第十章 常用金属材料的种类、性能特点及应用(1)合金化原理

常用金属材料的类型及应用1.铁质材料：铁质材料是最常用的金属材料之一，常见的有铁、钢和铸铁。

铁质材料具有良好的强度和刚性，广泛应用于建筑、桥梁、机械制造、汽车制造等领域。

-铁：纯铁具有良好的导电性和导热性，常用于电线、电缆、发电机的铁芯等电气设备。

-钢：钢是铁和碳的合金，强度较高，耐腐蚀性能好。

常用于建筑结构、汽车、船舶、机械设备等制造。

-铸铁：铸铁的铸造性好，具有较高的耐磨性和耐蚀性。

常用于制造发动机缸体、齿轮、机床床身等。

2.铝质材料：铝质材料具有低密度、良好的导热性和抗腐蚀性能。

常见的有纯铝、铝合金等。

广泛应用于航空航天、汽车、电子设备等领域。

-纯铝：纯铝具有优良的导电性和导热性，常用于电子设备的散热器、铝箔、电线等制造。

-铝合金：铝合金通过添加其他元素来改善其性能，如增加强度、耐腐蚀性等。

常用于飞机、汽车、摩托车、自行车等制造。

3.铜质材料：铜质材料具有良好的导电性和导热性，同时还具有较高的塑性和耐腐蚀性。

常用于电气设备、管道、制冷设备等领域。

-纯铜：纯铜具有优良的导电性，常用于电线、电缆、电子设备的制造。

-铜合金：铜合金通过添加其他元素来改变其性能，如增加强度、耐腐蚀性等。

常用于制造管道、制冷设备、锅炉等。

4.镁质材料：镁质材料具有低密度、高强度和良好的耐腐蚀性能。

常用于航空航天、汽车、电子设备等领域。

-纯镁：纯镁具有良好的导热性和导电性，常用于电子设备的散热器、航空航天等。

-镁合金：镁合金通过添加其他元素来改善其性能，如增加强度、耐腐蚀性等。

常用于汽车、摩托车、自行车等制造。

除了上述常用的金属材料，还有其他一些常见的金属材料，如锌、锡、钛等，它们在不同领域有着特定的应用。

总体而言，金属材料是工业生产中不可或缺的材料，广泛应用于建筑、机械制造、电子设备、航空航天等领域。

随着科技的进步和工艺的改善，金属材料的性能不断提升，不仅能够满足各种需求，还能够推动工业的发展。

全了！金属材料的种类、特质和性能有哪些2015-01-18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）意义人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。

继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代，均以金属材料的应用为其时代的显着标志。

现代，种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。

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。

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。

常用金属材料基础知识课件 (一)
常用金属材料基础知识课件是建筑、机械、电子等各个行业工作者必
备的基础资料。

课件主要包括金属材料的种类、性质、特点和应用。

下面我们将围绕这四个方面展开简要的介绍。

一、金属材料的种类
常用的金属材料种类包括铁、铜、铝、钛、锌、镁等。

其中铁是重要
的工业材料之一，铁的普及使得我们购买成品的价格得以大为降低。

二、金属材料的性质
金属材料具有四个显著的特点，一是良好的导热性；二是良好的导电性；三是高硬度和高强度；四是易于加工成型。

三、金属材料的特点
铁是最常见的金属材料，其特点是韧性好、磁性大，其缺点是易锈蚀。

铜则是一种良好的导电、导热材料，它不仅有很高的韧性，而且在加工、焊接、铸造等方面也做得比较好。

铝则是一种可塑性、可焊接、
腐蚀性强的金属，常被用于制造容器、餐具等。

镁的强度轻量化使得
其在航空、航天、汽车、自行车等领域中得到了普遍应用。

四、金属材料的应用
金属材料的应用非常广泛，从桥梁、建筑、汽车、船舶等传统领域到
现代高技术领域中的医疗器械、计算机等都不能离开金属材料。

例如，铁常被用于钢筋、建筑支架等领域；铝常被用于船舶、交通工具、容
器等领域；铜常被用于电线、电缆等领域；镁常被用于飞行器、轻型
汽车等领域。

综上所述，常用金属材料基础知识课件不仅非常重要，而且可应用于
各个行业。

对于厂家和个人而言，这些课件都是不可或缺的基础资料。

常见金属种类、性能、用途(D O C)金属冶炼基础知识 编者：陈军 四川鸿舰重机公司铸造分公司钢铁工业的发展带动了国家一系列其它产业的迅速崛起，目前我国钢铁产业面临着产能严重过剩，能源消耗大等系列问题。

因此今后我国钢铁冶炼方向最终还要以低成本、低碳冶炼为主，由于原燃料价格、市场需求萎缩、同质化竞争激烈等诸多不利因素叠加，导致成本因素在钢企之间的竞争逐渐白热化，钢铁企业通过精心操作和精细化管理等手段降低生产成本。

金属冶炼基础知识合金的定义：一种金属为基础，加入其他金属或非金属，经过熔炼或烧结制成的具有金属特性的材料（导电性、延展性、光泽、导热性）。

常用的是：钢和铁、铜合金、铝合金等。

一、金属材料的主要性能1）强度：塑性变形、断裂的能力。

衡量指标：屈服强度、抗拉强度。

（1）屈服点：发生屈服现象时的应力。

公式：σs＝F s/A o（MPa）F s－材料发生屈服现象时的力。

S o－材料的原始横截面面积。

条件屈服强度规定：σr0.2＝F0.2/A o (无明显的屈服现象的材料)应用：汽缸盖和汽缸体之间的密封性（螺栓联接）超过螺栓材料本身的屈服强度。

（2）抗拉强度：最大应力值。

公式：σb＝F b/A oF b－最大的载荷。

S o－材料的原始截面面积。

应用：汽缸的密封、钢绳吊重物、机车的牵引等。

σs/σb屈强比：越小，可靠性越高；越大，可靠性越低。

2）塑性：发生塑性变形，不破坏的能力。

衡量指标：伸长率、断面收缩率。

（1）伸长率：公式：δ＝（L1－L0）/L0×100％L1－拉断后的长度。

L0－原来的试样长度。

注意：长、短试样测出的δ值不相等（比较大小，要同样的试样）。

L0＝5d0 δ5L0＝10d0δ10＝δδ5>5% －塑性材料、δ5<5％－脆性材料。

45：δ5≈18.7% δ1<δ5（2）断面收缩率：公式：Ψ＝（A0－A1）/A0×100％S0－原截面面积。

S1－断口处断面面积。

金属的合金与合金的特点与应用引言：合金是由两种或者两种以上的金属或者非金属元素通过熔炼、混合并固化形成的材料。

它具有多种特点和应用，对于现代工业和科学技术的发展具有重要意义。

本文将探讨金属的合金以及合金的特点和应用。

一、合金的定义和成分合金是指由两种或两种以上的金属或非金属元素按一定的比例混合而成的固体溶液。

它由基体金属和一种或多种添加元素组成。

基体金属的数量通常较大，而添加元素的数量相对较小。

二、合金的特点1. 强度提高：合金常常具有比单一金属更高的机械强度。

通过合金化，可以加强金属的性能，提高它的抗拉强度、硬度和耐磨性等。

2. 耐腐蚀性改善：某些合金具有良好的耐腐蚀性。

通过选择合适的添加元素，可以防止金属与外界环境中的氧、水、酸等化学物质发生氧化反应和腐蚀。

3. 热处理性能优化：合金可以通过热处理来改变材料的物理性质。

例如，热处理可以改变合金的晶体结构，提高硬度、强度和耐磨性。

4. 密度调节：通过合金化可以调节材料的密度，使其满足特定的工程需求。

有些合金的密度比单一金属更低，适用于制造轻量化的部件。

5. 特殊物理性质：一些合金具有特殊的物理性质，例如超导性、形状记忆效应和阻尼性能等。

这些特殊性质为合金在现代科技领域的应用提供了可能性。

三、合金的应用1. 金属材料强化：将合金用于制造机械零件、结构件和工具等可以提高其强度、硬度和耐磨性。

合金还可以增加金属零件的使用寿命和耐久性。

2. 腐蚀防护：一些合金具有良好的耐腐蚀性，适用于制造化工设备、海洋设备和食品加工设备等。

合金不容易受到外界化学物质的侵蚀和腐蚀，延长了设备的使用寿命。

3. 电子工业：许多合金在电子行业中得到广泛应用。

例如，铜合金用于制造导线和电路板，铝合金用于制造电子外壳和散热器，镍合金用于制造电池和储能设备等。

4. 医疗领域：合金在医疗领域中也具有重要应用。

例如，钛合金用于制造人工关节、牙科种植体和外科手术器械等。

合金的生物相容性好，能够减少人体对材料的排异反应。

常用金属材料及特性金属材料是指具有一定的金属元素含量，具有金属结构和金属性能的材料。

金属材料广泛应用于工业生产和日常生活中，其独特性能与广泛用途为人们所熟知。

以下是一些常用金属材料及其特性的介绍。

1.铁（Fe）：铁是最常见的金属材料之一，具有良好的导电和导热性能。

铁的强度和硬度较高，具有良好的塑性和可锻性，使其成为制造建筑、桥梁、汽车等工业产品的重要材料。

2.铝（Al）：铝是一种轻质金属，具有优异的导电和导热性能。

与其他金属相比，铝的密度较低，且不易被腐蚀，因此广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。

铝材料还具有良好的可塑性，可通过压铸、挤压和烧结等加工工艺制成各种形状。

3.铜（Cu）：铜具有良好的导电和导热性能，被广泛应用于电气、通信和电子领域。

铜还具有良好的可塑性和可加工性，可用于制造风扇、管道、导线等产品。

铜材料有很低的磨损率和抗腐蚀性，使其成为制造机械零件的重要材料。

4.镁（Mg）：镁是一种轻质金属，具有优异的强度和刚性。

镁具有良好的导热性能，且具有良好的可塑性和可加工性，因此广泛应用于航空航天、汽车和工程结构中。

镁合金具有优异的防腐蚀性，但也易于腐蚀，因此常需进行表面处理。

5.锌（Zn）：锌是一种常见的金属材料，具有良好的抗腐蚀性能。

因此常用于制造防腐蚀材料、电池等产品。

锌具有良好的可塑性和可锻性，可通过热轧、冷轧和浸镀等加工工艺制成各种形状。

6.钛（Ti）：钛是一种轻质金属，具有良好的强度和抗腐蚀性能。

钛材料具有良好的耐高温和耐腐蚀性，被广泛应用于航空航天、化工和医疗器械等领域。

钛合金还具有良好的可塑性和可加工性，适用于各种加工工艺。

7.不锈钢：不锈钢是一种能够抵抗大气腐蚀的特殊钢种，具有良好的耐腐蚀性和耐热性。

不锈钢具有良好的强度和塑性，可用于制造各种化工设备、食品加工设备和建筑装饰材料。

以上介绍的金属材料仅是常见的几种，实际上金属材料的种类繁多，每种材料都具有其独特的特性和应用领域。

常用金属材料的特性及用途常用金属材料的特性及用途1、铸铁：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，比如下水道盖子、设备底座、支架等。

2、不锈钢：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。

3、碳钢含碳量0.0218%~2.11%的铁碳合金。

也叫碳素钢。

一般碳钢中含碳量较高则硬度越大，强度也越高，但塑性较低。

碳素结构钢特点：价格低廉，工艺性能（如焊接性和冷成形性）优良。

应用：一般工程结构和普通机械零件。

如Q235可制作螺栓、螺母、销子、吊钩和不太重要的机械零件以及建筑结构中的螺纹钢、型钢、钢筋等。

优质碳素结构钢应用：制造重要机械零件的非合金钢，一般都要经过热处理之后使用。

08F，碳的质量分数低，塑性好，强度低，用于冲压件如汽车和仪表外壳；20，塑性和焊接性好，用于强度要求不高的零件及渗碳零件，例如机罩、焊接容器，小轴、螺母、垫圈及渗碳齿轮等；45，40Mn，经调质后综合力学性能良好，用于受力较大的机械零件，如齿轮、连杆、机床主轴等；60、65Mn钢具有较高的强度；用于制造各种弹簧、机车轮缘、低速车轮。

碳素工具钢特点：属共析钢和过共析钢，强度、硬度较高，耐磨性好适用于制造各种低速切削刀具。

应用：T7、T8：制作承受一定冲击而要求韧性的零件。

如大锤、冲头、凿子、木工工具、剪刀T9、T10、T11：制造冲击较小的要求高硬度高耐磨性的工具。

合金材料的性能与应用合金是由两种或两种以上金属元素或非金属元素混合而成的材料。

由于不同元素的组合和摩尔比例的不同，合金的性能和应用也各不相同。

合金通过改变成分、微观结构和热处理等方式，可大大提高材料性能，如强度、硬度、耐腐蚀性、耐磨性、耐高温性、导热性、导电性等。

在许多领域中，合金材料已被广泛地应用。

本文将从合金材料的种类、性能特点以及应用领域等方面探讨合金材料的性能与应用。

一、合金材料的种类合金材料种类繁多，通常可按照主要成分和用途等分类。

根据主要成分可分为以下几类：1. 铁系合金铁系合金主要指以铁为主要成分的合金，如碳钢、不锈钢、合金钢等。

这些合金中铁的含量一般在80%以上，其他元素则经过调配而加入。

钢材表现出高强度、高耐腐蚀性等优点，因此，广泛应用于汽车、建筑、机械、电子等领域。

2. 铜系合金铜系合金主要以铜为基础，加入其他金属元素，例如，黄铜是由铜和锌合成的。

铜合金因具有优异的导热性、导电性、耐腐蚀性和耐磨性等特点，因此，适用于制造电子、机器、仪表、管道等领域。

3. 铝系合金铝系合金主要含有铝，其次还有铜、镁、锌、锰、硅等元素。

铝合金具有密度小、强度高、耐热性能好等优点。

其应用领域包括轮船、汽车、飞机、建筑和电子。

4. 镁系合金镁系合金主要由镁和其它金属元素混合而成，较常见的是镁铝合金、镁锌合金等。

镁合金具有强度高、刚度好、耐磨、抗冲击等优点，因此在电子、运输车辆、医疗器械等多个领域被广泛应用。

二、合金材料的性能特点合金材料的性能与所含的元素种类、含量、微观结构以及热处理等因素密切相关。

一般来说，合金材料的性能特点包括以下几个方面：1. 强度高：多种合金材料的强度均高于单种金属材料，尤其是在高温、高压、高负荷等条件下。

2. 耐腐蚀性好：一些合金材料可通过控制元素成分，达到提高耐腐蚀性的目的。

例如不锈钢、龙芯合金等。

3. 耐磨性好：合金材料的硬度和抗磨性常是单一材料的几倍。

4. 耐高温性好：高温环境下，许多合金材料的强度、硬度等性能不会很明显地下降，还有些材料还会保持一定的延展性和韧性。

【高中化学】高中化学《金属材料》知识点总结一、金属材料：金属材料可分为纯金属和合金。

新型金属材料是具有特殊性能的金属结构材料1、合金(1)概念：合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质(2)性能：合金具有不同于各成分金属的物理、化学性能或机械性能①熔点：合金的熔点比各成分金属低②硬度和强度：合金的硬度比各成分金属大(3)易错点：①构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属，也可以是金属与非金属，合金中一定含金属元素②合金的性质不是各成分金属的性质之和。

合金具有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加合；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质③并非所有的金属都能形成合金，两种金属形成合金，其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化，若一种金属的熔点大于另一种金属的沸点，则二者不能形成合金④合金一定是混合物⑤常温下，多数合金是固体，但钠钾合金是液体2、常见的金属材料(1)金属材料分类①黑色金属材料：铁、铬、锰以及它们的合金②有色金属材料：除黑色金属以外的其他金属及其合金(2) 黑色金属材料——钢铁①生铁：含碳量在2%～4.3%的铁的合金。

生铁里除含碳外，还含有硅、锰以及少量的硫、磷等，它可铸不可煅。

根据碳的存在形式可分为炼钢生铁、铸造生铁和球墨铸铁等几种②钢：含碳量在 0.03%～2%的铁的合金。

钢坚硬有韧性、弹性，可以锻打、压延，也可以铸造。

钢的分类方法很多，如果按化学成分分类，钢可以分为碳素钢和合金钢两大类。

碳素钢就是普通的钢，碳素钢又可以分为低碳钢、中碳钢和高碳钢，低碳钢韧性、焊接性好，强度低；中碳钢强度高，韧性及加工性好；高碳钢硬而脆，热处理后弹性好。

合金钢也叫特种钢，是在碳素钢是适当地加入一种或几种，如锰、铬、镍、钨、铜等合金元素而制成的。

合金元素使合金钢具有各种不同的特殊性能，用于制不锈钢及各种特种钢③钢是用量最大，用途最广的合金(3) 有色金属材料——铜和铝①铝及铝合金：Al 是地壳中含量最多的金属元素，纯铝的硬度和强度较小，有良好的延展性和导电性，通常用作制导线。

常见金属材料及其化学性质和应用常见金属材料及其化学性质和应用一、基本考点考点1．几种重要的金属及合金（1）金属的物理特性：常温下除汞（液体）外都是固体，有金属光泽，大多数为电和热的优良导体，有延展性、密度较大、熔点较高。

（2）几种常见金属的比较（见表8-18-1）：金属物理性质用途铁纯铁具有银白色金属光泽、质软，有良好的延展性，密度7.86g/cm3，熔点1535℃，沸点2750℃，是电和热的良导体电器、建筑、工业材料，如：制造桥梁、铁轨、舰船、车辆和各种机械等铜紫红色金属，密度8.92g/cm3，熔点1083℃，沸点2595℃，具有良好的延展性、导电性、导热性电线、电缆和各种电器，铜合金可用于制造各种零件等铝银白色金属，密度2.70g/cm3，熔点660℃，沸点2467℃，具有良好的延展性、导电性、导热性冶炼金属，做电线、电缆，铝合金用于制造门窗、飞机等（3）合金：①概念：在一种金属中加热熔合其他金属或非金属，而形成的具有金属特性的物质称为合金。

②合金的性质能：合金的很多性能与组成它们的纯金属不同，使合金更易适合不同的用途，日常生活中使用的金属材料，大多数为合金。

③重要的铁合金：生铁和钢都是铁的合金，其区别是含碳量不同。

④生铁的含铁量为2%~4.3%，钢的含碳量为0.03%~2%。

考点2．金属与氧气的反应大多数金属都能与氧气反应，但反应的难易和剧烈程度不同，越活泼的金属，越容易与氧气发生化学反应，反应越剧烈。

（1）镁、铝与氧气的反应：①在常温下，镁条在空气中发生缓慢氧化而生成白色固体——氧化镁，但在点燃条件下，镁条能在空气中剧烈燃烧，生成白色固钵。

②在常温下，铝在空气中发生缓慢氧化，在其表面生成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止内部的铝进一步氧化，因此，铝具有较好的抗腐蚀性；在点燃的条件下，铝在氧气中剧烈燃烧生成白色固体——氧化铝（Al2O3）。

（2）铁与氧气的反应：①常温下，铁在干燥的空气中很难与氧气反应；②常温下，铁在潮湿的空气中易生锈；③在点燃的条件下，铁在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体物质——四氧化三铁。