总结
金属材料是指金属元素或以金属元素为主造成的具备金属个性的材料的统称。囊括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。（注：金属氧化物（如氧化铝）不属于金属材料）
1.1意义:
人类文化的进展和社会的超过同金属材料干系相当亲密。继石器时期此后浮现的铜器时期、铁器时期，均以金属材料的应用为那时期的显著标识。当代，品种稠密的金属材料已成为人类社会进展的紧要物资根基。
1.2品种:
金属材料常常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。
（1）黑色金属又称钢铁材料，囊括含铁90%以上的产业纯铁，含碳2%～4%的铸铁，含碳小于2%的碳钢，以及各样用处的布局钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、不锈钢、周详合金等。广义的黑色金属还囊括铬、锰及其合金。
（2）有色金属是指除铁、铬、锰除外的通盘金属及其合金，常常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、疏落金属和稀土金属等。有色合金的强度和硬度通常比纯金属高，而且电阻大、电阻温度系数小。
（3）特种金属材料囊括不同用处的布局金属材料和成效金属材料。个中有通过倏地冷凝工艺得到的非晶态金属材料，以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等；再有隐身、抗氢、超导、形态回忆、耐磨、减振阻尼等非常成效合金以及金属基复合材料等。
1.3机能:
通常分为工艺机能和应用机能两类。所谓工艺机能是指机器零件在加工缔造流程中，金属材料在所定的冷、热加工前提下呈现出来的机能。金属材料工艺机能的优劣，决意了它在缔造流程中加工成形的适应才能。由于加工前提不同，请求的工艺机能也就不同，如锻造机能、可焊性、可锻性、热管教机能、切削加工性等。
所谓应用机能是指机器零件在应用前提下，金属材料呈现出来的机能，它囊括力学机能、物理机能、化学机能等。金属材料应用机能的优劣，决意了它的应用范畴与应用寿命。在机器缔造业中，通常机器零件都是在常温、常压和分外剧烈侵蚀性介质中应用的，且在应用流程中各机器零件都将担当不同载荷的影响。金属材料在载荷影响下抵挡毁坏的机能，称为力学机能（以前也称为机器机能）。金属材料的力学机能是零件的计划和选材时的首要根据。外加载荷性质不同（比方拉伸、紧缩、挽回、打击、轮回载荷等），对金属材料请求的力学机能也将不同。罕用的力学机能囊括：强度、塑性、硬度、打击韧性、屡次打击抗力和疲顿极限等。
金属材料特点
2.1疲顿
很多机器零件和工程构件，是担当交变载荷劳动的。在交变载荷的影响下，尽管应力水准低于材料的屈从极限，但经太永劫间的应力屡次轮回影响此后，也会产生蓦地脆性断裂，这类局势叫做金属材料的疲顿。金属材料疲顿断裂的特色是：（1）载荷应力是交变的；（2）载荷的做历时候较长；（3）断裂是刹时产生的；（4）不论是塑性材料照样脆性材料，在疲顿断裂区都是脆性的。所以，疲顿断裂是工程上最罕见、最危险的断裂样式。
金属材料的疲顿局势，按前提不同可分为如下几种：
（1）高周疲顿：指在低应力（劳动应力低于材料的屈从极限，以至低于弹性极限）前提下，应力轮回周数在以上的疲顿。它是最罕见的一种疲顿毁坏。高周疲顿通常简称为疲顿。
（2）低周疲顿：指在高应力（劳动应力挨近材料的屈从极限）或高应变前提下，应力轮回周数在~如下的疲顿。由于交变的塑性应变在这类疲顿毁坏中起首要影响，因此，也称为塑性疲顿或应变疲顿。
（3）热疲顿：指由于温度变动所造成的热应力的屡次影响，所造成的疲顿毁坏。
（4）侵蚀疲顿：指机器部件在交变载荷和侵蚀介质（如酸、碱、海水、活性气体等）的共通影响下，所造成的疲顿毁坏。
（5）来往疲顿：这是指机器零件的来往表面，在来往应力的屡次影响下，浮现麻点剥落或表面压碎剥落，进而造成机件做废毁坏。
2.2塑性
塑性是指金属材料在载荷外力的影响下，造成永远变形（塑性变形）而不被毁坏的才能。金属材料在遭到拉伸时，长度和横截面积都要产生变动，是以，金属的塑性能够用长度的伸长（蔓延率）和断面的紧缩（断面紧缩率）两个目标来权衡。
金属材料的蔓延率和断面紧缩率愈大，示意该材料的塑性愈好，即材料能担当较大的塑性变形而不毁坏。通常把蔓延率大于百分之五的金属材料称为塑性材料（如低碳钢等），而把蔓延率小于百分之五的金属材料称为脆性材料（如灰口铸铁等）。塑性好的材料，它能在较大的宏观范畴内造成塑性变形，并在塑性变形的同时使金属材料因塑性变形而加强，进而升高材料的强度，保证了零件的平安应用。其它，塑性好的材料能够告成地举办某些成型工艺加工，如冲压、冷弯、冷拔、校直等。是以，抉择金属材料做机器零件时，必需餍足肯定的塑性目标。
2.3经久性
修建金属侵蚀的首要形态：
（1）匀称侵蚀。金属表面的侵蚀使断面匀称变薄。是以，罕用年匀称的厚度减损值做为侵蚀机能的目标（侵蚀率）。钢材在大气中通常呈匀称侵蚀。
（2）孔蚀。金属侵蚀呈点状并造成深坑。孔蚀的造成与金属的天性及其所处介质相干。在含有氯盐的介质中易产生孔蚀。孔蚀罕用最大孔深做为评定目标。管道的侵蚀多思考孔蚀题目。
（3）电偶侵蚀。不同金属的来往处，因所具不同电位而造成的侵蚀。
（4）漏洞侵蚀。金属表面在漏洞或其余隐秘地区部常产生由于不同部位间介质的组分和浓度的差别所引发的个别侵蚀。
（5）应力侵蚀。在侵蚀介质和较高拉应力共通影响下，金属表面造成侵蚀并向内增添成微裂纹，常致使蓦地破断。混凝土中的高强度钢筋（钢丝）大概产生这类毁坏。
2.4硬度
硬度示意材料抵挡硬物体压入其表面的才能。它是金属材料的紧要机能目标之一。通常硬度越高，耐磨性越好。罕用的硬度目标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
1.布氏硬度（HB）：以肯定的载荷(通常kg)把肯定巨细（直径通常为10mm）的淬硬钢球压入材料表面，维持一段时候，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单元为千克力/mm2(N/mm2)。
2.洛氏硬度（HR）：当HB或许试样太小时，不能采纳布氏硬度实验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在肯定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。依照实验材料硬度的不同，可采纳不同的压头和总实验压力构成几种不同的洛氏硬度标尺，每一种标尺用一个字母在洛氏硬度标识HR背面加以阐扬。罕用的洛氏硬度标尺是A,B,C三种（HRA,HRB,HRC）。个中C标尺应用最为遍及。
HRA：是采纳60kg载荷钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料（如硬质合金等）。
HRB：是采纳kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料（如退火钢、铸铁等）。
HRC：是采纳kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料（如淬火钢等）。
3维氏硬度（HV）：以kg之内的载荷和顶角为°的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值(HV)。硬度实验是机器机能实验中最浅显易行的一种实验办法。为了能用硬度实验替代某些机器机能实验，临盆上须要一个对比明确的硬度和强度的换算干系。推广解释，金属材料的各样硬度值之间，硬度值与强度值之间具备好像的响应干系。由于硬度值是由肇端塑性变形抗力和继承塑性变形抗力决意的，材料的强度越高，塑性变形抗力越高，硬度值也就越高。
金属材料的机能
金属材料的机能决意着材料的实用范畴及应用的正当性。金属材料的机能首要分为四个方面，即：机器机能、化学机能、物理机能、工艺机能。
3.1机器机能
（一）应力的观念,物体内部单元截面积上担当的力称为应力。由外力影响引发的应力称为劳动应力，在无外力影响前提下均衡于物体内部的应力称为内应力（比方机关应力、热应力、加工流程结尾后存储下来的残存应力…等等）。
（二）机器机能,金属在肯定温度前提下担当外力（载荷）做历时，抵挡变形和断裂的才能称为金属材料的机器机能（也称为力学机能）。金属材料担当的载荷有多种样式，它可所以静态载荷，也可所以动态载荷，囊括独自或同时担当的拉伸应力、压应力、屈曲应力、剪切应力、挽回应力，以及磨擦、震荡、打击等等，是以权衡金属材料机器机能的目标首要有如下几项：
3.1.1.强度
这是表征材料在外力影响下抵挡变形和毁坏的最大才能，可分为抗拉强度极限（σb）、抗弯强度极限（σbb）、抗压强度极限（σbc）等。由于金属材料在外力影响下从变形到毁坏有肯定的规律可循，因此常常采纳拉伸实验举办测定，即把金属材料制成肯定例格的试样，在拉伸实验机赶上行拉伸，直至试样断裂，测定的强度目标首要有：
（1）强度极限：材料在外力影响下能抵挡断裂的最大应力，通常指拉力影响下的抗拉强度极限，以σb示意，如拉伸实验弧线图中最高点b对应的强度极限，罕用单元为兆帕（MPa），换算干系有：1MPa=1N/m2=(9.8)-1Kgf/mm2或1Kgf/mm2=9.8MPa。
（2）屈从强度极限：金属材料试样担当的外力超越材料的弹性极限时，尽管应力不再增添，然则试样仍产生显然的塑性变形，这类局势称为屈从，即材料担当外力到肯定水准时，其变形不再与外力成正比而造成显然的塑性变形。造成屈从时的应力称为屈从强度极限，用σs示意，响应于拉伸实验弧线图中的S点称为屈从点。关于塑性高的材料，在拉伸弧线上会浮现显然的屈从点，而关于低塑性材料则没有显然的屈从点，进而难以依照屈从点的外尽力出屈从极限。是以，在拉伸实验办法中，通老例定试样上的标距长度造成0.2%塑性变形时的应力做为前提屈从极限，用σ0.2示意。屈从极限目标可用于请求零件在劳动中不造成显然塑性变形的计划根据。然则关于一些紧要零件还思考请求屈强比（即σs/σb）要小，以升高其平安靠得住性，不过此时材料的操纵率也较低了。
（3）弹性极限：材料在外力影响下将造成变形，然则去除外力后仍能恢复原状的才能称为弹性。金属材料能维持弹性变形的最大应力即为弹性极限，响应于拉伸实验弧线图中的e点，以σe示意，单元为兆帕（MPa）：σe=Pe/Fo式中Pe为维持弹性时的最大外力（或许说材料最大弹性变形时的载荷）。
（4）弹性模数：这是材料在弹性极限范畴内的应力σ与应变δ（与应力相对应的单元变形量）之比，用E示意，单元兆帕（MPa）：E=σ/δ=tgα式中α为拉伸实验弧线上o-e线与水准轴o-x的夹角。弹性模数是反响金属材料刚性的目标（金属材料受力时抵挡弹性变形的才能称为刚性）。
3.1.2.塑性,
金属材料在外力影响下造成永远变形而不毁坏的最大才能称为塑性，常常以拉伸实验时的试样标距长度蔓延率δ（%）和试样断面紧缩率ψ（%）蔓延率δ=[(L1-L0)/L0]x%，这是拉伸实验时试样拉断后将试样断口对合起来后的标距长度L1与试样原始标距长度L0之差（增进量）与L0之比。在现实实验时，统一材料然则不同规格（直径、截面形态-比方方形、圆形、矩形以及标距长度）的拉伸试样测得的蔓延率会有不同，是以通常须要分外加注，比方最罕用的圆截口试样，其初始标距长度为试样直径5倍时测得的蔓延率示意为δ5，而初始标距长度为试样直径10倍时测得的蔓延率则示意为δ10。断面紧缩率ψ=[(F0-F1)/F0]x%，这是拉伸实验时试样拉断后原横截面积F0与断口细颈处最小截面积F1之差（断面削减量）与F0之比。有用中关于最罕用的圆截口试样常常可通过直径权衡举办计划：ψ=[1-(D1/D0)2]x%，式中：D0-试样原直径；D1-试样拉断后断口细颈处最小直径。δ与ψ值越大，讲明材料的塑性越好。
3.1.3.韧性
金属材料在打击载荷影响下抵挡毁坏的才能称为韧性。常常采纳打击实验，即用肯定尺寸和形态的金属试样在规矩表率的打击实验机上担当打击载荷而折断时，断口上单元横截面积上所花费的打击功表征材料的韧性：αk=Ak/F单元J/cm2或Kg·m/cm2，1Kg·m/cm2=9.8J/cm2αk称做金属材料的打击韧性，Ak为打击功，F为断口的原始截面积。5.疲顿强度极限金属材料在永远的屡次应力影响或交变应力影响下（应力通常均小于屈从极限强度σs），未经显著变形就产生断裂的局势称为疲顿毁坏或疲顿断裂，这是由于多种缘由使得零件表面的个别造成大于σs以至大于σb的应力（应力纠合），使该个别产生塑性变形或微裂纹，跟着屡次交变应力影响次数的增添，使裂纹渐渐增添加深（裂纹顶端处应力纠合）致使该个别处担当应力的现实截面积减小，直至个别应力大于σb而造成断裂。在现实应用中，通常把试样在反复或交变应力（拉应力、压应力、屈曲或挽回应力等）影响下，在规矩的周期数内（通常对钢取~次，对有色金属取次）不产生断裂所能担当的最大应力做为疲顿强度极限，用σ-1示意，单元MPa。除了上述五种最罕用的力学机能目标外，对一些请求分外矜重的材料，比方航空航天以及核产业、电厂等应用的金属材料，还会请求下述一些力学机能目标：蠕变极限：在肯定温度和恒定拉伸载荷下，材料随时候迟缓造成塑性变形的局势称为蠕变。常常采纳高温拉伸蠕变实验，即在恒定温度和恒定拉伸载荷下，试样在规守时候内的蠕变伸长率（总伸长或残存伸长）或许在蠕变伸长速率相对恒定的阶段，蠕变速率不超越某规矩值时的最大应力，做为蠕变极限，以示意，单元MPa，式中τ为实验接续时候，t为温度，δ为伸长率，σ为应力；或许以示意，V为蠕变速率。高温拉伸经久强度极限：试样在恒定温度和恒定拉伸载荷影响下，抵达规矩的接续时候而不停裂的最大应力，以示意，单元MPa，式中τ为接续时候，t为温度，σ为应力。金属缺口敏锐性系数：以Kτ示意在接续时候好像（高温拉伸经久实验）时,出缺口的试样与完整口的滑腻试样的应力之比：式中τ为实验接续时候，为缺口试样的应力，为滑腻试样的应力。或许用：示意，即在好像的应力σ影响下，缺口试样接续时候与滑腻试样接续时候之比。抗热性：在高温下材料对机器载荷的抗力。
3.2化学机能
金属与其余物资引发化学反响的个性称为金属的化学机能。在现实应用中首要思考金属的抗蚀性、抗氧化性（又称做氧化抗力，这是分外指金属在高温时对氧化影响的抵挡才能或许说平稳性），以及不同金属之间、金属与非金属之间造成的化合物对机器机能的影响等等。在金属的化学机能中，分外是抗蚀性对金属的侵蚀疲顿损伤有注意大的意义。
3.3物理机能
金属的物理机能首要思考：
（1）密度（比重）：ρ=P/V单元克/立方厘米或吨/立方米，式中P为分量，V为体积。在现实应用中，除了依照密度计划金属零件的分量外，很紧要的一点是思考金属的比强度（强度σb与密度ρ之比）来协助选材，以及与无损探测相干的声学探测中的声阻抗（密度ρ与声速C的乘积）和射线探测中密度不同的物资对射线能量有不同的摄取才能等等。
（2）熔点：金属由固态变动为液态时的温度，对金属材料的熔炼、热加工有直接影响，并与材料的高温机能有很大干系。
（3）热膨胀性。跟着温度变动，材料的体积也产生变动（膨胀或紧缩）的局势称为热膨胀，多用线膨胀系数权衡，亦即温度变动1℃时，材料长度的增减量与其0℃时的长度之比。热膨胀性与材料的比热相干。在现实应用中还要思考比容（材料受温度等外界影响时，单元分量的材料其容积的增减，即容积与品质之比），分外是关于在高温处境下劳动，或许在冷、热瓜代处境中劳动的金属零件，必需思考其膨胀机能的影响。
（4）磁性。能吸引铁磁性物体的性质即为磁性，它反响在导磁率、磁滞花费、残余磁感觉强度、矫顽磁力等参数上，进而能够把金属材料分红顺磁与逆磁、软磁与硬磁材料。
（5）电学机能。首要思考其电导率，在电磁无损探测中对其电阻率和涡流花费等都有影响。
3.4工艺机能
金属对各样加工工艺办法所呈现出来的适应性称为工艺机能，首要有如下四个方面：
（1）切削加工机能：反响用切削器械（比方车削、铣削、刨削、磨削等）对金属材料举办切削加工的难易水准。
（2）可锻性：反响金属材料在压力加工流程中成型的难易水准，比方将材料加热到肯定温度时其塑性的高下（呈现为塑性变形抗力的巨细），准许热压力加工的温度范畴巨细，热胀冷缩个性以及与显微机关、机器机能相干的临界变形的边界、热变形时金属的崎岖性、导热机能等。
（3）可铸性：反响金属材料融化浇铸成为铸件的难易水准，呈现为融化形态时的崎岖性、吸气性、氧化性、熔点，铸件显微机关的匀称性、精细性，以及冷缩率等。
（4）可焊性：反响金属材料在个别倏地加热，使分离部位飞快融化或半融化（需加压），进而使分离部位稳固地分离在一同而成为完全的难易水准，呈现为熔点、融化时的吸气性、氧化性、导热性、热胀冷缩个性、塑性以及与接缝部位和四周用材显微机关的相干性、对机器机能的影响等。
金属材料、金属成品德业进展前程
金属成品德业囊括布局性金属成品缔造、金属器械缔造、集装箱及金属包装容器缔造、集装箱、不锈钢及好像日用金属成品缔造，船舶及海洋工程缔造等。跟着社会的超过和科技的进展，金属成品在产业、农业以及人们的生计各个范畴的应用越来越遍及，也给社会缔造越来越大的价格。
金属成品德业在进展流程中也碰到一些难题，比方技巧浅显，技巧水准偏低，缺少先进的设置，人材欠缺等，限制了金属成品德业的进展。为此，能够采纳升高企业技巧水准，引进先进技巧设置，培育实用人材等升高华夏金属成品业的进展。
年金属成品德业的产物将越来越趋势于多元化，业界的技巧水准越来越高，产物资量会稳步升高，比赛与墟市将进一步正当化。加之国度对行业的进一步榜样，以及相干行业优待策略的推行，-年，金属成品德业将有庞大的进展空间。
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