2H311011金属材料的类型及应用（思维导图）.pdf

金属材料一般是指纯金属和合金。合金通常是两种或两种以上的金属或金属与非金属结合而成，且具有金属特性的材料。金属材料具有光泽、延展性、容易导电、传热等性质。 2H311010 机电工程常用材料 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，包括杂质含量小于0.2%及碳含量不超过0.0218%的纯铁、含碳量0.0218%～2.11%的钢、含碳量大于2.11%的铸铁，以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。 (一)金属材料的分类 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、减震阻尼等特殊功能合金以及金属基复合材料等。 金属材料的性能一般分为工艺性能和使用性能两类。 一、金属材料 1.工艺性能：是指机械零件在加工制造过程中，即在冷、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型的适应能力，如铸造性能、可焊性、可锻性、热处理性能、切削加工性等。 2.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。它包括机械性能、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。 (1)机械性能：金属在一定温度条件下承受外力(载荷)作用时，抵抗变形和断裂的能力称为金属材料的机械性能(也称为力学性能)。金属材料的机械性能是零件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), 对金属材料要求的机械性能也将不同。常用的机械性能包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。 密度(比重):在实际应用中，除了根据密度计算金属零件的重量外，很重要的一点是考虑金属的比强度(强度σ,与密度p之比)来帮助选材，以及与无损检测相关的声学检测中的声阻抗 (密度p与声速c的乘积)和射线检测中密度不同的物质对射线能量有不同的吸收能力等。 (二)金属材料的性能 熔点：金属由固态转变成液态时的温度，对金属材料的熔炼、热加工有直接影响，并与材料的高温性能有很大关系。 热膨胀性：随着温度变化，材料的体积也发生变化(膨胀或收缩)的现象称为热膨胀，多用线膨胀系数衡量，亦即温度变化1℃时，材料长度的增减量与其0℃时的长度之比。热膨胀性 (2)物理性能主要包括密度、熔点、热膨胀性、磁性、电学性能等。 与材料的比热有关。在实际应用中还要考虑比容(材料受温度等外界影响时，单位重量的