《篇常用金属材料》课件

常用金属材料本课件将介绍几种常用的金属材料，包括其特性、应用和加工方法金属材料概述广泛应用强度和耐久性可塑性和可加工性金属材料在各个行业扮演着至关重要的角金属材料以其强度、韧性和耐用性而闻名，许多金属材料具有良好的可塑性和可加工色，从建筑和制造到电子产品和医疗设备，使其成为结构应用的理想选择性，可以根据需要进行成型、切割和焊接金属材料无处不在金属材料的特性物理特性化学特性机械特性金属材料通常具有良好的导电金属材料能够与氧气、水、酸金属材料的强度、硬度、韧性、导热性、延展性和磁性碱等物质发生化学反应，形成性、塑性等机械特性决定了其这些特性使金属在电气、电氧化物、氢氧化物、盐类等化在不同应用场景中的使用性子、热能、机械等领域得到广合物这些化学反应对金属材能这些特性可以通过热处泛应用料的腐蚀和防护具有重要意理、加工等工艺方法进行调整义和控制金属晶体结构金属材料的原子排列方式决定了其性能大多数金属以晶体结构存在金属晶体由许多排列规则的原子构成，这些原子之间通过金属键结合在一起常见的金属晶体结构有三种面心立方结构（FCC）、体心立方结构（BCC）和密排六方结构（HCP）每种晶体结构都具有独特的原子排列方式，导致不同的力学性能、热性能和电性能金属的机械性能金属的机械性能是指金属材料在载荷作用下抵抗变形和断裂的能力这些性能对金属材料的应用至关重要，决定了其在各种工程应用中的适用性12强度硬度金属抵抗永久变形的能力金属抵抗局部压痕的能力34塑性韧性金属在外力作用下发生永久变形而不金属在断裂前吸收能量的能力破坏的能力金属的工艺性能可塑性金属在压力作用下发生塑性变形的能力延展性金属在拉力作用下，能够被拉成细丝的能力韧性金属在断裂前能够吸收能量的能力硬度金属抵抗硬物压入其表面的能力焊接性金属在加热和加压下，能够熔合在一起的能力金属的工艺性能是指金属在加工成各种制品的过程中所表现出来的性质金属的热学性能金属的热学性能是金属材料在热量作用下表现出的性质主要包括热膨胀、热传导、比热容和熔点等金属的热膨胀是指金属在温度升高时体积膨胀的现象热传导是指热量在金属内部的传递过程比热容是指金属吸收或释放一定热量时温度变化的程度熔点是指金属从固态转变为液态时的温度金属的化学性能金属的化学性能是指金属与其他物质发生化学反应的性质主要包括金属的氧化性、还原性、腐蚀性等金属的化学性能与其电子结构密切相关，金属原子最外层电子数较少，容易失去电子形成阳离子，因此金属具有较强的还原性金属与酸、碱、盐等物质反应，会发生氧化还原反应，生成新的化合物金属的腐蚀是指金属表面与周围环境发生化学或电化学反应而引起的破坏金属腐蚀会降低材料强度，影响产品寿命，造成经济损失因此，需要采取措施防止金属腐蚀，例如涂层保护、电化学保护等钢铁材料铁碳铁是钢铁的主要成分，赋予其强度和碳含量是决定钢铁性能的关键因素韧性它是一种过渡金属，具有磁碳含量越高，钢铁的强度越高，但延性，在自然界中以氧化物形式存在展性越低合金元素应用添加其他元素如锰、硅、铬、镍等，钢铁广泛应用于建筑、机械、汽车、可改善钢铁的性能，使其更耐腐蚀、航空航天、能源、化工等领域，是现耐热或更硬代工业的重要基础材料铁碳合金铁碳合金是铁和碳的合金它是一种重要的金属材料，被广泛应用于各种领域，例如建筑、机械制造、汽车制造等共析铁1含碳量约为

0.77%的铁碳合金亚共析钢2含碳量低于共析点，具有良好的塑性和韧性过共析钢3含碳量高于共析点，具有较高的硬度和强度铁碳合金根据含碳量的不同可以分为三种类型亚共析钢、共析钢和过共析钢钢的分类按化学成分分类按用途分类

11.

22.碳钢、合金钢、高速钢、不锈结构钢、工具钢、模具钢、弹钢等簧钢、轴承钢等按生产方法分类按质量等级分类

33.

44.酸性钢、碱性钢、电炉钢、转优级钢、一级钢、二级钢、三炉钢等级钢等钢铁的生产工艺原材料准备将铁矿石、焦炭和石灰石等原材料破碎、混合，并送入高炉进行冶炼高炉冶炼在高温下，铁矿石中的铁氧化物被还原成生铁，并从高炉底部排出炼钢将生铁和废钢送入转炉或电炉，加入氧气和合金元素，去除杂质，得到钢水铸造将钢水浇入模具中，冷却凝固成钢坯或钢锭，用于进一步加工轧制将钢坯或钢锭在轧机中通过反复挤压，改变形状和尺寸，得到各种形状的钢材铝及其合金轻质耐腐蚀铝的密度较小，大约为铝在空气中表面会形成一层致密

2.7g/cm³，仅为铁的1/3，因此的氧化膜，起到保护作用，使铝铝合金具有良好的轻质特性具有良好的耐腐蚀性优良的可加工性较高的强度铝合金易于加工成型，可采用多铝合金的强度较高，有些铝合金种加工方法，例如铸造、锻造、的强度甚至超过了低碳钢挤压、拉伸等铝合金的应用铝合金的应用非常广泛，几乎涉及到各个领域，特别是在航空航天、汽车制造、建筑、电子等行业铝合金具有优异的强度、轻质、耐腐蚀等性能，被广泛应用于制造飞机、汽车、轮船、建筑材料、电子产品等铜及其合金优良的导电性良好的导热性铜是优良的导电体，广泛用于电线、电缆、电子元件等铜的导热性优于其他大多数金属，常用于散热器、热交换器等优异的抗腐蚀性广泛的应用铜具有良好的耐大气腐蚀性和耐海水腐蚀性，适用于海洋环境和腐铜及其合金应用广泛，包括建筑、机械、电子、化工等领域蚀性介质镁及其合金轻质材料高强度易于加工镁合金密度低，仅为铝合金的三分之二，是镁合金的强度和刚度较高，具有优良的抗拉镁合金具有良好的加工性能，易于切削、弯轻金属中密度最小的金属强度、屈服强度和抗冲击强度曲和焊接镍及其合金高强度和耐腐蚀性耐高温合金12镍合金具有优异的强度和耐腐蚀性，在高温、高压和腐蚀性镍基高温合金是应用广泛的合金种类，在航空航天、电力、环境中表现出色化工等领域扮演重要角色耐腐蚀合金应用领域广泛34镍合金可以抵抗酸、碱、盐等多种腐蚀性物质的侵蚀，在化除了上述领域，镍合金还在电子、医疗、核能等领域得到广工、石油、海洋工程等领域应用广泛泛应用钛及其合金高强度生物相容性钛合金具有极高的强度和硬度，强度重量比高钛合金与人体组织具有良好的生物相容性钛合金可以承受高温和高压，耐腐蚀性强在医疗领域被广泛用于人工关节、牙种植体等贵金属材料金银金是一种化学元素，化学符号为Au，原银是一种化学元素，化学符号为Ag，原子序数为79，是一种柔软、金黄色的贵子序数为47，是一种白色、有光泽的贵金属金在自然界中通常以单质形式存金属银的导电性和导热性仅次于金，在在，不与其他元素结合所有金属中排名第一铂钯铂是一种化学元素，化学符号为Pt，原钯是一种化学元素，化学符号为Pd，原子序数为78，是一种银白色的贵金属子序数为46，是一种银白色的贵金属铂的熔点很高，化学性质稳定，抗腐蚀能钯的熔点较高，化学性质稳定，具有良好力强的催化性能其他常用金属材料锡铅锌贵金属锡的熔点低，易于加工和焊铅具有优良的抗腐蚀性和耐热锌是常用的镀层金属，可以防金、银和铂等贵金属因其耐腐接，通常用于制造罐头食品容性，主要应用于电池、管道和止腐蚀，此外也用于制造电池蚀性和高价值而被广泛应用于器、焊料和合金弹药制造和合金珠宝、电子和金融领域金属材料的加工工艺铸造1液态金属浇入模具，冷却凝固成型锻造2利用锤击或压力使金属变形轧制3通过轧辊使金属变形拉拔4通过模具将金属拉伸成型铸造、锻造、轧制和拉拔是四种主要的金属加工工艺铸造是将液态金属浇入模具中，冷却凝固成型的一种加工方法锻造是利用锤击或压力使金属变形，以提高其强度和韧性的一种加工方法轧制是通过轧辊使金属变形，以改变其形状和尺寸的一种加工方法拉拔是通过模具将金属拉伸成型，以改变其形状和尺寸的一种加工方法金属材料的热处理退火1降低材料硬度，改善塑性，提高韧性加热到一定温度后，保温一段时间，然后缓慢冷却正火2细化晶粒，提高强度和韧性加热到奥氏体区，保温后以适当速度冷却淬火3提高材料硬度和强度，降低韧性加热到奥氏体区，保温后快速冷却回火4降低淬火后的硬度和脆性，提高韧性将淬火后的金属加热到低于淬火温度的温度，保温后冷却金属材料的表面处理机械加工1打磨、抛光、喷砂等化学处理2酸洗、钝化、磷化等电镀3镀铬、镀镍、镀锌等涂层4喷漆、电泳、粉末涂装等表面处理可以改善金属材料的性能、外观、耐腐蚀性等，延长使用寿命金属材料的腐蚀和防护腐蚀的类型防护方法金属腐蚀主要分为化学腐蚀和电化金属腐蚀防护主要有两种方式一学腐蚀化学腐蚀是指金属与周围是改变金属的内部结构，如合金化、环境中的物质直接发生化学反应而热处理等；二是采用涂层、电镀等产生的腐蚀，而电化学腐蚀则是指方法在金属表面形成保护层金属与电解质溶液发生电化学反应而产生的腐蚀腐蚀的影响腐蚀与环境金属腐蚀会造成金属材料的损坏，金属腐蚀与环境因素密切相关，如降低其使用寿命，严重时会导致设温度、湿度、大气污染物等都会影备失效，甚至造成安全事故响腐蚀速率因此，在设计和使用金属材料时，要充分考虑环境因素的影响金属材料的环境影响环境污染资源枯竭金属冶炼和加工过程会排放有害气体，如地球上的金属资源是有限的，过度开采会二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物，污染空造成金属资源枯竭，影响未来的发展气，对环境造成危害金属废弃物处理不当也会造成土壤和水体金属资源的回收利用可以缓解资源枯竭问污染，影响生态平衡题，降低对环境的影响金属材料的回收利用回收利用减少开采，节约资源减少污染减少废弃金属对环境的污染可持续发展促进资源循环利用，实现可持续发展金属材料的未来发展趋势高性能金属材料轻量化金属材料

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22.强度更高、耐腐蚀性更好、耐降低金属材料密度，提高材料高温性能更优异例如，超高的强度重量比例如，镁合强度钢、耐高温合金、金属玻金、钛合金、铝合金等璃等功能化金属材料可持续发展

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44.在金属材料中加入特殊元素，采用环保工艺，提高金属材料赋予其新的功能例如，形状的回收利用率，降低对环境的记忆合金、超导金属材料、磁污染性材料等总结金属材料种类繁多对人类社会发展至关重要，广泛具有独特的性能和优异的特性，应用于各个领域满足不同应用需求发展趋势朝着高性能、轻量化、环保和可持续方向发展问答环节您在学习《常用金属材料》过程中有任何疑问，欢迎提问我会尽力解答您的问题，帮助您更好地理解和掌握金属材料知识同时，您也可以提出对金属材料应用或未来发展的看法，我们共同探讨和交流。