《產(chǎn)品工學基礎及應用 》課件-典型金屬材料

產(chǎn)品工學基礎及應用材料認知入門能力培養(yǎng)項目

典型金屬材料金屬材料黑色金屬－鋼鐵有色金屬－金、銀、銅、鎳、鋁、鉛等金屬材料金屬材料是具有光澤、延展性、導電、傳熱等性能的物質(zhì)，除汞外，在常溫下均為固體。金屬具有較高的強度、硬度及韌性。通常金屬材料分為兩大類：一類稱為鐵金屬材料，以鐵為主，因其色為黑色，故又稱為黑金屬。另一類稱為有色金屬材料，如金、銀、銅、鎳、鋁、鉛等，各具顏色，故稱有色金屬。若一種金屬元素與其它金屬元素熔合而成的物質(zhì)，則稱為合金。黑金屬及其合金黑色金屬包括鋼,鑄鐵和鐵合金.在工程上,黑金屬得到了最廣泛的應用.在結(jié)構(gòu)和工具材料范圍內(nèi),鋼鐵的用量占到了90%以上。鋼鐵之所以會得到如此廣泛的應用,是于其性能密切相關(guān)的.鋼鐵有優(yōu)越的綜合工程性能,包括機械工程(強度,剛度,沖擊韌性等),冷熱加工成型性能,抗腐蝕性能等.此外,價格比較便宜也使其得到廣泛應用的重要原因。鑄鐵含碳量大于

2.11%的鐵碳合金稱為鑄鐵。由于工藝簡單、價格便宜，鑄鐵在機械中有極其廣泛的應用。例如:在農(nóng)機中，鑄鐵的應用達到40%-60%(質(zhì)量分數(shù));在汽車拖拉機中，占到50%-70%;在機床中，更占到60%-90%。

在鑄鐵中，碳是以石墨形式存在的。石墨的形態(tài)就在很大程度上決定了鑄鐵的品種(灰口鑄鐵、白口鑄鐵、可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵)及其性能。鑄鐵灰口鑄鐵鑄鐵球墨鑄鐵／石墨球狀鑄鐵球墨鑄鐵／蝶閥碳鋼碳素鋼簡稱碳鋼，就是含碳量在0.0218%～2.11%范圍內(nèi)的普通鐵碳合金。但在鋼的熔煉過程申會帶入許多雜質(zhì)。由于雜質(zhì)不是我們主觀上主動要求帶人的，而是在熔煉過程中被動帶入的，因此碳鋼被稱之為鐵碳二元合金。但雜質(zhì)的帶人會影響到碳鋼的性能，尤其是有害雜質(zhì)的帶入使鋼的性能大幅度下降。因此，在熔煉鋼的生產(chǎn)過程中，必須有效控制有害雜質(zhì)的含量。

錳(Mn)硅(Si)硫(S)磷(P)氧(0)氮(N)氫(H)碳鋼普通碳素鋼鋼筋碳鋼普通碳素鋼鋼板碳鋼高級碳素鋼精密量具合金鋼合金結(jié)構(gòu)鋼滾珠軸承合金鋼合金結(jié)構(gòu)鋼彈簧合金鋼合金工具鋼刀具合金鋼合金工具鋼模具合金鋼特殊性能鋼不銹鋼合金鋼特殊性能鋼不銹鋼合金鋼特殊性能鋼不銹鋼有色金屬及其合金除了鋼鐵外的所有其他金屬統(tǒng)稱為有色金屬。有色金屬中，目前應用最廣的是鋁和銅及其合金。

有色金屬的品種很多。許多稀有金屬有能用于航天、航空、軍事等領域及其他特殊場合。隨著技術(shù)的發(fā)展和進步，許多稀貴金屬逐步進入普通用途領域。例如，金屬鈦以其質(zhì)輕、高強、耐高溫、耐腐蝕以及低溫下韌性好的特殊性能而被譽為“太空金屬”。目前在眼鏡架及許多金屬裝飾件或其表面開始得到越來越多的應用。盡管如此，鈦及其合金目前的價格仍然比較高，只能用于高檔商品上。許多用于金屬和非金屬表面涂鍍裝飾的金屬也大多是稀貴金屬。由于用量少，性能好，也正在得到越來越廣泛的應用。鋁和鋁合金鋁的相對密度為2.7，僅為鋼鐵的三分之一。鋁合金的強度可達到與低合金高強度鋼接近。鋁的導電性能好，僅次于銀、銅和金。鋁靠電解鋁礬土得到，資源豐富。鋁抗大氣腐蝕的性能好(但接觸酸、堿或鹽類后的抗腐蝕性不佳)。鋁的加工性能好:可冷成型，切削性能好，鑄造性能也好。因此，鋁的應用十分廣泛。鋁和鋁合金防銹鋁合金鋁管旅游牙膏鋁和鋁合金硬鋁合金曲柄鋁和鋁合金硅鋁合金B(yǎng)MW全鋁發(fā)動機鋁和鋁合金鋁鎂合金-硬盤盒鋁和鋁合金鋁鎂合金-800萬單反奧巴e-300銅和銅合金銅是電和熱的良導體。銅對大氣和水的抗腐蝕性強。銅還抗磁，在電子設備中可用于磁屏蔽。銅的加工性能好，易冷熱成型;銅的鑄造性能也很好。此外，銅的色澤很美觀。因此，銅的應用廣泛。

銅的有些合金還有一些特殊的性能。例如，青銅和黃銅有很好的減摩性及耐磨性;磷青銅和鈹青銅具有很高的彈性和疲勞極限，在電器中得到廣泛應用。

銅及其合金的價格較貴，限制了其應用范圍的擴大。最常見的銅合金包括，青銅與黃銅。青銅原指銅錫合金，常在青銅名字前冠以第一主要添加元素的名。黃銅(Brass)是紅銅及鋅的合金銅和銅合金純銅-現(xiàn)代DDR333內(nèi)存256M銅和銅合金純銅-zippo-銅鉆石影子，388元，鏡面純銅銅和銅合金黃銅-黃銅手爐，福建，晚清銅和銅合金黃銅-黃銅管件，套管鎂、鋅、錫、金、銀鎂:符號Mg(magnesium)。銀白色、質(zhì)輕。鎂和鋁的合金是制造飛機的重要材料。

鋅:符號Zn(zincum)，質(zhì)脆，大多用作壓鑄合金或鋼板的防腐鍍料之用。

錫:符號Sn(stannum)。純錫為銀白色，富有延展性，在空氣中不易變化，多用作鍍鐵、焊接金屬或制造合金。

金:符號Au(aurum)。赤黃色，質(zhì)柔軟，延展性強，化學性能穩(wěn)定。屬貴重金屬，合金常用于制造貨幣和裝飾品等。因難于氧化，故設計中常在裝飾部位或電器接點處作鍍金處理。銀:符號Ag(argentum)。呈白色，質(zhì)軟，延展性很強，是熱和電的良導性。在空氣中不易氧化