金屬材料論文

1、我身邊的材料金屬材料摘要：金屬材料是人類使用最早并且與我們生活最密切相關(guān)的 材料。文章介紹了金屬材料的分類，性質(zhì)，應(yīng)用，前景，并將一些新興的金屬材料做了簡單 的介紹。關(guān)鍵詞：金屬材料；性質(zhì)；新興金屬材料；金屬基復(fù)合材料金屬材料是指金屬元素或以金屬元素為主構(gòu)成的具有金屬特性的材料的統(tǒng)稱。包括純金 屬、合金、金屬材料金屬間化合物和特種金屬材料等。人類文明的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步同金屬材料關(guān)系十分密切。繼石器時(shí)代之后出現(xiàn)的銅器時(shí) 代、鐵器時(shí)代，均以金屬材料的應(yīng)用為其時(shí)代的顯著標(biāo)志?，F(xiàn)代，種類繁多的金屬材料已成 為人類社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。金屬材料通常分為黑色金屬、有色金屬和特種金屬材料。黑色金屬又稱鋼鐵

2、材料， 包括含鐵90%以上的工業(yè)純鐵，含碳2%4%的鑄鐵，含碳小于2%的碳鋼，以及各種用途的 結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、耐熱鋼、高溫合金、精密合金等。廣義的黑色金屬還包括鉻、錳及其合金。 有色金屬是指除鐵、鉻、錳以外的所有金屬及其合金，通常分為輕金屬、重金屬、貴金屬、 半金屬、稀有金屬和稀土金屬等。有色合金的強(qiáng)度和硬度一般比純金屬高，并且電阻大、電 阻溫度系數(shù)小。特種金屬材料包括不同用途的結(jié)構(gòu)金屬材料和功能金屬材料。其中有通過 快速冷凝工藝獲得的非晶態(tài)金屬材料，以及準(zhǔn)晶、微晶、納米晶金屬材料等；還有隱身、抗 氫、超導(dǎo)、形狀記憶、耐磨、減振阻尼等特殊功能合金以及金屬基復(fù)合材料等。金屬材料的性能一般分為工藝

3、性能和使用性能兩類。所謂工藝性能是指機(jī)械零件在加 工制造過程中，金屬材料在所定的冷、熱加工條件下表現(xiàn)出來的性能。金屬對各種加工工藝 方法所表現(xiàn)出來的適應(yīng)性稱為工藝性能，主要有以下四個(gè)方面：切削加工性能；可鍛性； 可鑄性；金屬材料工藝性能的好壞，決定了它在制造過程中加工成形的適應(yīng)能力。所謂使 用性能是指機(jī)械零件在使用條件下，金屬材料表現(xiàn)出來的性能，它包括機(jī)械性能、物理性能、 化學(xué)性能等。金屬材料的性能決定著材料的適用范圍及應(yīng)用的合理性。金屬材料的性能主要 分為四個(gè)方面，即：機(jī)械性能、化學(xué)性能、物理性能、工藝性能。金屬材料使用性能的好壞， 決定了它的使用范圍與使用壽命。金屬材料在載荷作用下抵抗破壞

4、的性能，稱為機(jī)械性能（或 稱為力學(xué)性能）。金屬材料的機(jī)械性能是零件的設(shè)計(jì)和選材時(shí)的主要依據(jù)。外加載荷性質(zhì)不 同（例如拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)、沖擊、循環(huán)載荷等，對金屬材料要求的機(jī)械性能也將不同。常 用的機(jī)械性能包括：強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌性、多次沖擊抗力和疲勞極限等?；瘜W(xué)性能： 金屬與其他物質(zhì)引起化學(xué)反應(yīng)的特性稱為金屬的化學(xué)性能。在實(shí)際應(yīng)用中主要考慮金屬的抗 蝕性、抗氧化性（又稱作氧化抗力，這是特別指金屬在高溫時(shí)對氧化作用的抵抗能力或者說 穩(wěn)定性），以及不同金屬之間、金屬與非金屬之間形成的化合物對機(jī)械性能的影響等等。在 金屬的化學(xué)性能中，特別是抗蝕性對金屬的腐蝕疲勞損傷有著重大的意義；物理性能：金屬

5、 的物理性能主要考慮：密度熔點(diǎn)熱膨脹性磁性能電學(xué)性能（主要是電導(dǎo)率） 新興金屬材料介紹：1、金屬基復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料起源于20世紀(jì)50年代末或60年代初期，它是一種把金屬作為基體和 增強(qiáng)材料進(jìn)行復(fù)合加工而制成的一種材料。基體可以是銅、鋁、鎂以及金屬間化合物等。增 強(qiáng)材料的種類也很多，可以是碳化硅、碳纖維以及氧化鋁等。它除了具有很高的韌性和可塑 性之外，還能耐高溫，且導(dǎo)電性能良好，可抗輻射，阻隔性能良好不吸潮。正是由于這些優(yōu) 良的特性，使得它經(jīng)過了幾十年的發(fā)展成為了如今最炙手可熱的復(fù)合材料之一。由于金屬基 復(fù)合材料的性能優(yōu)秀，所以它能夠被運(yùn)用到了各個(gè)行業(yè)。比如汽車行業(yè)中的柴油機(jī)活塞、Al 發(fā)

6、動(dòng)機(jī)組的缸體驅(qū)動(dòng)軸、連桿等；還有航空航天行業(yè)。比如戰(zhàn)隼戰(zhàn)機(jī)的機(jī)腹尾翼以及燃料通 道門蓋板，還有直升機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片；除此之外，各種工業(yè)、娛樂、體育用品都可以使用金屬 基復(fù)合材料。但是由于其制作工藝較為復(fù)雜，使得它還不能真正大范圍的被普及。另外，成 本較高，這也是金屬基復(fù)合材料難以廣泛應(yīng)用的重要原因之一。金屬基符合材料受世界上各 個(gè)國家所重視，且最近幾年的研究、發(fā)展速度較快。而制作技術(shù)和制作成本等問題相信也會(huì) 在不就的將來得到解決，使其能夠真正的被普及到我們的生活。2、Ti（ C，N）基金屬陶瓷刀具材料Ti（C，N）基金屬陶瓷一般是用粉末冶金液相燒結(jié)法制成的，其顯微組織較為復(fù)雜.借 用掃描電子顯微鏡

7、的背散射電子成像觀察，其主要特征由TiC或Ti（ C，N）硬質(zhì)相為核心， 顆粒邊緣形成包覆層結(jié)構(gòu)，溶入固溶界面結(jié)合處的組織結(jié)構(gòu)是決定材料性能的關(guān)鍵區(qū)域.與 普通金屬材料相比，金屬陶瓷是一種脆性材料，其斷裂方式多為沿晶斷裂，材料中硬質(zhì)相與 粘結(jié)相界面結(jié)合處的組織結(jié)構(gòu)是決定材料性能的關(guān)鍵區(qū)域.現(xiàn)有的分析手段還不能清楚地表 征工業(yè)上所用金屬陶瓷的相界面結(jié)構(gòu)，使得這方面的研究存在一定的困難.20世紀(jì)90年代 以來，日本、美國和我國關(guān)于Ti（ C，N）基金屬陶瓷材料的研究和應(yīng)用急劇增多，Ti（ C， N）基金屬陶瓷刀具材料的性能得到了極大的改善，現(xiàn)在Ti（C，N）基金屬陶瓷的制備方法、 晶粒細(xì)化、納米改

8、性以及納米Ti（C，N）基金屬陶瓷材料、梯度Ti（C，N）基金屬陶瓷材料 制備等方面已經(jīng)取得了相當(dāng)大的進(jìn)展.其應(yīng)用范圍已由精加工、半精加工擴(kuò)大到粗加工， 由切削擴(kuò)大到銑削等苛刻條件下的加工.Ti（ C，N）基金屬陶瓷對推動(dòng)高速切削、精密加 工技術(shù)進(jìn)步，促進(jìn)機(jī)械、汽車、五金裝備等行業(yè)水平的提高有著顯著的積極意義.采用Ti（ C， N）金屬陶瓷刀具，可以解決各行業(yè)難加工材料的切削加工問題，改變傳統(tǒng)的機(jī)械加工工藝； 另一方面，由于Ti（C，N）金屬陶瓷具有較好的紅硬性和抗氧化能力，可以實(shí)現(xiàn)高速高效切 削加工和干式切削加工，減少或不用切削液，大大降低切削加工費(fèi)用，并可實(shí)現(xiàn)綠色加工.3、高硅鋁合金電子封

9、裝材料新型高硅含量鋁基電子封裝材料不僅具有低的熱膨脹系數(shù)、較高的熱導(dǎo)率、較小的密度， 并且還具有好的力學(xué)性能、機(jī)械加工性能和電鍍性，因此越來越受到電子封裝行業(yè)研究人員 的重視。高硅鋁合金材料熱導(dǎo)率的影響因素比較復(fù)雜，除合金元素硅作為主要因素以外，硅 相的形狀、大小和分布，合金內(nèi)相界面、點(diǎn)陣畸變和材料的孔隙率等都對合金熱導(dǎo)率有很大 影響。高硅鋁合金具有良好的機(jī)械加工性能，只需要采用普通的工具便可加工，從而滿足電 子封裝對材料外形尺寸的要求。高硅鋁合金的研制成功將使其成為滿足電訊、航空航天、國 防和其他相關(guān)電子元器件所需求的新型封裝材料。高硅鋁合金材料能夠保持硅和鋁各自的優(yōu) 異性能，并且硅、鋁的含

10、量相當(dāng)豐富，硅粉的制備技術(shù)成熟，成本低廉，同時(shí)這種材料對環(huán) 境沒有污染，對人體無害。高硅鋁合金材料將成為一種具有廣闊前景的電子封裝材料，特別 是在航空航天等空間技術(shù)領(lǐng)域。金屬材料的發(fā)展前景：金屬制品行業(yè)包括結(jié)構(gòu)性金屬制品制造、金屬工具制造、集裝箱及金屬包裝容器制造、 不銹鋼及類似日用金屬制品制造，船舶及海洋工程制造等。隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展， 金屬制品在工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及人們的生活各個(gè)領(lǐng)域的運(yùn)用越來越廣泛，也給社會(huì)創(chuàng)造越來越大 的價(jià)值。金屬制品行業(yè)在發(fā)展過程中也遇到一些困難，例如技術(shù)單一，技術(shù)水平偏低，缺乏先進(jìn) 的設(shè)備，人才短缺等，制約了金屬制品行業(yè)的發(fā)展。為此，可以采取提高企業(yè)技術(shù)水平，引 進(jìn)先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，培養(yǎng)適用人才等提高中國金屬制品業(yè)的發(fā)展。參考文獻(xiàn)1劉華,沈勝利.顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料制備工藝的綜述J.熱加工工藝,2011.2關(guān)明,常志梁.金屬基復(fù)合材料制備技術(shù)的進(jìn)展J.熱加工工藝,2010.3金屬基