关节等领域钛合金的性能高强度耐高温钛合金的强度很高，是钢的倍左右，但密度却比钢小钛合金的耐高温性能也很好，可在高温环境下保持其机械性能和2尺寸稳定性耐腐蚀生物相容性好钛合金的耐腐蚀性能优异，在各种介质中都具有良好的稳定性钛合金具有良好的生物相容性，不易引起人体排斥反应钛合金的应用航空航天医疗器械钛合金具有高强度、耐高温、耐腐蚀等特点钛合金生物相容性好，可用于制造人工关节，广泛应用于飞机、火箭、卫星等航空航天、骨骼固定器、牙种植体等医疗器械领域化学工业其他领域钛合金耐酸碱腐蚀，适用于制造反应釜、管此外，钛合金还应用于手表、眼镜框、高尔道、阀门等耐腐蚀设备夫球杆等领域金属材料的选用原则性能要求加工性能

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22.首先要考虑材料的性能，是否其次要考虑材料的加工性能，满足产品的使用要求是否易于加工成型经济性

33.最后要考虑材料的经济性，成本是否合理，是否适合批量生产性能要求强度硬度材料抵抗外力变形和断裂的能力材料抵抗局部压痕的能力•抗拉强度•布氏硬度•抗压强度•洛氏硬度•抗弯强度•维氏硬度•抗剪强度耐热性耐腐蚀性材料在高温下保持性能的能力材料抵抗腐蚀介质侵蚀的能力•熔点•耐酸性•热膨胀系数•耐碱性•耐盐性加工性能切削加工锻造加工焊接加工可通过车床、铣床、刨床等设备加工成型通过锤击或压力使金属材料发生塑性变形，利用高温将金属材料熔化，使之相互连接的获得所需的形状和尺寸一种加工方法经济性价格加工成本

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22.金属材料价格是选择的主要因加工成本包括材料的加工难度素价格低廉的材料通常更具、所需的设备和技术，以及加经济优势，尤其是在大规模生工时间等因素产中使用寿命维修成本

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44.金属材料的使用寿命越长，更易于维修的材料可以降低维护换成本越低，长期来看更具经成本，提高使用效率济效益课程总结本课程介绍了常用金属材料的特性、分类、应用和选用原则通过学习，您将了解不同金属材料的优缺点，并掌握选择适合应用场景的材料的方法。