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§ 5. 1金属材料的基础知识§ 5. 1. 1金属结构的基本知识不同的金属材料有不同的性能，甚至同一种金属在不同条件下（例如受力、受热及不同加T 状态 等），其性能也不相同，这与金属及合金的内部结构和引起内部结构齐种变化的外因有关。
金属是由原子在空间呈有规则排列的集合体即晶体构成的，晶体有一定的熔点并 具有各向异性（即在不同方向受力吋表现出不同的机械性能，或在不同方向上对 超声波有不同的传播速度，或者对X 射线表现有不同的吸收或衍射等等）。
人多 数的金属和合金都属于多晶结构，亦即由许多方位不同的晶粒组成，称为多晶体, 由于各向异性被相互抵消而表现为各向同性（在各个方向上的机械性能，或者对 超声波的传播速度，或者对射线的吸收或衍射等有和同的表现），即所谓的“伪 等向性”。
晶体是山原了堆积而成的，山于原了空间排列方式的不同而将形成不同的晶格，主要的晶格形式 有：体心立方晶格：例如910°C 以下的铁（称为a-Fe ）和1394°C 以上的铁（称为o-Fe ）,以及室温 下的锯、鸭、钢、帆等元索。
面心立方晶格:例如910°C'、1390°C 的铁（称为Y-Fe,与前面所述的a-Fe 和。
-Fe 称为铁的同 索异构转变），以及室温下的铜、線、金、银、铝等。
密排六方晶格：例如镁、锌、镉、彼、钛等。
不同的晶格其原子排列规则与紧密程度不同，因而使不同金属的塑性、强度、热处理、合金化效 果以及其他物理化学性能等冇明显的不同，即使在相同晶格类型的情况下，视元索的原子宜径大 小和原子间的中心距离（晶格常数）不同，各原子包含的电子数不同，其性能仍有很大差别。
晶体的形成是在金属从液态转变到固态的凝固过程中进行的，此过程称为金属的结晶过程。
结晶 过程不同，形成的晶体结构不同，因而将有不同的性能。
金属的结晶过程可以分为三个步骤：晶核的形成；围绕晶核的长大与晶粒形成；各单独的小晶体 长大而相互接触，最终联结成整体（固体形成）。
共析钢、亚共析钢、过共析钢1. 共析钢碳溶解在铁的晶格中形成固溶体，碳溶解到α——铁中的固溶体叫铁素体，溶解到γ——铁中的固溶体叫奥氏体。
铁素体和奥氏体都具有良好的塑性。
当铁碳合金中的碳不能全部溶入铁素体或奥氏体中时，剩余出来的碳将和铁形成化合物——碳化铁（Fe3C）这种化合物的晶体组织叫渗碳体，它的硬度极高，塑性几乎为零。
从反映钢的组织结构和钢的含碳量和钢的温度之间关系的铁碳平衡状态图上可见，当碳的含量正好等于0.77%时，即相当于合金中渗碳体（碳化铁）约占12%，铁素体约占88%时，该合金的相变是在恒温下实现的。
即在这种特定比例下的渗碳体和铁素体，在发生相变时，如果消失两者同时消失（加热时），如果出现则两者又同时出现，在这一点上这种组织和纯金属的相变类似。
基于这个原因，人们就把这种由特定比例构成的两相组织当作一种组织来看待，并且命名为珠光体，这种钢就叫做共析钢。
即含碳量正好是0.77%的钢就叫做共析钢，它的组织是珠光体。
2. 亚共析钢常用的结构钢含碳量大都在0.5%以下，由于含碳量低于0.77%，所以组织中的渗碳体量也少于12%，于是铁素体除去一部分要和渗碳体形成珠光体外，还会有多余的出现，所以这种钢的组织是铁素体+珠光体。
碳含量越少，钢组织中珠光体比例也越小，钢的强度也越低，但塑性越好，这类钢统称为亚共析钢。
3. 过共析钢工具用钢的含碳量往往超过0.77%，这种钢组织中渗碳体的比例超过12%，所以除和铁素体形成珠光体外，还有多余的渗碳体，于是这类钢的组织是珠光体+ 渗碳体。
这类钢统称为过共析钢。
二、有关钢材机械性能的名词1.屈服点（σs）钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。
设Ps为屈服点s处的外力，Fo为试样断面积，则屈服点σs =Ps/Fo(MPa)，Mpa 称为兆帕等于N（牛顿）/mm2，（MPa=106Pa，Pa：帕斯卡=N/m2）2.屈服强度（σ0.2）有的金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，因此为了衡量材料的屈服特性，规定产生永久残余塑性变形等于一定值（一般为原长度的0.2%）时的应力，称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2 。
金属材料基础知识1. 引言金属材料是人类使用最广泛的材料之一，应用于各种领域，如建筑、航空、汽车、电子等。
本文将介绍金属材料的基础知识，包括金属的特性、组织结构、合金等方面。
2. 金属的特性金属具有许多独特的特性，如良好的导热性、导电性、延展性和塑性。
这些特性使得金属成为制造各种器件和构件的理想选择。
此外，金属还具有良好的强度和硬度，能够承受较大的载荷。
3. 金属的组织结构金属的组织结构是由金属原子的排列方式和晶体结构决定的。
常见的金属组织结构包括等轴晶粒、柱状晶粒和层状晶粒。
这些结构对金属的性能有着重要影响，不同的结构具有不同的力学性能和导电性能。
4. 金属的力学性能金属的力学性能包括强度、硬度、韧性和延展性等。
强度是指金属抵抗外力破坏的能力，硬度是指金属表面抵抗变形和划伤的能力，韧性是指金属在断裂前能吸收外部能量的能力，而延展性是指金属的拉伸或扭曲变形能力。
5. 金属的热处理金属的热处理是通过控制金属的加热和冷却过程来改变金属的性能。
常见的热处理方法包括退火、淬火和回火。
退火可以提高金属的韧性和延展性，淬火可以提高金属的硬度和强度，回火可以降低金属的脆性。
6. 金属的腐蚀与保护金属容易遭受腐蚀，导致金属的性能下降甚至损坏。
为了保护金属材料，可以采取物理防护和化学防护措施。
物理防护包括涂层和电镀等，化学防护包括阳极保护和缓蚀剂等。
7. 合金的应用合金是由两种或更多种金属元素混合而成的材料。
通过改变合金的成分和比例，可以获得不同的性能。
合金常用于耐高温、耐磨损等特殊环境的应用，如航空发动机、汽车发动机等。
8. 小结金属材料是具有特殊特性和广泛应用的材料。
了解金属材料的基础知识对于正确选择和使用金属材料至关重要。
本文介绍了金属的特性、组织结构、力学性能、热处理、腐蚀与保护以及合金的应用等方面的知识，希望对读者有所帮助。
通过深入学习和研究金属材料，我们可以更好地利用金属的优势，推动技术和社会的发展。
《金属材料基础知识概述》一、引言金属材料在人类社会的发展历程中占据着至关重要的地位。
从远古时代的简单工具到现代高科技领域的精密部件，金属材料的应用无处不在。
它不仅是工业生产的基础，也是日常生活中不可或缺的组成部分。
本文将对金属材料的基础知识进行全面的阐述与分析，涵盖基本概念、核心理论、发展历程、重要实践以及未来趋势等方面。
二、基本概念1. 金属的定义金属是一种具有光泽、良好的导电性、导热性和延展性的物质。
通常，金属在固态下是晶体结构，由金属阳离子和自由电子组成。
金属的这些特性使其在众多领域中得到广泛应用。
2. 常见金属元素常见的金属元素包括铁、铜、铝、锌、镁、钛等。
这些金属元素具有不同的物理和化学性质，因此在不同的应用场景中发挥着各自的优势。
例如，铁是一种强度高、成本低的金属，广泛应用于建筑、机械制造等领域；铜具有良好的导电性和导热性，常用于电气和电子行业；铝是一种轻质、耐腐蚀的金属，在航空航天、交通运输等领域得到广泛应用。
3. 金属材料的分类金属材料可以根据不同的标准进行分类。
按组成成分可分为纯金属和合金；按性能特点可分为黑色金属和有色金属；按用途可分为结构材料、功能材料等。
纯金属具有特定的物理和化学性质，但在实际应用中，往往需要通过合金化来改善其性能。
合金是由两种或两种以上的金属或金属与非金属元素组成的具有金属特性的材料。
黑色金属主要包括铁、铬、锰及其合金，有色金属则包括除黑色金属以外的其他金属。
三、核心理论1. 晶体结构理论金属在固态下通常具有晶体结构。
晶体结构是指原子在空间中的排列方式。
常见的金属晶体结构有体心立方结构、面心立方结构和密排六方结构。
不同的晶体结构决定了金属的物理和化学性质，如硬度、强度、塑性等。
2. 合金化理论合金化是改善金属材料性能的重要手段。
通过向纯金属中加入其他元素，可以改变金属的晶体结构、提高强度、改善耐腐蚀性等。
合金化的原理主要包括固溶强化、沉淀强化、弥散强化等。
金属材料工程基础课件
一、教学目标
(一)知识与技能
1.了解金属的物理性质及常见金属的特性和应用。
2.了解常见合金和纯金属在组成和性能上的不同，知道合金比纯金属具有更广泛的用途。
3.了解物质的.用途虽然主要由其性质决定，但还要考虑其他因素如价格等。
(二)过程与方法
1.通过日常生活中广泛使用金属材料，认识到金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。
2.通过实验和查阅资料的方法，认识到合金的性能优于纯金属的性能。
(三)情感态度与价值观
1.从生活中的金属制品，感受其丰富多彩的形状、颜色美。
2.认识金属材料在生产、生活和社会发展中的重要作用，初步形成“物质的性质在很大程度上决定其用途，物质用途体现其性质”的思想
二、教学重点
1.金属的物理性质。
2.物质的性质与用途的关系。
三、教学难点
物质的性质决定物质的用途，但不是唯一决定因素。
四、教学准备
教学设备(投影仪，计算机)、黄铜片、铜片、铝合金片、铝片
五、教学过程。
