金属和金属材料课件

金属和金属材料欢迎来到金属和金属材料的世界这门课程将带您深入了解金属的特性、分类和应用，探索现代工业和技术发展的基石金属的定义和特性导电性延展性金属具有优良的导电性，是电子金属可以被拉伸成丝或压成薄片自由移动的结果，不会破裂光泽高熔点金属表面能反射光线，呈现出独大多数金属具有较高的熔点，适特的金属光泽合高温应用金属的分类黑色金属有色金属贵金属包括铁及其合金，如钢铁具有高强度和非铁金属，如铜、铝、金、银等具有多如金、银、铂等稀有且价值高，常用于耐磨性样化的特性和用途珠宝和特殊工业应用金属的化学性质氧化反应1许多金属在空气中容易被氧化，形成金属氧化物还原性2金属通常是还原剂，可以还原其他元素的化合物酸碱反应3大多数金属与酸反应生成氢气，某些还能与强碱反应金属的物理性质密度熔点金属通常具有较高的密度，但也有轻金属的熔点差异很大，从汞的-金属如铝和镁到钨的

38.8°C3422°C硬度金属硬度变化范围广，从软的钠到硬的钨金属的机械性质强度1承受外力而不发生破坏的能力韧性2在断裂前吸收能量的能力塑性3在外力作用下永久变形而不破裂的能力弹性4外力移除后恢复原状的能力金属的电磁性质电导率磁性金属是优良的导体，电子可以自铁、钴、镍等金属具有铁磁性，由移动银的电导率最高可被强烈磁化超导性某些金属在极低温度下表现出零电阻金属的热学性质热导率金属通常是良好的热导体，银和铜的热导率最高热膨胀温度升高时，大多数金属体积增大比热容金属的比热容相对较低，易于加热和冷却金属的腐蚀和防护电化学腐蚀1金属与环境发生电化学反应，导致性能退化应力腐蚀2在应力和腐蚀环境共同作用下，金属产生裂纹防腐涂层3通过涂覆保护层，隔离金属与腐蚀环境阴极保护4利用电化学原理，抑制金属的腐蚀过程金属材料的选择原则性能要求1根据应用场景确定所需的机械、物理和化学性能加工性能2考虑材料的成形、焊接和热处理特性经济性3权衡材料成本、加工成本和使用寿命环境适应性4评估材料在特定环境下的耐腐蚀性和稳定性常见金属材料的性能和应用金属材料种类繁多，应用广泛从建筑到电子，从航空到医疗，金属无处不在钢铁材料碳钢合金钢不锈钢含碳量低于，强度随碳含量增加而提添加其他元素如镍、铬等，提高特定性能含铬量高，具有优异的耐腐蚀性常用于2%高广泛用于建筑和机械制造应用于工具制造和特种机械厨具和医疗器械铜及其合金导电性导热性铜是除银外最好的导体，广泛用于电铜的导热性优异，常用于散热器和热线和电子产品交换器耐腐蚀铜合金如黄铜和青铜，具有良好的耐腐蚀性铝及其合金轻量化耐腐蚀铝的密度低，是钢的三分之一，铝表面形成致密氧化膜，具有良广泛用于航空航天好的耐腐蚀性易加工回收性铝合金易于挤压、铸造和焊接，铝可以回收利用，是环境100%适合各种成形工艺友好的材料钛及其合金高比强度耐腐蚀性钛合金强度高、密度低，是航空钛在多种腐蚀环境下表现优异，航天工业的理想材料适用于化工设备生物相容性钛不与人体组织发生反应，常用于医疗植入物镍及其合金高温强度1镍基高温合金在高温下保持良好的机械性能，用于涡轮叶片耐腐蚀2镍合金在多种腐蚀性环境中表现优异，适用于化工设备磁性3某些镍合金具有特殊的磁性，用于电子和通信设备锌及其合金防腐性锌常用于钢铁的镀层，提供阴极保护铸造性能锌合金易于压铸，用于制造复杂形状的零件电化学特性锌是电池的重要材料，广泛用于干电池和蓄电池镁及其合金超轻量1镁是结构金属中最轻的，密度仅为铝的2/3减震性能2镁合金具有优异的减震能力，用于汽车和电子产品电磁屏蔽3镁合金可有效屏蔽电磁波，用于电子设备外壳生物降解性4某些镁合金可在人体内降解，用于可吸收医疗植入物贵金属材料贵金属包括金、银、铂族金属等它们具有优异的化学稳定性和特殊的物理性质，广泛应用于珠宝、电子、催化剂等领域金属陶瓷复合材料高硬度耐高温耐磨性金属陶瓷结合了金属的韧性和陶瓷的硬度某些金属陶瓷可在极高温度下保持稳定，金属陶瓷具有优异的耐磨性，常用于制造，用于切削工具用于航空发动机部件轴承和密封件金属基复合材料高强度轻量化通过添加纤维或颗粒增强相，显著提金属基复合材料可在保持强度的同时高金属的强度减轻重量耐热性某些金属基复合材料具有优异的高温性能金属材料成形工艺铸造锻造12将熔融金属浇注到模具中，冷却成型适合复杂形状零件通过锤击或压制使金属塑性变形提高材料强度冲压挤压34利用模具将金属板材压制成所需形状适合大批量生产将金属强制通过模具，制造长直截面产品金属材料焊接工艺1234电弧焊电阻焊激光焊摩擦焊利用电弧热量熔化金属，实利用电流产生的热量和压力使用高能激光束熔化金属利用摩擦热和压力实现固态现连接适用范围广实现焊接适合薄板焊接精度高，热影响区小连接适合异种金属焊接金属材料热处理工艺退火1消除内应力，提高塑性和韧性淬火2快速冷却，提高硬度和强度回火3淬火后再加热，调整硬度和韧性时效4控制析出相，提高强度和硬度金属材料表面处理电镀阳极氧化通过电解在金属表面沉积一层其在金属表面形成氧化膜，增强耐他金属，提高耐蚀性或装饰性蚀性和硬度常用于铝热喷涂化学气相沉积将熔融或半熔融材料喷射到表面通过化学反应在基体表面沉积薄，形成涂层提高耐磨性膜可获得高纯度涂层金属材料的力学性能测试拉伸试验硬度试验测定材料的强度、延伸率和弹性模量测定材料抵抗局部塑性变形的能力冲击试验评估材料在动态载荷下的韧性金属材料的失效分析疲劳失效在循环应力作用下，材料逐渐开裂直至断裂腐蚀失效由于化学或电化学反应导致材料性能退化蠕变失效在高温长期应力作用下，材料发生缓慢变形脆性断裂材料在很小或无塑性变形的情况下突然断裂金属材料的回收利用分类收集1按金属类型分类收集废弃金属预处理2包括清洗、分选和破碎等步骤熔炼3将废金属熔化，去除杂质精炼4调整成分，使回收金属满足质量要求再利用5将回收金属制成新产品金属材料的环境友好性可回收性能源效率无害化处理大多数金属可以多次回收利用，减少原材使用回收金属可显著降低能源消耗和碳排开发无害化处理技术，减少有毒金属对环料开采放境的影响金属材料的未来发展趋势纳米金属材料高熵合金开发具有独特性能的纳米结构金研究多主元合金系统，探索新的属和合金性能组合打印金属智能金属材料3D发展金属增材制造技术，实现复开发具有自感知、自修复能力的杂结构的直接制造新型金属材料本课程小结911基本概念常见金属涵盖金属的定义、分类和基本性质详细介绍了钢铁、铜、铝等常用金属材料74加工技术前沿发展讲解了成形、焊接、热处理等关键加探讨了金属材料的环境友好性和未来工工艺趋势。