金属材料教案5
一、金属的物理性质
常温下为固态(除汞外),有颜色和光泽,有良好的导电性、导热性和延展性,熔点较高,密度、硬度随金属的不同而不同。
用途:主要由性质决定。
还需考虑的因素:价格、资源、是否美观、使用是否便利、废物是否易于回收利用和对环境的影响。
第二课时
[学习情景](投影展示以下资料)
资料一你知道18K金是什么意思吗?
思考1:商店里出售的为什么多是18K金而非纯金?
资料二超轻雨伞——超越重量极限
思考2:小丽用的铝合金雨伞与钢骨雨伞相比有何优点?
思考3:你觉得合金的性质与组成它们的金属相同吗?举例说明。
[学生分组讨论,并交流回答]
思考题答案:
1.若用纯金做装饰品,因其太软而易变形;若做项链,则接口处容易脱钩。
2.铝合金雨伞比钢骨雨伞轻,携带便利。
3.合金的性质与组成它们的金属不同。如金的合金比纯金硬度大,铝的合金比纯铝的坚韧度强。
[新课引入]上述资料告诉我们,要满足各种不同的需要,仅用纯金属是不够的。为此,人们在生产实践中制造出了许许多多的具有特殊性能的“新型金属材料”——合金。
[板书]二、合金
[设疑]那么,什么是合金?合金的性质与其组分金属有何不同?合金的应用范围怎样?我们常用的合金有哪些?哪些合金最有前途?
这就是我们本节课所要探讨的内容。
[设问]我们应该怎样定义合金?谈谈你的看法。
[学生发言]1.合金是不纯的金属。
2.合金是掺有其他金属的金属。
3.两种或两种以上的金属融合在一起形成的金属材料。
[教师评价]大家善于思考,善于发言,体现了大家强烈的求知欲,希望大家继续发扬这种精神!
[过渡]那么,合金究竟指的是什么呢?
[讲解并板书]1.合金是由一种金属跟其他金属(或非金属)熔合形成的有金属特性的物质。
[介绍]如我们熟知的钢铁就是一种合金。它实际上是含有少量碳及其他金属的铁,与纯铁相比,钢有许多优良的性能、用处非常大。这就像厨师炒菜时那样,若他们在菜里加入各种调料,便可改善菜的色、香、味,并会使菜的营养价值更高。
[过渡]下面,我们就通过实验来探究合金与组成它们的纯金属性质的差异。
[板书]2.合金与组成它们的金属性质的差异。
[实验探究]
1.比较黄铜片(铜和锌的合金)和铜片、焊锡(锡和铅的合金)和锡的光泽与颜色。
2.将黄铜片和铜片、焊锡和锡互相刻画,比较它们的硬度。
[学生实验后得出结论]
[教师总结并板书](1)合金比其组分金属的颜色鲜艳
(2)合金的硬度大于组成它们的金属
[过渡]合金的熔点与其组分金属相比,又有何特点呢?下面,我们以焊锡为例,进行实验。
[演示实验8—2]取绿豆粒大小的焊锡、锡、铅放在铁片上进行熔化,比较它们的熔点大小。
[设问]由上述实验,可得出什么结论?
[学生回答,教师板书](3)合金的熔点低于组成它们的金属
[补充介绍]我们常用的保险丝就是用武德合金制成的,熔点约为69℃。而组成它的金属铋、铅、锡、镉的熔点分别为271℃、327℃、232℃、321℃。
[讲解]合金与它的组分金属相比,还往往具有较好的抗腐蚀性能。
[板书](4)合金的抗腐蚀能力一般强于各组分金属
[回答]如不锈钢就比普通的铁耐腐蚀;铝合金比铝耐腐蚀;黄铜比纯铜具有更好的抗海水
腐蚀能力。
[总结]通过以上探究,我们知道合金往往比组成它们的金属具有更好的性能。所以,我们在日常生活、工农业生产和科学研究中使用的金属,大多数属于合金。目前,合金的品种已不下万种,远远超过金属自身的种类(90余种)。合金大大拓宽了金属材料的使用范围和使用价值。
[板书]3.合金比纯金属具有更广泛的用途。
[过渡]下面就是几种常见合金的主要成分、性能和用途。
[投影展示]
常见合金的主要成分、性能和用途
讨论:根据上表,你将选用什么合金来制造下列物品?说明理由。
(1)飞机(2)防盗门(3)衣架(4)钱币(5)刀具
[学生分组讨论,并交流讨论结果]
(注:以上讨论题为开放性试题,只要理由充分即可)
[教师就学生的回答进行总结、评价。可从性能、成本、资源、是否使用便利等方面予以
评价]
[过渡]合金在人类生活和生产中具有极为广泛的应用,尤其是在科学技术日益发展的今天,新的金属和合金一直在被不断的发现和应用。例如,钛和钛合金就是近30年来引起人们普
遍重视和关注的一种新型金属材料。
[板书]4.钛和钛合金新型金属材料
[把预先印好的有关钛的资料分发给学生进行阅读或进行投影解说,以拓展学生视野。最好能有相应的录像带或VCD]
资料为什么把钛称作未来的金属?
[教师]除了以上介绍的一些合金外,你还知道哪些合金?教师跟同学们交流。
学生们相互介绍自己感兴趣的合金(查阅资料而得,这也是上一课时的作业)。
另外,教师也可用印发资料的方式向学生介绍一些常见的合金及新型合金,以下资料可供参考。
资料几种合金
[展开想象的翅膀]学完本节课,想到了什么?请你谈谈。
[学生谈自己的感受并畅想未来,教师要对他们丰富的想象力予以肯定]
[回答可能有]
1.感到科学的发展不可思议。
2.想到我将来能发明或实践出什么样的新型合金呢。
3.我想发明一种贮氧合金,可以帮助登山队员或潜水员减轻负担。
4.如果摩托车或汽车能用形状记忆合金制造就好了,这样,不用时可把它们折叠起来,用时再让它们恢复原状,要是能把它们装在口袋里那就更好了。
……
[小结]本节课我们重点学习了合金与纯金属性质的差异,并认识了几种新型合金,知道在
金属中加热熔合某些金属或非金属,其性能会发生改变。合金的强度和硬度一般比组成它们的组分金属更高,抗腐蚀性能等也更好,因此,合金具有更广泛的用途。
同时,我们还应认识到:人类智慧是无穷的,只要我们勇于探索、敢于攀登,就一定会有更多更好的新型合金不断问世,我们对合金性质的各种期望也便不再是一个遥远的梦!
[布置作业]习题5、6
亲自做一做家庭小实验——淬火与回火
板书设计
二、合金
1.合金是由一种金属跟其他金属(或非金属)熔合形成的有金属特性的物质。
2.合金与组成它们的金属的性质差异。
(1)合金比其组分金属的颜色更鲜艳
(2)合金的硬度大于组成它们的金属
(3)合金的熔点低于组成它们的金属
(4)合金的抗腐蚀能力一般强于组成它们的金属
3.合金比纯金属具有更广泛的用途。
4.钛和钛合金新型金属材料
考题回顾
1.(2002年北京市海淀区中考题)铁是一种应用广泛的金属,下列有关铁的说法中,正确的是[ ]
A.铁丝在氧气中燃烧生成氧化铁
B.铁在干燥的空气中容易生锈
C.铁是地壳里含量最多的金属元素
D.用铁锅炒菜可使食物中增加微量铁元素
2.(2002年辽宁省大连市中考题)下列物质中,属于合金的是[ ]
A.汞
B.铜
C.锌
D.钢
3.(2003年辽宁省中考题)下列各组操作,用物理方法能够达到目的的是
[ ]
A.分离炭粉和铁粉的混合物
B.除去氧化铜中混有的少量铜粉
C.检验氢气中是否含一氧化碳
D.鉴别氯酸钾和氯化钾
答案:1.D 2.D 3.A
金属材料教案3
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1、知识与技能
1)认识金属材料与为类生活和社会发展的密切关系
2)了解常见金属的物理性质及合金的特点
3)了解物质的性质与用途的关系
2、过程与方法
1)学习运用观察、实验等方法获取信息
2)学习运用比较、分析、归纳等方法对获取的信息进行加工。
3、情感态度与价值观
1)进一步培养对生活中化学现象的好奇心和探究欲、激发学习化学的兴趣。
2)树立事物是普遍联系的观点,逐步形成合理使用物质的观念。
教学重点:
金属材料的物理性质,物质性质与用途的关系
教学难点:
培养学生运用探究方法得出相关结论的能力。
教学方法:
实验探究多媒体
教学课时: 一课时
教学过程:
情景导入:
通过多媒体展示各种金属材料的图片,从而导出课题
讲授新课
一、常见的金属(板书)
展示:常见的金属找出金属共有的物理性质
小结:金属的物理性质:
1、具有金属光泽,有导电性,导热性,良好的延展性
2、铜是紫红色,金是黄色
3、常温下液体的金属是汞
阅读P-3表8-1,讨论并回答下列问题:
1 为什么菜刀,镰刀,锤子等用铁制而不用铅制?
2 银的导电性比铜好,为什么电线一般用铜而不用银制?
3 为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制?如果用锡制的
话,可能会出现什么情况?
4 为什么有的铁制品如水龙头等镀铬?如果镀金怎么样?
思考:通过以上讨论:你可得出哪些结论?
(从决定物质用途,要考虑哪些因素)
小结:1 是否具有符合这种要求的性能
2 价格是否合适
3 是否美观
4 是否便利(质量,体积)
5 是否对人和环境有影响
讨论: 资料--金属之最
1、地壳中含量最高的金属元素?
2、人体含量最高的金属元素?
3、导电导热最好的最高的金属?
4、熔点最高的金属?
5、熔点最低的金属?
二合金(板书)
1、定义:一种金属与其他一种或几种金属(或金属跟非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质。
2、常见的合金:铝合金、
生铁与钢都是碳和铁的合金
实验探究1: 合金和纯金属性质的对比金属材料
主要成分
光泽和颜色
硬度大小对比
黄铜片
(合金)
铜锌
黄色
黄铜片>铜片
铜片
(纯铜)
铜
(紫)红色
焊锡
(合金)
铅锡
银白色
锡> 焊锡
锡(纯锡)
锡
银白色
讨论:通过以上对比实验,可得出什么结论?(从颜色,硬度方面)
实验探究2:合金和纯金属熔点大小的对比
金属材料
主要成分
熔化速度对比
铅(纯铅)
铅
慢
锡(纯锡)
锡
中
焊锡(合金)
铅锡
快
讨论:通过以上对比实验,可得出什么结论?
2
3、了解常见的合金的性能
3
阅读: (1)课本P-6页表8-2的内容
(2)关于钛合金的性质和用途
课堂练习:钛和钛合金是21世纪的重要金属材料,它们具有优良的性能,如熔点高,密度小,可塑性好,机械性能好,抗腐蚀能力强,钛合金与人体很好的“相容性”。根据它们的主要性能,
不合实际的用途是( )
A、用于核潜艇设备的制造;
B、用于制造航天设备;
C、用来做保险丝;
D、可用来制造人造骨。
[教师总结并板书]常温下为固态(除汞外),有颜色和光泽,有良好的导电性、导热性和延展性,熔点较高,密度、硬度因金属的不同而不同。
[设问]物质的性质和用途之间又有什么关系呢?
[回答]物质的性质决定物质的用途。
[过渡]下面是一些常见金属物理性质的比较。
[投影]一些金属物理性质的比较
[教师]请大家根据你的生活经验和表8-1所提供的信息,分组讨论以下问题。
[投影展示]讨论:
1.为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制?
2.银的导电性比铜好,为什么电线一般用铜制而不用银制?
3.为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制?如果用锡制的话,可能会出现什么情况?
4.为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬?如果镀金怎么样?
[学生分组讨论后,由小组代表到前面陈述讨论结果,其他小组可宣布自己的不同答案]
(注意:答案不唯一)
[讨论结果可能有以下一些]
1.因铁的硬度大于铅;铅的硬度很小,若菜刀、镰刀用铅制,容易券刃;而锤子用铅制,很易变形。
2.电线用铜制而不用银制的理由:(1)银在自然界的含量少,价格昂贵;(2)银的密度大,不易架设。
3.灯泡里的灯丝用钨制是由于钨有较高的熔点,且易导电。若用锡制的话,灯丝导电产生的热量易使灯丝熔断(因锡的熔点低),从而影响灯泡的寿命。
4.水龙头镀铬:(1)可增加水龙头的硬度,而使其不易变形;(2)不易生锈;(3)镀铬可使水龙头变得美观大
方。
镀金更好看,更耐腐蚀,但不经济。
思考:根据以上讨论结果并结合实际思考物质的性质是否是决定其用途的唯一因素?如若不是,你认为还需考虑哪些因素?
[小组讨论,并交流讨论结果]
[教师总结并板书]用途主要由性质决定。还需考虑价格,资源,是否美观,使用是否便利,废料是否容易回收利用和对环境的影响等。
[转折]我们知道,在一切比赛中,当冠军的感觉都是最好的。那么,哪些金属能获得如此殊荣呢?请大家看资料:
[投影] 金属之最
[比一比,赛一赛]你能很快记住它们吗?以小组为单位,比一比,赛一赛,看谁是冠军。
[学生活动]
[小结]通过本节课我们知道,金属的物理性质主要包括颜色、光泽、熔点沸点、硬度、密度、延展性、导电性、导热性等;金属的物理性质可决定金属的一些用途,但这不是唯一的决定因素,即同时还要考虑经济、环境、资源、美观等方面的问题。这也启示我们在看待任何问题时,都不应是孤立的、片面的,而是要从大局出发,权衡利弊,然后再作决定。
[布置作业]习题1、2
一、引入新课
教师先展示一些物品，然后设问：这些物品是由什么材料制成？教师引导学生，如何根据金属的一些用途，推断金属的物理性质。使学生明白：物质的性质、资源、价格、美观等决定其用途。引导学生查询
资料解决实际问题。教会学生如何获取新的知识。通过实物引入合金的概念。举例说明合金与纯金属的区别。
二、新课学习
（一）几种重要的金属
引导学生通过实验，探究一些合金与纯金属物理性质上的差异。引导学生用自己的语言描述金属及合金的性质和用途。
播放动画：金属材料
在日常生活中，铝、钛、锌、铜等金属的应用非常广泛，如：铝合金的门窗、铜线、铜火锅、铜电器，以及锌在常见干电池的应用等。
（二）合金
合金：合金是由一种金属跟其它一种或几种金属（或金属跟非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质。
我们在日常生活中接触到的钢铁都是铁碳合金。根据含碳量的不同，铁碳合金又分为生铁和钢。
一些合金和组成它们的纯金属性质比较：继续播放动画：金属材料
三、小结
今天我们了解了多种金属材料，知道了他们的性质。把一种金属跟其它一种或几种金属（或金属跟非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质就是合金。合金在生活中的应用比纯金属更加广泛。
四、板书
课题1金属材料教学案例（1）
广西钦州市第一中学覃鑑丽
一、教学设计思路
金属材料是与我们的生活密切联系的教学内容，本课题围绕学生熟悉的生活用品开展学习，通过学生分组实验、讨论、归纳总结得出金属的一些共同的物理性质和各自的特性，通过阅读课文了解常见金属与合金的主要成分性能和用途，让学生体会到化学就在我们的生活中，增强学生发现生活、感受生活的意识，从而实现“教学生活化”的教学理念。
教学过程围绕课程目标的三个维度（知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观），注意培养学生从化学视角观察生活的习惯，教会学会将化学知识应用于生活实践的方法，使
他们能对化学有关的生活问题做出合理的解释，感受学习化学的乐趣，体会学习化学的价值。
二、教案
课题1 金属材料
授课人覃鑑丽
学校钦州市第一中学
教学目标
知识技能：使学生了解金属的物理性质，了解常见合金的成分性能和用途。
能力培养：通过情景设置，使学生具有较强的问题意识，能够发现和提出有探究价值的化学问题。通过学生动手实验，培养学生的实验能力和分析问题的能力。
科学品质：通过实验激发学生学习化学的兴趣，培养学生实事求是的科学态度。培养学生将化学知识应用于生活实践的意识，能够对与化学有关的社会问题和生活问题做出合理
的解释。
科学方法：指导学生用实验的方法认识事物的性质，培养学生科学的认知方法。
美育渗透：从生活中的金属制品，感受其丰富多彩的形状、颜色美。
重点
1、金属材料的物理性质
2、物质性质与用途的关系
难点
1、培养学生运用探究方法得出相关结论的能力
2、提高学生综合分析问题的能力
教学方法
采用实验探究法：按照问题—实验—观察—分析—结论的程序实行探究式讨论教学。
仪器、药品
铁片、铜片、铝片、干电池、小灯泡、导线、酒精灯、火柴、砂纸、黄铜、铜，与钛
有关的资料和新型的合金的资料。
【板书设计】
第八单元课题1 金属材料
一、物理性质
1、共性：常温下大部分为固体（汞是液体），有金属光泽，大多为电和热的良导体，
有延展性，密度较大，熔点教高。
2、特性：
二、性质决定用途
三、合金
1、常见合金──生铁和钢。
2、常见合金的主要成份、性能和用途。
17、某同学晚上帮妈妈做饭，切完青菜就将菜刀放在板上，第二天早晨发现菜刀生锈了。问：（1）菜刀上是否发生了化学变化；
（2）菜刀为什么会生锈；（3）为了防止这把菜刀生锈，这位同学应该怎么做。
三、简答题；（共12分）
18、某企业因经营不善而停工，一年多来，有一批铁质螺丝钉已经开始生锈，你能用化学方法除锈吗？请写出简要的做法。请你向留守人员提出一些防止机械设备进一步锈蚀的建议并写出两条。
19、为了防止食品受潮并延长保质期，人们常在食品袋里防疫小包粉末状物质，经检验，有的是生石灰，有的是铁粉。请你根据所学化学知识，解释那种物质更好？（至少两条）
20、讲两只洁净的铁丝、铜丝分别插入足量的硝酸银溶液中，探究铜、铁、银的金属活动性顺序（如图所示）
（实验现象）一段时间后，铜丝表面；称量反应后铁丝质量较反应前（填“增大”、“变小”、“不变”）。
（评价反思）上述实验能否得出三种金属的活动性顺序？若能，说明理由；若不能，还需不做什么实验？
金属材料性能知识大汇总 1、关于拉伸力-伸长曲线和应力-应变曲线的问题 低碳钢的应力－应变曲线 a、拉伸过程的变形：弹性变形，屈服变形，加工硬化（均匀塑性变形），不均匀集中塑性变形。 b、相关公式：工程应力σ=F/A0；工程应变ε=ΔL/L0；比例极限σP；弹性极限σ ε；屈服点σS；抗拉强度σb；断裂强度σk。 真应变e=ln(L/L0)=ln(1+ε) ；真应力s=σ(1+ε)= σ*eε指数e为真应变。 c、相关理论：真应变总是小于工程应变，且变形量越大，二者差距越大；真应力大于工程应力。弹性变形阶段，真应力—真应变曲线和应力—应变曲线基本吻合；塑性变形阶段两者出线显著差异。
2、关于弹性变形的问题 a、相关概念 弹性：表征材料弹性变形的能力 刚度：表征材料弹性变形的抗力 弹性模量：反映弹性变形应力和应变关系的常数，E=σ/ε；工程上也称刚度，表征材料对弹性变形的抗力。 弹性比功：称弹性比能或应变比能，是材料在弹性变形过程中吸收变形功的能力，评价材料弹性的好坏。 包申格效应：金属材料经预先加载产生少量塑性变形，再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。 滞弹性：（弹性后效）是指材料在快速加载或卸载后，随时间的延长而产生的附加弹性应变的性能。 弹性滞后环：非理想弹性的情况下，由于应力和应变不同步，使加载线与卸载线不重合而形成一封闭回线。 金属材料在交变载荷作用下吸收不可逆变形功的能力，称为金属的循环韧性，也叫内耗 b、相关理论： 弹性变形都是可逆的。 理想弹性变形具有单值性、可逆性，瞬时性。但由于实际金属为多晶体并存在各种缺陷，弹性变形时，并不是完整的。 弹性变形本质是构成材料的原子或离子或分子自平衡位置产生可逆变形的反映
金属材料学基础报告 1、简述含碳量对铁碳合金性能的影响。 当碳的质量分数小于0.9%时，随着钢种含碳量的增加，钢的强度和硬度不断上升，而塑性与韧性不断下降。当碳钢中碳的质量分数大于0.9%时，由于网状渗碳体的存在，不仅钢的塑性与韧性进一步下降，而且强度也明显下降。为了保证工业上使用的碳钢具有一定的塑性与韧性，碳钢中碳的质量分数一般不超过1.3%。碳的质量分数超过2.11%的白口铸铁，其硬度而脆，难以切削加工蛊工业上应用很少。 2、什么是钢的热处理，常用的热处理包括哪些类型？ 钢的热处理就是将钢材在固态范围内，采用适当的方法进行加热、保温和冷却，以改变内部组织，获得所需性能的一种工艺方法。 热处理可分为普通热处理和表面热处理两大类。普通热处理包括：退火，正火，淬火和回火。表面热处理包括：表面淬火:火焰加热、感应加热，化学热处理渗碳，渗氮，碳氢，共渗渗金属等。根据零件加工过程中的工序位置不同，热处理可分为预备热处理和最终热处理。 3、分别说明高档菜刀、车床主轴、铸件毛坯加工前预处理、活塞销等零件完整的热处理过程。 高档菜刀采用先进的淬火、回火等热处理技术（部分产品采用真空热处理技术），刃部采用淬火工艺,淬火宽度不小于20mm，刃部硬度要在54度硬度（HRC）以上.菜刀体中部硬度低于刃口硬度，刀背硬度≤HRC52；菜刀体中部要有一定的韧性，因此需要回火，刀具淬火后进行回火热处理工艺，它主要的目的是消除淬火后组织内部的内应力，减少菜刀的变形，提高菜刀的韧性，消除菜刀因淬火引起的脆性，它不会改变刀具强化后硬度的性能（一般保持淬火时的硬度或略低一点）。车床主轴在粗加工后调质处理；对锥孔、外锥体局部淬火；对花键进行高频淬火加回火。 铸件毛坯常规是正火，如果铸件过硬或有硬点不利于加工（如有可能会激冷的结构）则需退火。 活塞销采用渗碳工艺
金属材料性能 金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。（注：金属氧化物（如氧化铝）不属于金属材料） 性能 一般分为工艺性能和使用性能两类。所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中，金属材料在所定的冷、热加工条件下表现出来的性能。金属材料工艺性能的好坏，决定了它在制造过程中加工成形的适应能力。由于加工条件不同，要求的工艺性能也就不同，如铸造性能、可焊性、可锻性、热处理性能、切削加工性等。 所谓使用性能是指机械零件在使用条件下，金属材料表现出来的性能，它包括力学性能、物理性能、化学性能等。金属材料使用性能的好坏，决定了它的使用范围与使用寿命。在机械制造业中，一般机械零件都是在常温、常压和非常强烈腐蚀性介质中使用的，且在使用过程中各机械零件都将承受不同载荷的作用。金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能，称为力学性能（过去也称为机械性能）。金属材料的力学性能是零件的设计和选材时的主要依据。外加载荷性质不同（例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等），对金属材料要求的力学性能也将不同。常用的力学性能包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。 种类 金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。 （1）黑色金属又称钢铁材料，包括含铁90%以上的工业纯铁，含碳2%～4%的铸铁，含碳小于2%的碳钢，以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、不锈钢、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。 （2）有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金，通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大、电阻温度系数小。 （3）特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料，以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等；还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金以及金属基复合材料等。 金属材料特质 1.塑性 塑性是指金属材料在载荷外力的作用下，产生永久变形（塑性变形）而不被破坏的能力。金属材料在受到拉伸时，长度和横截面积都要发生变化，因此，金属的塑性可以用长度的伸长（延伸率）和断面的收缩（断面收缩率）两个指标来衡量。 金属材料的延伸率和断面收缩率愈大，表示该材料的塑性愈好，即材料能承受较大的塑性变形而不破坏。一般把延伸率大于百分之五的金属材料称为塑性材料（如低碳钢等），而把延伸率小于百分之五的金属材料称为脆性材料（如灰口铸铁等）。塑性好的材料，它能在较大的宏观范围内产生塑性变形，并在塑性变形的同时使金属材料因塑性变形而强化，从而提高材料的强度，保证了零件的安全使用。此外，塑性好的材料可以顺利地进行某些成型工艺加工，如冲压、冷弯、冷拔、校直等。因此，选择金属材料作机械零件时，必须满足一定的塑性指标。 2.硬度 硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一
钢铁材料的选择及其绿色生产的调研 摘要：材料是人类生存，社会发展，科技进步的坚实基础，是现代化革命的先导，是当代文明的三大支柱之一，上世纪70年代，人们把信息，材料，能源作为社会文明的支柱。随着高技术的兴起。又把新材料与信息技术，生物技术并列作为新技术革命的重要标志。如今，材料已成为国名经济建设，国防建设和人民群众生活的重要组成部分。钢铁材料是人类社会的基础材料，是社会文明的标志。，钢铁材料在人类生产、生活、战争中起到了举足轻重的作用。日常生活，房屋建筑、交通运输、能源生产、机器制造，军事科学等都是立足于钢铁材料的应用基础之上；20 世纪，钢铁冶金从技艺走向了工程科学。 关键词：钢铁材料选择科学节能环保 为期一个月的暑期社会实践活动结束了，在这期间我加入了新视觉广告材料公司成为他们的一员，并在跟随他们工作期间对广告行业钢铁材料的选用及其不合理使用情况做了初步调研；这段经历，它使我在实践中了解社会，巩固了所学知识，现将一个月来的实践结果总结如下： 我所进行调研的范围是福建省三明市尤溪县，调查钢铁材料使用情况的领域主要为广告业，由于公司常常进入建筑工地进行作业，也使我有机会调查建筑工地的钢铁使用情况。尤溪县位于三明市东部，地处闽中，素有“闽中明珠”之称。全境地势东西高、中部低。全县区位优势明显，资源丰富、交通便利。近年来，通过确立"建设型兴工业县、打造朱子文化城”的发展定位，实施项目带动追赶战略，全县上下形成了干事创业的浓厚氛围，工业开发建设成效显著，全县经济社会发展呈现前所未有的良好势头。伴随者经济的快速发展，资源消耗量也在不断攀升，而钢铁材料作为消耗的主力军，其科学的选择与合理的利用不仅符合科学发展的要求，更是实现人口，资源，环境和谐相处与符合我国能源资源可持续发展的战略要求。 广告行业利用钢铁材料主要体现在户外广告牌的钢结构，立柱，灯箱的支承架，主要采用的钢型有角钢，工字钢，方刚；通过查阅资料，我明白钢材选择的依据为：钢材不同，牌号钢材的性能、强度指标、脱氧方法、适用范围、价格等均有差别，设计人员在选用钢材时，首先应了解选用钢材的基本性能，即力学性能(屈服点、抗拉强度、延伸率、冷弯性能、冲击性能)、化学成分限值范围(主要是碳、硫、磷)、脱氧方法、厚度效应（厚度由薄到厚，其强度及Z向性能呈下降趋势)。其次，合理选用钢材只能依据钢结构规范所规定的7个要素，即结构的重要性(破坏后果)，荷载的特征(承受动载构件材质要求高于承受静载构件)、结构形式、应力状态(受拉构件材质要求高于受压构件)、连接方法(焊接高于栓接或铆接)、钢材厚度(厚钢板高于薄钢板)和工作环境(温度、腐蚀介质)等因素来综合考虑，其中连接方法、应力状为主要考虑因素[1]。Q235是主要的工程结构用钢，产量大，用途广。对于承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构，如一般的屋架、托架、柱、爬梯、天窗架、擦条、支撑、墙架、操作平台等，低合金钢由于强度较高，性能优越，能节约钢材，减轻结构重量，其应用己越来越广泛，因此广泛用于户外广告牌钢结构，灯箱支架的钢材选用。 对于建筑行业，建筑钢材主要包括钢结构各种型钢（如工字钢，角钢，槽钢，方钢等),板材，钢管，钢筋和钢丝等；这类钢材抗拉抗压和抗冲击性能好，可切割，可焊接，可铆接，装配方便，建筑结构钢常用钢种有碳素结构钢，低合金高强度结构钢：低合金高强度结构钢主要用于轧制各种型钢、钢板、钢管及钢筋，广泛用于钢结构和钢筋混凝土结构中，特别适用于各种重型结构、高层结构、大跨度结构及桥梁工程等；混凝土结构用钢：混凝土具有较高的抗压强度，但抗拉强度很低。用钢筋增强混凝土，可大大扩展混凝土的应用范围，而混凝土又对钢筋起保护作用。钢筋混凝土结构的钢筋，主要由
金属材料的分类及性能 一、金属材料定义：是金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料。 二、金属材料分类： ①黑色金属：纯铁、铸铁、钢铁、铬、锰。 ②有色金属：有色轻金属、有色重金属、半金属、贵金属、稀有金属 三、金属材料性能： ①工艺性能：铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能、热处理性能等 ②使用性能：机械性能、物理性能、化学性能等 1. 工艺性能 金属对各种加工工艺方法所表现出来的适应性称为工艺性能，主要有以下五个方面：（1）铸造性能：反映金属材料熔化浇铸成为铸件的难易程度，表现为熔化状态时的流动性、吸气性、氧化性、熔点，铸件显微组织的均匀性、致密性，以及冷缩率等。铸造性能通常指流动性，收缩性，铸造应力，偏析，吸气倾向和裂纹敏感性。 （2）锻造性能：反映金属材料在压力加工过程中成型的难易程度，例如将材料加热到一定温度时其塑性的高低（表现为塑性变形抗力的大小），允许热压力加工的温度范围大小，热胀冷缩特性以及与显微组织、机械性能有关的临界变形的界限、热变形时金属的流动性、导热性能等。可锻性：塑性和变形抗力 （3）焊接性能：反映金属材料在局部快速加热，使结合部位迅速熔化或半熔化（需加压），从而使结合部位牢固地结合在一起而成为整体的难易程度，表现为熔点、熔化时的吸气性、氧化性、导热性、热胀冷缩特性、塑性以及与接缝部位和附近用材显微组织的相关性、对机械性能的影响等。 （4）切削加工性能：反映用切削工具（例如车削、铣削、刨削、磨削等）对金属材料进行切削加工的难易程度。 （5）热处理性能：热处理是机械制造中的重要过程之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的，所以，它是机械制造中的特殊工艺过程，也是质量管理的重要环节。 2. 机械性能：
常见八种金属材料及其加工工艺 1、铸铁——流动性 下水道盖子作为我们日常生活环境中不起眼的一部分，很少会有人留意它们。铸铁之所以会有如此大量而广泛的用途，主要是因为其出色的流动性，以及它易于浇注成各种复杂形态的特点。铸铁实际上是由多种元素组合的混合物的名称，它们包括碳、硅和铁。其中碳的含量越高，在浇注过程中其流动特性就越好。碳在这里以石墨和碳化铁两种形式出现。 铸铁中石墨的存在使得下水道盖子具有了优良的耐磨性能。铁锈一般只出现在最表层，所以通常都会被磨光。虽然如此，在浇注过程中也还是有专门防止生锈的措施，即在铸件表面加覆一层沥青涂层，沥青渗入铸铁表面的细孔中，从而起到防锈作用。金属加工微信，内容不错，值得关注。生产砂模浇注材料的传统工艺如今被很多设计师运用到了其他更新更有趣的领域。 材料特性：优秀的流动性、低成本、良好的耐磨性、低凝固收缩率、很脆、高压缩强度、良好的机械加工性。 典型用途：铸铁已经具有几百年的应用历史，涉及建筑、桥梁、工程部件、家居、以及厨房用具等领域。 2、不锈钢——不生锈的革命 不锈钢是在钢里融入铬、镍以及其他一些金属元素而制成的合金。其不生锈的特性就是来源于合金中铬的成分，铬在合金的表面形成了一层坚牢的、具有自我修复能力的氧化铬薄膜，这层薄膜是我们肉眼所看不见的。我们通常所提及的不锈钢和镍的比例一般是18：10。 20世纪初，不锈钢开始作为元才来噢被引入到产品设计领域中，设计师们围绕着它的坚韧和抗腐蚀特性开发出许多新产品，涉及到了很多以前从未涉足过的领域。这一系列设计尝试都是非常具有革命性的：比如，消毒后可再次使用的设备首次出现在医学产业中。 不锈钢分为四大主要类型：奥氏体、铁素体、铁素体-奥氏体(复合式)、马氏体。家居用品中使用的不锈钢基本上都是奥氏体。 材料特性：卫生保健、防腐蚀、可进行精细表面处理、刚性高、可通过各种加工工艺成型、较难进行冷加工。 典型用途：奥氏体不锈钢主要应用于家居用品、工业管道以及建筑结构中;马氏体不锈钢主要用于制作刀具和涡轮刀片;铁素体不锈钢具有防腐蚀性，主要应用在耐久使用的洗衣机以及锅炉零部件中;复合式不锈钢具有更强的防腐蚀性能，所以经常应用于侵蚀性环境。
内部编号：AN-QP-HT425 版本/ 修改状态：01 / 00 In Order T o Standardize The Management, Let All Personnel Enhance The Executive Power, Avoid Self- Development And Collective Work Planning Violation, According To The Fixed Mode To Form Daily Report To Hand In, Finally Realize The Effect Of Timely Update Progress, Quickly Grasp The Required Situation. 编辑：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 金属材料市场调研报告通用范本
金属材料市场调研报告通用范本 使用指引：本报告文件可用于为规范管理，让所有人员增强自身的执行力，避免自身发展与集体的工作规划相违背，按固定模式形成日常报告进行上交最终实现及时更新进度，快速掌握所需了解情况的效果。资料下载后可以进行自定义修改，可按照所需进行删减和使用。 第一章产品概述 第一节产品概述 一、金属材料生产加工设备定义 一、金属材料生产加工设备的性质 三、金属材料生产加工设备的用途 四、金属材料生产加工设备技术指标 第二节金属材料生产加工设备市场特点分析 一、产品特征 二、价格特征 三、渠道特征 四、购买特征
第三节金属材料生产加工设备产业发展历程与产业概况 第二章金属材料生产加工设备行业宏观经济及政策环境分析 第一节XX-XX年我国经济发展环境分析 一、国内gdp分析 三、固定资产投资 三、城镇人员从业状况 四、恩格尔系数分析 五、XX-2020年我国宏观经济发展预测 第二节我国金属材料生产加工设备行业政策环境分析 一、金属材料生产加工设备产业政策分析 二、相关产业政策影响分析 第三节我国宏观经济快速发展对我国中小
材料科学与工程(金属材料科学与工程) Materials Science & Engineering (Metallic Materials Science & Engineering） 专业代码：080205 学制：4年 Speciality Code: 080205 Schooling Years：4 years 培养目标： 培养具有良好素质，德智体全面发展的材料科学与工程面的高级工程技术人才。 目标1：（扎实的基础知识）培养学生掌握扎实的材料科学与工程学科的基础知识，特别是金属材料的成分—加工—组织—性能之间的关系，掌握各种材料的表征法及应用，掌握材料设计、制备、加工、检测和评价等面的先进理论和法。 目标2：（解决问题能力）培养学生能够创造性地利用材料科学与工程基本原理和法解决研发和工业生产中遇到的问题。 目标3：（团队合作与领导能力）培养学生在团队中的沟通和合作能力，进而能够具备材料科学与工程领域的管理能力。 目标4：（工程系统认知能力）使学生认识到材料科学与工程在国民经济以及科学技术领域中所起的重要作用，并通过学习和实践成为解决与材料有关的理论与实际问题的人才。 目标5：（专业的社会影响评价能力）培养学生正确看待材料选择、设计和应用对人们日常生活、工商业的经济结构以及人类健康所产生的潜在影响。 目标6：（全球意识能力）培养学生能够在全球化的环境里保持清晰意识，有竞争力地、负责任地行使自己的职责。 目标7：（终身学习能力）培养具有良好素质，德智体全面发展的材料科学与工程面的高级工程技术人才。学生毕业后既能从事各种传统材料、先进材料、特殊新材料的研制开发与应用，又能从事与制造、信息、汽车、生物、能源等领域和行业相关材料的工程设计及生产管理，具备终身学习的能力。 Educational Objectives: To become advanced engineering and technical personnel with good quality, comprehensive physical and moral qualities in the aspect of materials science and engineering.The students should be able to reach the following goals upon the completion of the degree program: Objective 1:[Foundations] To gain a solid understanding of the fundamental knowledge of materials science and engineering discipline, in particular of the
《金属材料基础知识》 第一部分金属材料及热处理基本知识 一，材料性能：通常所指的金属材料性能包括两个方面： 1，使用性能即为了保证机械零件、设备、结构件等能够正常工作，材料所应具备的性能，主要有力学性能（强度、硬度、刚度、塑性、韧性等），物理性能（密度、熔点、导热性、热膨胀性等）。使用性能决定了材料的应用范围，使用安全可靠性和寿命。 2，工艺性能即材料被制造成为零件、设备、结构件的过程中适应的各种冷、热加工的性能，如铸造、焊接、热处理、压力加工、切削加工等方面的性能。 工艺性能对制造成本、生产效率、产品质量有重要影响。 二，材料力学基本知识 金属材料在加工和使用过程中都要承受不同形式外力的作用，当达到或超过某一限度时，材料就会发生变形以至于断裂。材料在外力作用下所表现的一些性能称为材料的力学性能。 承压类特种设备材料的力学性能指标主要有强度、硬度、塑性、韧性等。这些指标可以通过力学性能试验测定。 1，强度金属的强度是指金属抵抗永久变形和断裂的能力。材料强度指标可以通过拉伸试验测出。抗拉强度σb和屈服强度σs是评价材料强度性能的两个主要指标。一般金属材料构件都是在弹性状态下工作的。是不允许发生塑性变形，所以机械设计中一般采用屈服强度σs作为强度指标，并加安全系数。2，塑性材料在载荷作用下断裂前发生不可逆永久变形的能力。评定材料塑性的指标通常用伸长率和断面收缩率。 伸长率δ=[（L1—L0）/L0]100% L0---试件原来的长度L1---试件拉断后的长度 断面收缩率φ=[（A1—A0）/A0]100% A0----试件原来的截面积A1---试件拉断后颈缩处的截面积 断面收缩率不受试件标距长度的影响，因此能够更可靠的反映材料的塑性。 对必须承受 强烈变形的材料，塑性优良的材料冷压成型的性能好。 3，硬度金属的硬度是材料抵抗局部塑性变形或表面损伤的能力。硬度与强度有一定的关系，一般情况下，硬度较高的材料其强度也较高，所以可以通过测试硬度来估算材料强度。另外，硬度较高的材料耐磨性也较好。 工程中常用的硬度测试方法有以下四种 （1）布氏硬度HB （2）洛氏硬度HRc（3）维氏硬度HV （4）里氏硬度HL 4，冲击韧性指材料在外加冲击载荷作用下断裂时消耗的能量大小的特性。 材料的冲击韧性通常是在摆锤式冲击试验机是测定的，摆锤冲断试样所作的功称为冲击吸收功。以Ak表示，Sn为断口处的截面积，则冲击韧性ak=Ak/Sn。 在承压类特种设备材料的冲击试验中应用较多。 三金属学与热处理的基本知识 1，金属的晶体结构--物质是由原子构成的。根据原子在物质内部的排列方式不同，可将物质分为晶体和非晶体两大类。凡内部原子呈现规则排列的物质称为晶体，凡内部原子呈现不规则排列的物质称为非晶体，所有固态金属都是晶体。 晶体内部原子的排列方式称为晶体结构。常见的晶体结构有：
金属材料代号 金属材料常用力学性能名词、金属材料代号是什么？金属材料应用时常用力学性能有屈服强度、抗拉强度、抗压强度、抗弯强度和冲击韧性值等。屈服强度代号为％2，单位为MPa(N/mm2)。是指材料试样在拉伸过程中，永久变形为原长的"规定数值"时的应力。一般"规定数值"为拉伸试样原长的0.2%，故以％2表示。抗拉强度代号为σb，单位为MPa(N/mm2)。是指材料试样受拉伸时，在被拉断前所能承受的最大应力。抗压强度代号为σbc，单位为MPa(N/mm2)。是指材料试样受弯曲力时，在被压坏前所能承受的最大应力。抗弯强度代号为σbb单位为MPa(N/mm2)。是指材料试样受弯曲力时，在被破坏前所能承受的最大应力。冲击韧性值代号为σk，单位为J/m2。是指材料的冲击试样受冲击负荷折断时，试样刻槽处单位横截面上所消耗的冲击。 金属材料机械零件所用金属材料多种多样，为了使生产、管理方便、有序，有关标准对不同金属材料规定了它们牌号的表示方法，以示统一和便于采纳、使用。现将常用金属材料牌号表示方法向读者作一些简单介绍。 一、钢铁产品牌号表示方法(参照GB/T221—2000) 1.标准的基本概况 GB/T221—2000标准是参照国外钢铁产品牌号表示方法和国内钢铁产品牌号表示方法变化( 如Q345代替16Mn)等情况修订后，于2000年4月1日发布，并于2000年11月1日开始实施。 2.主要技术内容变动情况 (1)由于一些钢铁产品牌号有它们专用的标准，故取消了原标准中铁合金、铸造合金、高温合金、精密合金、耐蚀合金和铸铁、铸钢、粉末材料等牌号表示方法。 (2)一些新的钢铁产品的出现，更加完善了原标准。新标准增加了脱碳低磷粒铁、含钒生铁 JP2、铸造耐磨生铁、保证淬透性钢、非调质机械结构钢、塑料模具钢、取向硅钢(电讯用)等牌号表示方法。 (3)对不适应科技发展和与生产不协调的一些用钢牌号作了彻底改变或修改。如碳素结构钢A 3改为Q235，低合金高强度结构钢16Mn改为Q345等。对不锈钢、耐热钢和冷轧硅钢等的牌号表示方法也做了修改。
金属材料及处理工艺基础知识 一、金属材料分类: 金属材料的分类有多种方式，有按照密度分的，价格分的…常用的是分类是把金属材料分成黑色金属和有色金属两大类。 1.黑色金属：通常指铁，锰、铬及它们的合金。常用的黑色材料为钢铁。其又分为三类：纯铁，钢，铸铁。 纯铁：其主要由Fe组成的，含C量在0.0218％以下，工业中很少用； 钢：含C量在0.0218%-2.3%之间的铁碳合金（不加其他元素的称碳素钢，加入其他合金元素的称合金钢）。其又可以按照成分分类（碳素钢，合金钢），用途分类（轴承钢，不锈钢，工具钢，模具钢，弹簧钢，渗碳用钢，耐磨钢，耐热钢…），品质分类（普通钢，优质钢，高级优质钢），成形方式分类（锻钢，铸钢，热轧钢，冷拉钢），形式分类（板材，棒材，管材，异形钢等）等等。 铸铁：含C量在2.3％-6.69％之间的铁碳合金成为铸铁。按石墨的形态其又可以分为灰铸铁，球墨铸铁，蠕墨铸铁等，石墨的不同形态和基体的配合而具有不同的性能。 2.有色金属：又称非铁金属，指除黑色金属外的金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝、镍锰以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。 二、金属材料的使用性能及指标 金属材料常用的性能指标有力学性能和物理性能。 1.力学性能：金属材料在外力作用下表现出来的各种特性，如弹性、塑性、韧性、强度、硬度等。 强度:金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力。屈服强度、抗拉强度是极为重要的强度指标，是金属材料选用的重要依据。强度的大小用应力来表示，即用单位面积所能承受的载荷(外力)来表示，常用单位为MPa。 屈服强度：金属试样在拉力试验过程中，载荷不再增加，而试样仍继续发生变形的现象，称为“屈服”。产生屈服现象时的应力，即开始产生塑性变形时的应力，称为屈服点，用符号σs表示，单位为MPa。一般的，材料达到屈服强度，就开始伴随着永久的塑性变形，因此其是非常重要的指标。 抗拉强度：金属试样在拉力试验时，拉断前所能承受的最大应力，用符号σb表示，单位为MPa。 塑性：金属材料在外力作用下产生永久变形(去掉外力后不能恢复原状的变形)，但不会被破坏的能力。 弹性：金属材料在外力作用下抵抗塑性变形的能力(去掉外力后能恢复原状的变形)。 伸长率：金属在拉力试验时，试样拉断后，其标距部分所增加的长度与原始
金属材料（主要是钢铁材料）的工艺路线大体可分成三类。 1）性能要求不高的一般零件：毛坯→正火或退火→切削加工→零件； 2）性能要求较高的零件：毛坯→预先热处理（正火、退火）→粗加工→最终热处理（淬火、回火，固溶时效或渗碳处理）→精加工→零件； 3）要求较高的精密零件：毛坯→预先热处理（正火、退火）→粗加工→最终热处理（淬火、低温回火、固溶、时效或渗碳）→半精加工→稳定化处理或氮化→精加工→稳定化处理→零件； 假设已测得钛合金的断裂韧度为44MP a ·m ，而其平板内部有一个直径1.6cm 的硬币形裂纹，对其进行轴向拉伸。试计算该平板不发生断裂时所能承受的最大压力。该材料的屈服强度为900 MP a ，平板厚度为5㎝。硬币形裂纹的应力强度为：π a σk 2= 答：由硬币形裂纹的应力强度为： π a σ k 2= 式中，a a 是裂纹长度，σ是施加的压力。断裂时，施加的压力强度因子等于断裂韧度，即 Ic K K =。因此，失效条件是： π a σ k Ic 2= 求解出f σ并将题目中已知的数据代入上式，解得： a a Ic f MP m π m MP a πK σ436=008.02 44(=2= 为了使以上分析可靠，我们还必须检查确认试样的厚度超过了所给定的临界厚度： m MP m MP σK B a a ys Ic 006.0=)90044(5.2=)( 5.2=2 既然平板的厚度大于B ，那么在失效条件中使用Ic K 是适当的。请注意：脆性断
裂发生时的应力远低于材料的屈服应力。因此，仅仅使其随的应力低于屈服应力来预防断裂是商有保证的。 4、一个陶瓷构件中有原始长度为0.5mm 的裂纹。裂纹尖端半径为0.5nm ，如果裂纹扩展时进入到大致为球形的一个直径为1m μ的近邻微孔中，试估算裂纹扩展驱动力来预防断裂是没有保证的。裂纹尖端最大应力表达式为ρ a ασ=max 答：裂纹扩展的驱动力大小与裂纹尖端应力集中的程度成正比。裂纹尖端最大应力表达式为： ρ a α σ=max 因此，裂纹扩展进入微孔之前和进入到其中之后的驱动力比值)/(initial final D D 为： i i f f initial final Q a Q a D D //= 最终的裂纹长度等于裂纹原始长度与微孔的直径之和，而最终的裂纹尖端半径等于微孔的半径。将相应的数值代入驱动力比值公式得： 032.0=) 10 ×5/()10×5()) 10×5/()10×1+10×4(= 10 4 764m m m m m D D i f 所以，本题中，由于存在微孔裂纹扩展驱动力降低互其初始值的大致3%。 马氏体时效钢（300级）的屈服度约为2100a MP ，断裂韧度为66a MP ·m 。用这种材料制造的飞机着陆装置，最大设计应力为屈服强度的70%，如果可检测到的裂纹长度为2.5mm ，请问，这是一个合理的工作应力吗？假设存在的是小的边缘裂纹，且这种几何形状裂纹的应力强度因子a πσk 12.1=。 解答：计算发生断裂时的裂纹尺寸，注意断裂时Ic k k =。这样，失效条件是a πσklc 12.1=。从该表达式中求解出a 的表达式并将题目中已给数值代入，得： 2]) 7.0(12.1[1 =)12.1(1= 2ys Ic σIc f σk πk πa
1 金属材料疲劳强度，以及影响疲劳强度的因素 答：疲劳强度是指金属材料在无限多次交变载荷作用下而不破坏的最大应力称为疲劳强度或疲劳极限。实际上，金属材料不可能作无限多次交变载荷实验。一般性规定，钢在经受10e7非铁（有色）金属材料经受10e8交变载荷作用时不产生断裂时的最大应力称为疲劳强度。因素：材料，载荷种类，零件表面状态，工作温度 2鉄碳合金状态图以及加热和冷却时的组织转变 答：自己看王爱珍版工程材料及成形技术P35 3 什么是断裂韧性断裂韧性的的测量方法以及影响因素 答：指材料阻止宏观裂纹失稳扩展能力的度量，也是材料抵抗脆性破坏的韧性参数。测量方法：看材料断裂韧性好不好的实验是冲击试验，现在基本都是V型缺口的，U型缺口已经很少用了。不同温度下材料的断裂韧性测量方法，一个是不同温度下的V型缺口冲击试验，还有一个就是落锤试验。影响因素：它和裂纹本身的大小、形状及外加应力大小无关。是材料固有的特性，只与材料本身、热处理及加工工艺有关。是应力强度因子的临界值。常用断裂前物体吸收的能量或外界对物体所作的功表示。 4 金属塑性变形的成形机理，以及回复和再结晶 答：单晶体金屑的塑性变形有“滑移”与“孪晶”等不同方式。所谓滑移即晶体的一部分相对于另一部分沿一定的晶面发生相对的滑动。单晶体及其滑移变形形式。当施加的切应力较小时，单晶体只发生弹性变形，若这时将应力去除，由于原于间的引力作用，晶体则恢复原状。当增大切应力，使晶体的变形程度超过弹性变形阶段时，晶体的一部分相对另一部分则产生滑移而造成永久变形。晶体的滑移常沿着原子密度最大的晶面和晶向发生．这些品面或晶向称为滑移面或滑移方向。在切应力作用下，晶体有时还可以另一种形式发生塑性变形。即晶体的一部分相对另一部分，沿着一定晶面(孪晶面)产生一定角度的切变，这种变形形式叫做“孪晶”。经过孪晶变形后，在孪晶面两侧的晶体形成镜面对称。 多晶体金属中每个晶粒的塑性变形形式与单晶体金属相似。但由于多晶体金属中每个晶粒所处的位向不同，滑移的先后次序不同。处1：软位向(滑移面和滑移方向与外力成45确)的晶粒先产生滑移．滑移时受到邻近位向不同品粒的阻碍，在晶界附近造成位错堆积。当外力增大致使应力集中达到一定程度时，软位向晶粒发生转动，滑移停止，并将形变传递到另·批晶粒中．然后次软位向晶粒开始发生滑移。以此类推，直到全部晶粒都发生滑移为止。不同位向晶粒将依次产生滑移，构成多晶体金属复杂的塑件变形。 当加热温度较低时，因原子扩散能力尚小，只能引起金属内部某些空位、位错等缺陷作微量的迁移，使缺陷数量减少，品格畸变减轻，残余内应力部分消失，此阶段称为“回复”。 当变形金屈加热到较高温度时，原子具有更大的扩散能力．这时组织中破碎拉长的晶粒会通过形核与长大的方式形成新的等轴晶粒，这些等抽晶粒完全代替碎晶后，即完成了再结晶。 5 什么是金属的超塑性，超塑性变形的含义 答：金属和合金具有超常的均匀变形能力，其伸长率可以达到百分之几百、甚至百分之几千。凡金属在适当的温度下（大约相当于金属熔点温度的一半）变得像软糖一样柔软，而应变速度10毫米秒时产生本身长度三倍以上的延伸率，均属于超塑性。超塑性指某些金属在特定的条件下拉伸时获得极高的延伸率和优异的均匀变行能力，其极限延伸率可达百分之200--500，甚至高达1000--2000。 超塑性变形的一般特点;1、大伸长率；2、无缩颈；3、低流动应力；4、易成形。 6 实现超塑性的条件 答：实现超塑性的主要条件是一定的变形温度和低的应变速率，这时合金本身还要
金属材料性能 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），力学性能也叫机械性能。 ???? 材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。 ???? （一）、机械性能 ???? 机械性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的特性。 ??? 1 、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。 ??? 2 、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，载荷不再增加变形却继续增加或产生 0.2%L 。时应力值，单位用牛顿 / 毫米 2 （ N/mm2 ）表示。 ??? 3 、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 2 （ N/mm2 ）表示。 ??? 4 、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。 ?? 5、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。??? 6 、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（ HKA 、 HKB 、 HRC ） ??? 7 、冲击韧性（ Ak ）：材料抵抗冲击载荷的能力，单位为焦耳 / 厘米 2 （ J/cm 2 ） . （二）、工艺性能 ???? 指材料承受各种加工、处理的能力的那些性能。 8 、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。 9 、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。 10 、顶气段性能：指金属材料能承授予顶锻而不破裂的性能。 11 、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。 12 、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。 13 、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。 （三）、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。 14 、耐腐蚀性：指金属材料抵抗各种介质侵蚀的能力。 15 、抗氧化性：指金属材料在高温下，抵抗产生氧化皮能力。 >> 返回 金属材料的检验
常用金属材料概述 金属材料是由金属元素或以金属元素为主要材料构成的，并具有具有金属特性的工程材料。金属材料种类繁多，用途广泛，按化学组成分类，金属材料分为黑色金属和有色金属两大类。黑色金属主要是指以铁或以铁为主形成的金属材料，即钢铁材料，如钢和生铁。有色金属是指除钢铁材料以外的其他金属，如金、银、铜、铝、镁、钛、锌、锡、铅等。生产中使用最多的黑色金属是钢和铸铁，有色金属是铜及铜合金、铝及铝合金。 钢的种类繁多，通常按钢中是否加入合金元素，将钢分为碳钢和合金钢。 碳钢按碳的质量分数可分为低碳钢（ω C ≤0.25%)、中碳钢（0.25%＜ω C ≤ 0.6%)、高碳钢（ω C ＞0.6%），按钢的质量分数可分为普通碳素钢（ωs≤0.05%，ωp≤0.045%）、优质碳素钢（ωs≤0.035%，ωp≤0.035%）、高级优质碳素钢（ωs≤0.02%，ωp≤0.03%）和特级优质碳素钢（ωs≤0.015%，ωp≤0.025%），按钢的用途可分为碳素结构钢（用于各种工程构件，也可用于不太重要的机件）、优质碳素结构钢（用于制造各种机器零件）、碳素工具钢（用于制造各种工具）和一般工程用铸造碳素钢（用于制造形状复杂且需要一定强度、塑性和韧性的零件），还可按钢冶炼时的脱氧程度分为沸腾钢、镇静钢、半镇静钢和特殊镇静钢。 合金钢按钢的用途可分为合金结构钢、合金工具钢、特殊性能钢，还可按成分、冶金质量及组织等进行分类。 钢的性能根据不同的种类有不同的特点，其中碳素结构钢易于冶炼，工艺性能好，价格低廉，在力学性能上一般能满足普通工程构件及机器零件的要求，工程上用量很大，一般不进行热处理；低合金机构钢由于强度很高，被广泛用于建筑、石油、化工、铁道、造船等许多部门。 钢的热处理工艺是指根据钢在加热和冷却过程中的组织转变规律所制定的钢在热处理时具体的加热、保温和冷却的工艺参数。热处理工艺种类很多，根据加热、冷却方式及获得组织和性能的不同，钢的热处理工艺可分为：普通热处理（退火、正火、淬火和回火）、表面热处理、化学热处理及特殊热处理（形变热处理、真空热处理等）。根据热处理在零件生产工艺流程中的位置和作用，热处理又可分为预备热处理和最终热处理。 铸铁是一种以铁、碳、硅为主要成分且在结晶过程中具有共析转变的多元铁 基合金。其化学成分一般为：ω C =2.0%～4.0%、ω si =1.0%～3.0%、ω Mn =0.1%～1.0%、 ωs=0.02%～0.25%、ωp=0.05%～1.5%。为了提高铸铁的力学性能，有时在铸铁中添加少量Gr、Ni、Cu、Mo等合金元素制成合金铸铁。 铸铁是一种被广泛使用的金属材料，主要是由于它的生产工艺简单、成本低廉并具有优良的铸造性能、可切削加工性能、耐磨性能及吸震性等，因此铸铁广泛用于机械制造、冶金、矿山及交通运输等工业部门。 碳在铸铁中既可以化合态的渗碳体（Fe 3 C）形式存在，也可以游离状态的石墨（G）形式存在，据此可以将铸铁分为三类：白口铸铁，碳除少量固溶于铁素体中外，其余的碳都以渗碳体（第二相）的形式存在于铸铁集体中，其断口呈银白色，由于存在共晶莱氏体组织，所以其性能硬而脆，很难切削加工，一般很少直接用来制造各种零件；麻口铸铁，碳除少量固溶于铁素体中外，一部分以游离 状态的石墨（G）形式存在，另一部分以化和状态的渗碳体（Fe 3 C）形式存在，在其断口上呈黑白相间的麻点，这类铸铁也具有较大的硬脆性，故工业上也很少
金属和金属材料专题(含答案) 一、金属和金属材料选择题 1．在氯化铜和氯化亚铁的混合溶液中加入一定的镁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体中滴加稀盐酸，没有气泡产生。下列判断正确的是（） A．滤出的固体中一定含有铜，可能含有铁和镁 B．滤出的固体中一定含有铜，一定不含有铁和镁 C．滤液中一定含有氯化镁和氯化亚铁，一定没有氯化铜 D．滤液中一定含有氯化镁、氯化亚铁、氯化铜 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A、加入一定量的镁粉时，镁首先和氯化铜反应生成铜和氯化镁，因此滤出的固体中一定含有铜，但是不可能含有铁和镁，因为向滤出的固体中滴加稀盐酸，没有气泡产生，故A 错误； B、滤出的固体一定含有铜，一定不含铁和镁，故B正确； C、滤液中一定含有氯化镁和氯化亚铁，如果不含有氯化亚铁，则氯化亚铁和镁反应能生成铁，加入稀盐酸时就会产生气泡了，这与没有气泡产生相矛盾，也可能含有氯化铜，如果镁很少，不足以和氯化铜完全反应，则滤液中含有氯化铜，故C错误； D、滤液中一定含有氯化镁、氯化亚铁，不一定含有氯化铜，如果镁和氯化铜恰好完全反应，则滤液中不含有氯化铜，故D错误。 故选B。 【点睛】 氢前边的金属会与稀硫酸、盐酸反应，但氢后边的金属不会与稀硫酸、盐酸反应，前边的金属会把后边的金属从其盐溶液中置换出来。 2．防止自行车钢圈锈蚀的方法中，错误的是（） A．保持钢圈的洁净干燥 B．钢圈外涂一层机油 C．被雨淋湿后立即用布擦干再涂上机油 D．被雨淋湿后立即涂上机油 【答案】D 【解析】 【分析】 金属在与氧气和水同时接触时容易生锈 【详解】 A、保持钢圈的洁净干燥，可以防止金属锈蚀，故A正确； B、钢圈外涂一层机油可以防止氧化，故B正确；
专业调研报告 学院名称：材料科学与工程学院 专业名称：金属材料专业 学生学号： 学生姓名xx 指导教师：崔占全苑辉戚力 实习日期：2012.7.2— 2012年7月2日到7月13日，我们材料学院金属材料专业两个班在崔占全老师、苑辉老师和戚力老师的带领下分别在秦皇岛首秦金属材料有限公司、燕山大学科技园、山桥集团、首秦钢板、秦皇岛飞天轿车门有限公司几个单位进行专业调研实习。在我们进入大三学习金属材料专业课之前,学院组织学生进行专业调研,提前进去相关工厂进行参观实习,对于金属方面的设备以及各种产品的加工工艺有了初步了解,提高了对本专业的学习兴趣,同时为以后的学 习打下了基础。 实习历程： 秦皇岛首秦金属材料有限公司. 秦皇岛首秦金属材料有限公司地处河北省秦皇岛市抚宁县，位于最具发展潜力的环渤海经济圈中 心地带，是东北与华北两大经济区的结合部，公路、铁路、港口运输四通八达，地理位置十分优越。 它是由是中外合资企业，股东由首钢总公司、秦皇岛首钢板材有限公司、韩国现代重工业株式会社、 香港立新有限公司、利讯投资有限公司五方构成。 首秦公司采取了紧凑式流程的创新设计，整体工艺装备、技术实力达到国际先进水平。其主要产品为高等级的优质宽厚钢板，包括：高强船板、锅炉板、压力容器板、桥梁板、机械工程用板、 管线钢、耐侯钢、模具钢、高强低合金钢板、高层建筑用板等。在工艺技术上，坚持引进、消化、吸 收和自主创新相结合，烧结、炼铁、炼钢、轧钢、动力等系统成功地应用了一大批新工艺、新技术， 有效地降低了能源和资源的消耗，控制了污染，保护了环境，实现了清洁化生产。该公司4300mm宽厚板生产线由德国西马克和西门子公司联合技术总承包，应用了连铸坯热装热送、双蓄热式节能加热 炉、全自动轧钢、液压弯辊板型控制、四辊精轧机、十一辊热矫直机、ACC冷却、滚切式双边剪、滚切式定尺剪等世界最先进的宽厚板生产工艺和装备，并配套完善离线探伤、热处理等项目。该生产线覆 盖了宽厚板所有钢种级别，在宽厚板的生产规模、技术工艺、产品品种、质量和市场占有上具有明显 的竞争优势。 首秦公司坚持走高起点、高定位、高端市场的高端精品战略，与上、下游企业通过资本、技术、 需求建立紧密型的产业链，实现“共赢共担、共同发展”。同时大力发展钢材深加工，力争到2010 年，实现钢板产量的50%深加工，70%紧密产业链直销，建设附加值高、竞争力强、具有沿海发展战略 的钢材深加工配送基地，实现钢铁业向装备制造业等领域的延伸。 近几年来年轻的首秦公司经历了各种严峻的挑战，也使首秦人经受了一场信心和勇气的考验，在 总公司相关部门的大力支持和职工的努力下，首秦人演绎了一场逆境中的“加速度”。 燕山大学科技园