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金属材料相关知识

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金属材料知识 一、金属材料的分类 （一） 按组成成分 纯金属（简单金属）：指由一种金属元素组成的物质。目前已知纯金属约有八十多种，但工业上采用的甚少。

合金（复杂金属）：指由一种金属元素（为主的）与另外一种（或几种）金属元素（或非金属元素）组成的物质。它的种类甚多，如工业上常用的生铁和钢就是铁碳合金，黄铜就是钢锌合金。由于合金的各项性能一般较优于纯金属，因此在工业上合金的应用比纯金属广泛。

（二）按实用 1、黑色金属：指和铁的合金，加生铁、铁合金、铸铁和钢 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、铝、锌、锡、 镍、铅、钛、镁以及铜合金、铝合金、镍合金、钛合金、镁合金和轴承合金等。

另外，在工业上还采用铬、锰、钼、钨、钒、钴等，作为改善金属性能用的合金元素，其中钨、钴多用于生产刀具用的硬质合金。所有上述有色金属，都称为工业用金属，以区别于贵金属（铂、金、银等）与稀有金属（包括放射性的铀、镭 等）。密度小于4.5g/cm3的有色金属称为重金属,如铜、镍、铅、锌、锡等金属及其合金。

二、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/cm2） （二）、工艺性能 工艺性能指材料承受各种加工、处理的能力的那些性能。 1、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。

2、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。

3、顶气段性能：指金属材料能承授予顶锻而不破裂的性能。 4、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。

5、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。 6、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。 1、耐腐蚀性：指金属材料抵抗各种介质侵蚀的能力。 2、抗氧化性：指金属材料在高温下，抵抗产生氧化皮能力。 三、金属组织与热处理 （一）、金属组织 1、金属：具有不透明、金属光泽良好的导热和导电性并且其导电能力随温度的增高而减小，富有延性和展性等特性的物质。金属内部原子具有规律性排列的固体（即晶体）。

2、合金：由两种或两种以上金属或金属与非金属组成，具有金属特性的物质。

3、相：合金中成份、结构、性能相同的组成部分。 4、固溶体：是一个（或几个）组元的原子（化合物）溶入另一个组元的晶格中，而仍保持另一组元的晶格类型的固态金属晶体，固溶体分间隙固溶体和置换固溶体两种。

5、固溶强化：由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点，使晶格发生畸变，使固溶体硬度和强度升高，这种现象叫固溶强化现象。

6、化合物：合金组元间发生化合作用，生成一种具有金属性能的新的晶体固态结构。

7、机械混合物：由两种晶体结构而组成的合金组成物，虽然是两面种晶体，却是一种组成成分具有独立的机械性能。

8、铁素全：碳在α-Fe（体心立方结构的铁）中的间隙固溶体。 9、奥氏体：碳在γ-Fe（面心立方结构的铁）中的间隙固溶体。 10、渗碳体：碳和铁形成的稳定化合物（Fe3c）。 11、珠光体：铁素体和渗碳体组成的机械混合物（F+Fe3c 含碳0.8%） 12、莱氏体：渗碳体和奥氏体组成的机械混合物（含碳4.3%） （二）、热处理 把金属材料在固态范围内通过一定的加热，保温和冷却以改变其组织和性能的一种工艺。

退火：将金属或合金的材料或制件加热到相变或部分相变温度，保温一段时间，然后缓慢冷却的一种热处理工艺。

1、退火：将金属或合金的材料或制件加热到相变或部分相变温度，保温一段时间，然后缓慢冷却的一种热处理工艺。

2、正火：将钢加热到完全相变以上的某一温度，保温一定的时间后，在空气中冷却的一种热处理工艺。

3、淬火：将钢加热到相变或部分相变温度，保温一段时间后，快速冷却的热处理工艺。

4、回火：将经过淬火的钢，重新加热到一定温度（相变温度以下），保温一段时间，然后冷却的热处理工艺。

5、调质处理：将钢件淬火，随之进行高温回火，这种复合工艺称调质处理。 6、表面热处理：改变钢件表面组织或化学成分，以其改面表面性能的热处理工艺。

什么是不锈钢 “不锈钢”是一种不太严格的叫法, 它实际上是一种高合金钢 (特耐腐蚀的那种)。

不锈钢是具有60年发展历程的现代材料 自本世纪初发明不锈钢以来，不锈钢就把现代材料的形象和建筑应用中的卓越声誉集于一身，使其竞争对手羡慕不已。

只要钢种选择的正确，加工适当，保养合适，不锈钢不会产生腐蚀、点蚀、锈蚀或磨损。不锈钢还是建筑用金属材料中强度最高的材料之一。由于不锈钢具有良好的耐腐蚀性，所以它能使结构部件永久地保持工程设计的完整性。含铬不锈钢还集机械强度和高延伸性于一身，易于部件的加工制造，可满足建筑师和结构设计人员的需要。

在建筑、大楼和结构的行业中，不锈钢成功的关键是其具有良好的耐腐蚀性能。

不锈钢为什么耐腐蚀？ 所有金属都和大气中的氧气进行反应，在表面形成氧化膜。不幸的是，在普通碳钢上形成的氧化铁继续进行氧化，使锈蚀不断扩大，最终形成孔洞。可以利用油漆或耐氧化的金属（例如，锌，镍和铬）进行电镀来保证碳钢表面，但是，正如人们所知道的那样，这种保护仅是一种薄膜。如果保护层被破坏，下面的钢便开始锈蚀。

不锈钢的耐腐蚀性取决于铬，但是因为铬是钢的组成部分之一，所以保护方法不尽相同。

在铬的添加量达到10．5％时，钢的耐大气腐蚀性能显著增加，但铬含量更高时，尽管仍可提高耐腐蚀性，但不明显。原因是用铬对钢进行合金化处理时，把表面氧化物的类型，改变成了类似于纯铬金属上形成的表面氧化物。这种紧密粘附的富铬氧化物保护层，可以防止表面进一步地氧化。这种氧化层极薄，透过它可以看到钢表面的自然光泽。而且，如果损坏了表层，所暴露出的钢表面会和大气反应进行自我修理，重新形成这种"钝化膜"，继续起保护作用。因此，所有的不锈钢都具有一种共同的特性，即铬含量均在10．5％以上。

不锈钢的类型 "不锈钢"一词不仅仅是单纯指一种不锈钢，而是表示100多种工业不锈钢的统称，每种不锈钢都在其特定的应用领域具有良好的性能。合理使用的关键首先是要弄清用途，然后再确定正确的钢种。有关不锈钢的进一步详细情况可参见由NiDI编制的"不锈钢指南"软盘。

和建筑构造应用领域有关的钢种通常只有六种。它们都含有17～22％的铬，较好的钢种还含有镍和钼。添加钼可进一步改善耐大气腐蚀性，特别是耐含氯化物大气的腐蚀。

不锈钢具有以下特点： o 耐腐蚀 o 优良的低温韧性及耐高温性 o 卫生，易清洁 o 可深冲，具有良好的延展性 o 可焊接 o 可硬化 o 耐久性 o 环保 不锈钢板材可以使用在各种易腐蚀的环境，医用领域更是如此。同时由于不锈钢迷人的表面，装饰领域也可广泛地使用。由于添加了铬，镍和钼，使不锈钢除具有上述特点外，还具有非常好的易加工性及表面光泽的特性。

耐大气腐蚀是不锈钢最大的特点： 经验表明，大气的腐蚀程度因地域而异。为便于说明，建议把地域分成四类，即：乡村，城市，工业区和沿海地区。 乡村是基本上无污染的区域。该区人口密度低，只有无污染的工业。 城市为典型的居住、商业和轻工业区，该区内有轻度污染，例如交通污染。 工业区为重工业造成大气污染的区域。污染可能是由于燃油所形成的气体，例如硫和氮的氧化物，或者是化工厂或加工厂释放的其它气体。空气中悬游的颗粒，像钢铁生产过程中产生的灰尘或氧化铁的沉积也会使腐蚀增加。 沿海地区通常指的是距海边一英里以内的区域。但是，海洋大气可以向内陆纵深蔓延，在海岛上更是如此，盛行风来自海洋，而且气候恶劣。例如，英国气候条件就是如此，所以整个国家都属于沿海区域。如果风中夹杂着海洋雾气，特别是由于蒸发造成盐沉积集聚，再加上雨水少，不经常被雨水冲刷，沿海区域的条件就更加不利。如果还有工业污染的话，腐蚀性就更大。 美国、英国、法国、意大利、瑞典和澳大利亚所进行的研究工作已经确定了这些区域对各种不锈钢耐大气腐蚀的影响。有关内容在NiIDI出版的《建筑师便览》中作了简单介绍，该书中的表可以帮助设计人员为各种区域选择成本效益最好的不锈钢。 在进行选择时，重要的是确定是否还有当地的因素影响使用现场环境。例如，不锈钢用在工厂烟囱的下方，用在空调排气挡板附近或废钢场附近，会存在非一般的条件。 维修及清理 和其它曝露于大气中的材料一样，不锈钢也会脏。今后的讲座将分析影响维修及清理成本的设计因素。但是，在雨水冲刷，人工冲洗和已脏表面之间还存在着一种相互关系。 通过把相同的板条直接放在大气中和放在有棚的地方来确定雨水冲刷的效果。人工冲洗的效果是通过人工用海绵沾上肥皂水每隔六个月擦洗每块板条的右半部。结果发现，直接放在大气中的板条与放在有棚的地方和不被冲洗的地方的板条相比，通过雨水冲刷和人工擦洗去除表面的灰尘和淤积，都对表面清洁情况有良好的作用。而且还发现，表面加工的状况也有影响，表面平滑的板条比表面粗糙的板条效果要好。 因此洗刷的间隔时间受多种因素影响，主要的影响因素是所要求的审美标准。虽然许多不锈钢幕墙仅仅是在擦玻璃时才进行冲洗，但是，一般来讲，用于外部的不锈钢每年洗刷两次。 典型用途 大多数的使用要求是长期保持建筑物的原有外貌。在确定要选用的不锈钢类型时，主要考虑的是所要求的审美标准、所在地大气的腐蚀性以及要采用的清理制度。 然而，其它应用越来越多的只是寻求结构的完整性或不透水性。例如，工业建筑的屋顶和侧墙。在这些应用中，物主的建造成本可能比审美更为重要，表面不很干净也可以。 在干燥的室内环境中使用430不锈钢效果相当好。但是，在乡村和城市要想在户外保持其外观，就需经常进行清洗。在污染严重的工业区和沿海地区，表面会非常脏，甚至产生锈蚀。但要获得户外环境中的审美效果，就需采用含镍不锈钢。所以，304不锈钢广泛用于幕墙、侧墙、屋顶及其它建筑用途，但在侵蚀性严重的工业或海洋大气中，最好采用316不锈钢。 现在，人们已充分认识到了在结构应用中使用不锈钢的优越性。有几种设计准则中包括了304和316不锈钢。因为"双相"不锈钢2205已把良好的耐大

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高一金属材料铁合金知识点

高一金属材料铁合金知识点

高一金属材料铁合金知识点铁合金是由铁与其他金属或非金属元素合金化而成的材料，广泛应用于工业生产中，因其具有良好的力学性能和耐腐蚀性能而备受青睐。

本文将介绍几种常见的铁合金以及其在实际应用中的重要性。

1. 不锈钢不锈钢是铁合金中的一种，其主要成分为铁、铬、镍等元素。

不锈钢具有良好的耐腐蚀性能和韧性，广泛用于制造厨具、建筑材料、船舶等领域。

其中，18-8不锈钢即为常见的不锈钢之一，其含有18%的铬和8%的镍，提高了材料的耐腐蚀性能。

2. 铸铁铸铁是一种含有较高碳含量的铁合金，通常包含2-4.5%的碳。

由于较高的碳含量，铸铁比普通的钢具有更好的流动性和可铸性。

铸铁在机械制造领域中被广泛应用，用于生产发动机缸体、机床床身等件。

3. 合金钢合金钢是铁合金中的一种，其主要由铁和其他一些合金元素（如铬、镍、钼等）组成。

各种不同元素的添加可使合金钢具有不同的性能，如抗拉强度、硬度、耐磨损性等。

合金钢在汽车制造、航空制造等领域中使用较为广泛。

4. 钴合金钴合金包含铁和钴等元素，具有优异的高温强度和耐腐蚀性能。

它常用于高温领域的加工与制造，如航空发动机、化工设备等。

此外，钴合金还是一种重要的医用材料，在骨科植入物的制造中得到广泛应用。

5. 镍基合金镍基合金是含有镍与其他合金元素的铁合金。

它具有良好的耐腐蚀性、高温强度和耐热疲劳性，可用于高温环境下的制造。

镍基合金被广泛应用于航空航天、核工业等领域，如喷气发动机、核反应堆中的结构材料等。

6. 锂铁合金锂铁合金是铁合金中的一种，在储能领域具有广泛的应用。

锂铁合金具有较高的比能量和立体安全性，可用于制造锂离子电池。

由于其性能稳定且环境友好，锂铁合金在新能源汽车、电子设备等领域中得到了推广和应用。

总结：铁合金在工业生产中占据了重要的地位，其具有多种不同的成分和性能，以适应不同领域的需求。

对于高一学生来说，了解和掌握铁合金的基本知识对于理解材料学的基本原理和拓宽科学知识视野非常重要。

金属材料知识点总结

金属材料知识点总结

钢的合金化概论1、钢中常存的杂质有哪些？硫、磷对钢的性能有哪些影响？钢中常存的杂质有:Mn、Si、S、P、N、H、O等。

S易产生热脆；P易产生冷脆。

2、合金元素对纯铁γ相区的影响可分为几种，请举例说明。

合金元素对纯铁γ相区的影响可分为四种：（1）开启γ相区(无限扩大γ相区)，如Mn、Ni、Co（2）扩展γ相区(有限扩大γ相区)，如C、N、Cu、Zn、Au（3）封闭γ相区(无限扩大α相区)，如Cr、V，W、Mo、Ti、Si、Al、P、Be（4）缩小γ相区(但不能使γ相区封闭)，如B、Nb、Zr3、在铁碳相图中，含有0.77%C的钢称为共析钢，如果在此钢中添加Mn或Cr元素，含碳量不变，那么这种Fe-C-Mn或Fe-C-Cr钢分别是亚共析钢还是过共析钢？为什么？含有0.77%C的Fe-C-Mn或Fe-C-Cr钢为过共析钢。

因为几乎所有合金元素都使Fe-C 相图中S点左移，S点左移意味着共析碳含量降低。

4、合金元素V、Cr、W、Mo、Mn、Co、Ni、Cu、Ti、Al中哪些是铁素体形成元素？哪些是奥氏体形成元素？哪些能在α-Fe中形成无限固溶体？哪些能在γ-Fe中形成无限固溶体？铁素体形成元素： V、Cr、W、Mo、Ti；奥氏体形成元素：Mn、Co、Ni、Cu；能在α-Fe中形成无限固溶体的元素：Cr、V；能在γ-Fe中形成无限固溶体的元素：Mn、Co、Ni。

5、合金元素对钢的共析温度有哪些影响？合金元素对钢的共析体含碳量有何影响？扩大γ相区的元素使铁碳合金相图的共析转变温度下降；缩小γ相区的元素使铁碳合金相图的共析转变温度上升。

几乎所有合金元素都使S点碳含量降低；尤其以强碳化物形成元素的作用最为强烈。

6、常见的碳化物形成元素有哪些？哪些是强碳化物形成元素、中强碳化物形成元素、弱碳化物形成元素？常见的碳化物形成元素有：Ti、Zr、V、Nb、Cr、W、Mo、Mn、Fe；强碳化物形成元素：Ti、Zr、Nb、V；中强碳化物形成元素：Mo、W、Cr；弱碳化物形成元素：Mn、Fe。

口腔材料学-金属材料基本知识

口腔材料学-金属材料基本知识


一、贵金属铸造合金
（一）分类与组成 1、高贵金属（high-noble metal）铸造合金 指
贵金属元素含量不低于60 %（质量分数），其中金含量不 低于40 %的铸造合金。主要有三种：
（1）金-银-铂合金 （2）金-铜-银-钯1型合金 （3）金-铜-银-钯2型合金
2、贵金属铸造合金 指贵金属元素含量不小于 25%的合金，主要有4种：
4、粉末冶金（powder metallurgy）膜 压成型和烧结。
5、电铸（electroforming） 是利用 电解原理，在导电性物质上镀上所需金属 的过程。
6、选择性激光烧结（selective laser sintering， SLS） 是采用激光束在计算机控制下，根据分层截面 信息进行有选择地分层烧结金属粉末，层层叠加最终生成 预期的物体。
2.金属间化合物（intermetallic compounds） 合金 中其晶体结构与组成元素的晶体结构均不相同的固相称为金 属化合物。金属化合物具有较高的熔点、硬度和较大的脆性。 当合金中出现金属化合物时，可提高强度、硬度和耐磨性， 但降低塑性。
二、金属的熔融和凝固
金属由固态向液态转变的过程称为熔融（melt），从 液态向固态转变的过程称为凝固（solidification）。 （一）金属的凝固
单一元素的性能并不代表含有这一元素成分的合金的 性能。
第二节 铸造合金
铸造合金（casting alloy）是指通过铸造成型方法制 备口腔修复体的合金。口腔铸造合金应具备如下要求：较 低的熔化温度和较窄的固相线-液相线温度范围，良好的力 学性能、理化性能、耐腐蚀性能、生物学性能和优良的铸 造性能，优良的铸造性能是指液体合金的流动性好、铸件 的体积收缩率小和铸件容易打磨抛光。
金属材料基础知识

金属材料基础知识

1、金属材料的机械性能的含义是什么？金属及合金的机械性能是指材料的力学性能，即受外力作用时所反映出来的性能。

它是衡量金属材料的重要指标。

2、金属材料的主要机械性能指标有哪些？金属材料的主要机械性能有：弹性、塑性、刚度、强度、硬度、冲击韧性、疲劳强度和断裂韧性。

3、什么是弹性和韧性？金属材料受外力作用时产生变形，当外力去掉后恢复原来的形状的性能，叫弹性；这种随着外力而消失得变形叫弹性变形，其大小与外力成正比。

金属材料在外力作用下，产生永久变形而不致引起破坏的性能，叫塑性。

外力消失时留下的这部分不可恢复得变形叫塑性变形，其大小与外力不成正比。

4、什么叫应力？什么叫应变？材料受到拉伸时单位截面上的拉力叫应力，用σ表示。

材料受到拉伸时单位长度上的伸长量叫应变，用ε表示。

5、什么叫弹性极限？材料所能承受的、不产生永久变形的最大应力叫做弹性极限，用σb表示。

6、什么叫屈服极限？金属材料开始出现明显的塑性变形的应力叫做屈服极限，用示。

有些材料屈服极限很难测定，通常规定产生0.2%塑性变形时的应力作为屈服极限，用σ0.2表示。

7、什么叫刚度？刚度用什么来衡量？金属材料在受力时抵抗弹性变形的能力叫刚度。

在弹性范围内，应力与应变的比值叫做弹性模数，弹性模数越大，刚度越大。

8、什么叫强度？强度是指金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。

9、表示材料强度的指标有哪些？表示材料强度的指标有：1)、屈服强度：金属材料发生屈服现象时的屈服极限。

σs=P s/F0 (Pa)P s—试样产生屈服现象时所承受的最大外力，N(牛顿)；F0—试样原来的截面积，㎡。

2）、抗拉强度：金属材料在拉断前所承受的最大应力。

以σb表示。

σb=P b/F0 (Pa) P b—试样在断裂前的最大拉力，N(牛顿)；F0—试样原来的截面积，㎡。

10、什么叫硬度？金属材料抵抗更硬的物体压入其内部的能力叫做硬度。

11、衡量材料的硬度的指标有哪些？衡量硬度的指标有：布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HR）、维氏硬度(HV)。