《篇常用金屬材料》課件

常用金屬材料金屬材料在日常生活中無處不在，從建筑到汽車，從電子設(shè)備到醫(yī)療器械，金屬材料都是不可或缺的一部分。課程大綱金屬材料的特性常見金屬材料種類金屬材料的熱處理金屬材料的表面處理金屬材料的特性強(qiáng)度金屬材料的強(qiáng)度是指其抵抗外力作用的能力。硬度金屬材料的硬度是指其抵抗外力壓入或劃傷的能力。塑性金屬材料的塑性是指其在受外力作用下發(fā)生永久變形而不破壞的能力。韌性金屬材料的韌性是指其抵抗沖擊和斷裂的能力。常見金屬材料種類黑色金屬鐵基合金，如碳鋼、合金鋼等，主要用于建筑、機(jī)械、汽車等領(lǐng)域。有色金屬銅、鋁、鋅、錫、鉛等，主要用于電子、航空航天、建筑等領(lǐng)域。貴金屬金、銀、鉑、鈀等，主要用于珠寶、電子、貨幣等領(lǐng)域。稀有金屬鎢、鉬、鈦、鋯等，主要用于航空航天、電子、冶金等領(lǐng)域。鐵基合金1鐵基合金的定義鐵基合金是指以鐵為主要成分的合金，它們?cè)诟鞣N工業(yè)領(lǐng)域中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。2分類鐵基合金主要包括碳鋼和合金鋼，它們根據(jù)其化學(xué)成分和性能有所區(qū)別。3特性鐵基合金通常具有良好的強(qiáng)度、韌性、耐磨性和可加工性，使其適用于各種應(yīng)用。鐵的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)鐵是一種重要的金屬元素，在自然界中廣泛存在。鐵的原子結(jié)構(gòu)決定了其獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)。鐵的晶體結(jié)構(gòu)為體心立方結(jié)構(gòu)，這使得鐵具有良好的延展性、韌性和強(qiáng)度。鐵的化學(xué)性質(zhì)也十分活躍，能夠與多種元素發(fā)生反應(yīng)。例如，鐵能夠與氧氣反應(yīng)生成氧化鐵，這正是鐵制品容易生銹的原因。碳鋼的種類與應(yīng)用低碳鋼強(qiáng)度低，延展性好，易于加工，應(yīng)用于建筑、汽車、造船等中碳鋼強(qiáng)度和延展性適中，易于熱處理，應(yīng)用于機(jī)械零件、工具等高碳鋼強(qiáng)度高，硬度高，耐磨性好，應(yīng)用于刀具、軸承等合金鋼的特點(diǎn)強(qiáng)度更高與碳鋼相比，合金鋼具有更高的強(qiáng)度和硬度，能夠承受更大的負(fù)荷和沖擊。耐腐蝕性好合金鋼中添加的合金元素可以增強(qiáng)其抗氧化和抗腐蝕性能，延長使用壽命。高溫性能優(yōu)異某些合金鋼在高溫下仍能保持良好的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，適用于高溫環(huán)境下的應(yīng)用。有色金屬定義除了鐵以外的其他金屬，常被用于制造各種產(chǎn)品，例如電線，管道和建筑材料。這些金屬通常價(jià)格高于鐵，因此被稱為“有色金屬”。特性有色金屬通常具有獨(dú)特的特性，例如高導(dǎo)電性，耐腐蝕性和良好的加工性，這使其適合于各種應(yīng)用。分類常見的有色金屬包括銅，鋁，鎂，鈦和貴金屬，每種金屬都有其獨(dú)特的屬性和用途。銅及其合金銅，是一種重要的有色金屬，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性和耐腐蝕性，在電氣、電子、建筑、機(jī)械等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。常見的銅合金包括黃銅、青銅、白銅等，它們?cè)趶?qiáng)度、硬度、耐磨性、耐腐蝕性等方面都具有不同的特點(diǎn)，可滿足不同應(yīng)用需求。鋁及其合金輕質(zhì)鋁的密度小，僅為鐵的1/3，因此重量輕。耐腐蝕性鋁的表面會(huì)形成一層致密的氧化膜，可以有效防止腐蝕?？杉庸ば凿X可以被加工成各種形狀和尺寸，適合各種應(yīng)用。鎂及其合金鎂是一種輕質(zhì)金屬，具有密度低、強(qiáng)度高、易加工等特點(diǎn)。鎂合金是目前最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、電子等領(lǐng)域。鎂合金具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.密度低，強(qiáng)度高2.易加工，成本低3.抗腐蝕性強(qiáng)4.可回收利用鈦及其合金鈦是一種具有優(yōu)異性能的金屬材料，其具有高強(qiáng)度、耐腐蝕性、耐高溫性等優(yōu)點(diǎn)。鈦合金是鈦與其他金屬元素形成的合金，具有更強(qiáng)的強(qiáng)度、韌性、耐高溫性和耐腐蝕性。鈦合金被廣泛應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療器械、化工、石油等領(lǐng)域。貴重金屬金金是密度最大、延展性最佳的金屬之一。廣泛用于珠寶、電子和醫(yī)藥行業(yè)。銀銀具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，在電子、攝影和醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。鉑鉑是耐腐蝕性極強(qiáng)的金屬，用于制造催化劑、珠寶和電子設(shè)備。金及其合金金是一種貴金屬，具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性，在電子、航空、珠寶等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。金的合金主要包括與銅、銀、鉑、鈀等金屬的合金，通過改變合金成分，可以獲得不同顏色和性能的合金，例如，18K金就是一種常用的金合金，它含有75%的黃金和25%的其它金屬。銀及其合金首飾銀具有優(yōu)良的延展性和光澤，使其成為制作首飾的理想材料。貨幣由于其價(jià)值穩(wěn)定和抗氧化性，銀長期以來被用作貨幣。餐具銀餐具具有獨(dú)特的抗菌特性，并能提高食物的口感。稀有金屬低豐度在地殼中含量極低，難以開采和提取。特殊性能具有獨(dú)特的物理和化學(xué)特性，廣泛應(yīng)用于高科技領(lǐng)域。戰(zhàn)略重要性在國防、航空航天、電子等領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵作用，對(duì)國家安全至關(guān)重要。鎢及其合金鎢是一種稀有金屬，具有極高的熔點(diǎn)，耐高溫，抗氧化，硬度高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)。鎢合金主要應(yīng)用于航空航天，電子器件，機(jī)械制造等領(lǐng)域。鎢絲燈泡硬質(zhì)合金高溫電極鉬及其合金鉬是一種銀白色金屬，具有很高的熔點(diǎn)，抗高溫氧化性，是重要的戰(zhàn)略金屬之一。鉬合金具有高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度、良好的抗腐蝕性能，在航空航天、電子、化工、冶金等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)部件高溫合金電子器件化工設(shè)備金屬材料的熱處理1改善性能提高強(qiáng)度、硬度、韌性、耐磨性、耐腐蝕性等2改變組織結(jié)構(gòu)通過加熱和冷卻，改變金屬的晶粒大小和形狀3控制性能滿足不同應(yīng)用場景的性能要求退火定義退火是指將金屬材料加熱到一定溫度，保溫一段時(shí)間后，再緩慢冷卻的熱處理工藝。退火可以細(xì)化晶粒，降低硬度，提高塑性，改善加工性能。目的退火的主要目的是提高金屬材料的塑性，降低硬度，改善加工性能，消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，改善材料的組織結(jié)構(gòu)。淬火將金屬工件加熱到一定溫度，保溫一段時(shí)間后，再迅速冷卻到室溫或更低的溫度的一種熱處理工藝。使金屬內(nèi)部組織發(fā)生改變，提高其硬度、強(qiáng)度和耐磨性。淬火速度過快會(huì)導(dǎo)致金屬內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，易造成裂紋，需要回火處理。回火降低硬度回火后金屬的硬度會(huì)降低，韌性增加，變得更易加工。改善韌性回火可以消除淬火過程中的內(nèi)應(yīng)力，提高金屬的韌性和抗沖擊性能。穩(wěn)定性能回火可以使金屬的組織更加穩(wěn)定，提高其耐腐蝕性和抗疲勞性能。金屬材料的表面處理1鍍層在金屬表面覆蓋一層金屬或合金，以提高其耐腐蝕性、耐磨性或美觀性。2涂層在金屬表面涂覆一層有機(jī)或無機(jī)材料，以保護(hù)金屬或改善其性能。3滲碳在金屬表面滲入碳元素，以提高其硬度和耐磨性。4氧化皮處理在金屬表面形成一層氧化皮，以提高其耐腐蝕性。鍍層1增加耐腐蝕性鍍層可以形成一層保護(hù)膜，防止金屬表面與腐蝕性物質(zhì)接觸。2改善外觀鍍層可以改變金屬表面的顏色和光澤，使其更美觀。3提高導(dǎo)電性某些鍍層材料，例如金和銀，具有良好的導(dǎo)電性。涂層涂層可以是液體或粉末，使用噴涂、浸漬或刷涂等方法涂覆到金屬表面。涂層通常用于提高金屬的耐腐蝕性、耐磨性、耐熱性或裝飾性。常見的涂層材料包括油漆、樹脂、陶瓷、塑料和金屬涂層。滲碳表面硬化滲碳是一種表面處理工藝，通過將碳原子滲入金屬表面來提高其硬度和耐磨性。熱處理滲碳過程通常包括將工件在高溫下放置于碳?xì)夥罩?，使碳原子擴(kuò)散進(jìn)入表面層。應(yīng)用滲碳廣泛應(yīng)用于齒輪、軸承、模具等需要高硬度和耐磨性的部件。氧化皮處理去除氧化層氧化皮處理是指通過物理或化學(xué)方法去除金屬表面上的氧化層，以提高金屬的表面質(zhì)量和使用性能。酸洗酸洗是常見的氧化皮處理方法之一，通過酸性溶液浸泡去除氧化層，適用于鐵、鋁、銅等金屬。噴砂噴砂利用高壓氣流將砂粒噴射到金屬表面，去除氧化層和污垢，適用于各種金屬材料。金屬材料的焊接與連接1焊接工藝將金屬工件熔化在一起，形成牢固連接2焊接缺陷焊接過程中可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題3連接方式其他金屬連接方式，如螺栓連接、鉚接焊接工藝1熔焊利用高溫將焊件和焊絲熔化，形成熔池，冷卻后形成焊縫。2壓焊利用壓力使焊件在固態(tài)下產(chǎn)生原子間的結(jié)合。3釬焊利用熔點(diǎn)低于母材的焊料，在焊件間形