材料概论第四章 金属材料分析.ppt

金属材料的概况 钢铁是经济产业的基本支柱，主要用于铁路、建筑、桥梁、汽车工业等领域。 中国钢铁产量世界第一， 2011年钢铁产量约6.9亿吨，占全世界产量的70%，是世界其他国家总和的2倍半。其中，4千多万吨钢材出口。 2012年1-11月，中国钢产量6.60亿吨。 中国目前至少有1/3的不符合质量要求。 特种钢材主要靠进口。 金属材料分类 黑色金属 金属材料 有色金属 特殊金属 金属材料分类 生铁 含C 2％ 碳素钢 黑色金属 钢 含C 0.04％－2％ 合金钢 纯铁 含C 0.04％ 金属材料分类 重金属 Cu、Pb、Zn、Ni 轻金属 Al、Mg、Ti 有色金属 贵金属 Au、Ag、Pt 稀有金属 W、Mo、U、Ta、稀土金属 金属材料分类 特殊金属－非晶态金属、形状记忆合金、减震合金、 超塑金属、储氢合金、超导合金等 金属材料的特点 金属材料的特点 1、常温下为固体（Hg除外） 2、熔点较高 也有较低的如：Sn、Pb、Zn、Al 3、密度较大（Mg、Al除外 3g/cm以下） 4、有光泽 5、延展性、韧性、可加工性好 6、导热性、导电性好，Ag、Cu、Al 7、易氧化 钢 The four types of stresses 铁及铁基合金 不锈钢－在大气和一般腐蚀性介质中具有很高耐蚀性的钢。 用 途－制造在各种腐蚀性介质中工作并具有较高抗 腐蚀能力的零件或结构件。广泛用于石油、 化工、原子能、海洋开发、国防和一些先端科学技术领域。 铁及铁基合金 铸铁 铁及铁基合金 灰口铸铁 铁及铁基合金 铸铁性能特点 铁及铁基合金 石墨的存在对铸铁的特殊作用 时效强化 贵金属 贵金属具有优良的高温抗氧化性和抗腐蚀性能、电学性能、高的催化活性、强配位能力。 在应用中有少、小、精、广的特点，被称为现代工业的维他命。 金属材料的应用 合金弹簧钢 合金刀具、量具钢 世界最长的跨海大桥 世界最长的高原铁路 铝合金 钛合金 铜制品 金属材料应用 金属材料应用 杭州湾跨海钢铁大桥，桥长36公里 青藏铁路1142公里 钛飞船 * * 在103种元素中，金属元素有81种 含碳量越高，硬度、强度越大，但塑性降低 碳钢的牌号与用途 碳素工具钢：T T9表示含C：0.9w%。 用途 制造各种刀具、量具、模具等 铸钢：ZG ZG25，表示含C：0.25%。 用途 主要用于制造形状复杂并需要一定强度、塑性 和韧性的零件，如齿轮、联轴器等。 合金钢 按含碳量分 铁及铁基合金 在碳钢中加入一种或多种合金元素， 形成的钢称之为合金钢。 低合金钢 5w％ 中合金钢 5w％－10w％ 高合金钢 10w％ 按合金元素分：铬钢、铬镍钢、锰钢、硅锰钢等。 按用途分： 结构钢、工具钢、特殊性能钢。 C 2.11%的铁，通常还含有较多的Si、Mn、S、P等元素。 用 途 铸铁是工程上最常用的金属材料，广泛应用在 机械制造、冶金、矿上、石油化工、交通等领域。 在汽车占50－70％，在机床制造中占60－90％。 铸铁的生产设备和工艺简单，价格便宜。 铸铁的种类 白口铸铁 麻口铸铁 石墨的形态对铸铁的力学性能影响较大。 石墨相当于钢基体中的裂纹和空洞，它降低基 体的抗拉强度，并引起应力集中。石墨量越多， 铸铁的抗拉强度越低。 1、切削加工性能优异； 2、铸造性能良好； 3、具有耐磨性； 4、具有良好的减振性； 5、对缺口不敏感； 非铁及其合