总结金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具备金属特征的材料的统称。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。）
”
Vol.1
意义
人类文化的进展和社会的提高同金属材料关联极度紧密。继石器期间往后呈现的铜器期间、铁器期间，均以金属材料的运用为其期间的显著标识。当代，品种稠密的金属材料已成为人类社会进展的首要物资基本。Vol.2
品种
金属材料普遍分为黑色金属、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，以及各类用处的组织钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、不锈钢、精湛合金等。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、锰之外的一共金属及其合金，普遍分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、少见金属和稀土金属等。有色合金的强度和硬度普遍比纯金属高，而且电阻大、电阻温度系数小。（3）特种金属材料，囊括不同用处的组织金属材料和机能金属材料。个中有经历马上冷凝工艺赢得的非晶态金属材料，以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等；再有隐身、抗氢、超导、形态印象、耐磨、减振阻尼等非凡机能合金以及金属基复合材料等。Vol.3
功用
普遍分为工艺功用和哄骗功用两类。所谓工艺功用是指机器零件在加工制作历程中，金属材料在所定的冷、热加工前提下体现出来的功用。金属材料工艺功用的是曲，决意了它在制作历程中加工成形的适应能耐。由于加工前提不同，请求的工艺功用也就不同，如锻造功用、可焊性、可锻性、热解决功用、切削加工性等。所谓哄骗功用是指机器零件在哄骗前提下，金属材料体现出来的功用，它囊括力学功用、物理功用、化学功用等。金属材料哄骗功用的是曲，决意了它的哄骗范畴与哄骗寿命。在机器制作业中，普遍机器零件都是在常温、常压和非凡猛烈侵蚀性介质中哄骗的，且在哄骗历程中各机器零件都将承担不同载荷的影响。金属材料在载荷影响下抵御毁坏的功用，称为力学功用（昔日也称为机器功用）。金属材料的力学功用是零件的策画和选材时的首要根据。外加载荷性质不同（譬喻拉伸、收缩、旋转、冲锋、轮回载荷等），对金属材料请求的力学功用也将不同。罕用的力学功用囊括：强度、塑性、硬度、冲锋韧性、屡次冲锋抗力和疲惫极限等。金属材料特征
Vol.1
疲惫
很多机器零件和工程构件，是承担交变载荷劳动的。在交变载荷的影响下，即使应力水准低于材料的服从极限，但经太永劫间的应力屡次轮回影响往后，也会产生忽然脆性断裂，这类景象叫做金属材料的疲惫。金属材料疲惫断裂的特征是： （1）载荷应力是交变的； （2）载荷的做历功夫较长； （3）断裂是刹时产生的； （4）不管是塑性材料依然脆性材料，在疲惫断裂区都是脆性的。因此，疲惫断裂是工程上最罕见、最危险的断裂形势。金属材料的疲惫景象，按前提不同可分为下列几种：#1
高周疲惫
指在低应力（劳动应力低于材料的服从极限，乃至低于弹性极限）前提下，应力轮回周数在以上的疲惫，它是最罕见的一种疲惫毁坏。高周疲惫普遍简称为疲惫。
#2
低周疲惫
指在高应力（劳动应力亲近材料的服从极限）或高应变前提下，应力轮回周数在~下列的疲惫。由于交变的塑性应变在这类疲惫毁坏中起首要影响，于是，也称为塑性疲惫或应变疲惫。
#3
热疲惫
指由于温度改变所孕育的热应力的屡次影响，所孕育的疲惫毁坏。
#4
侵蚀疲惫
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）的配配合用下，所孕育的疲惫毁坏。
#5
来往疲惫
这是指机器零件的来往表面，在来往应力的屡次影响下，呈现麻点剥落或表面压碎剥落，进而孕育机件生效毁坏。
Vol.2
塑性
塑性是指金属材料在载荷外力的影响下，孕育永远变形（塑性变形）而不被毁坏的能耐。金属材料在遭到拉伸时，长度和横截面积都要产生改变，于是，金属的塑性也许用长度的伸长（延长率）和断面的紧缩（断面紧缩率）两个目标来权衡。金属材料的延长率和断面紧缩率愈大，示意该材料的塑性愈好，即材料能承担较大的塑性变形而不毁坏。普遍把延长率大于百分之五的金属材料称为塑性材料（如低碳钢等），而把延长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孕育塑性变形，并在塑性变形的同时使金属材料因塑性变形而加强，进而提升材料的强度，保证了零件的平安哄骗。另外，塑性好的材料也许告成地施行某些成型工艺加工，如冲压、冷弯、冷拔、校直等。于是，筛选金属材料做机器零件时，必然知足必然的塑性目标。Vol.3
经久性
修建金属侵蚀的首要样式： （1）匀称侵蚀。金属表面的侵蚀使断面匀称变薄。于是，罕用年平衡的厚度减损值做为侵蚀功用的目标（侵蚀率）。钢材在大气中普遍呈匀称侵蚀。（2）孔蚀。金属侵蚀呈点状并孕育深坑。孔蚀的孕育与金属的天性及其所处介质关联。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。管道的侵蚀多思索孔蚀题目。（3）电偶侵蚀。不同金属的来往处，因所具不同电位而孕育的侵蚀。（4）罅隙侵蚀。金属表面在罅隙或其余掩饰地区常产生由于不同部位间介质的组分和浓度的不同所引发的个别侵蚀。（5）应力侵蚀。在侵蚀介质和较高拉应力配配合用下，金属表面孕育侵蚀并向内伸展成微裂纹，常致使忽然破断。混凝土中的高强度钢筋（钢丝）或者产生这类毁坏。Vol.4
硬度
硬度示意材料抵御硬物体压入其表面的能耐。它是金属材料的首要功用目标之一。普遍硬度越高，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。布氏硬度（HB）：以必然的载荷(普遍kg)把必然巨细（直径普遍为10mm）的淬硬钢球压入材料表面，维持一段功夫，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)。洛氏硬度（HR）：当HB也许试样太小时，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，在必然载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。凭借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志HR反面加以阐扬。罕用的洛氏硬度标尺是A，B，C三种（HRA、HRB、HRC）。个中C标尺运用最为宽广。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）。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)。硬度实验是机器功用实验中最简略易行的一种实验办法。为了能用硬度实验取代某些机器功用实验，临盆上需求一个较量明确的硬度和强度的换算关联。理论表明，金属材料的各类硬度值之间，硬度值与强度值之间具备类似的响应关联。由于硬度值是由肇始塑性变形抗力和接续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。金属材料的功用
金属材料的功用决意着材料的合用范畴及运用的公道性。金属材料的功用首要分为四个方面，即：力学功用、化学功用、物理功用、工艺功用。Vol.1
力学功用
应力：物体内部单元截面积上承担的力称为应力。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（譬喻机关应力、热应力、加工历程完成后存储下来的残存应力）。力学功用：金属在必然温度前提下承担外力（载荷）做历时，抵御变形和断裂的能耐称为金属材料的机器功用（也称为力学功用）。金属材料承担的载荷有多种形势，它可于是静态载荷，也可于是动态载荷，囊括独自或同时承担的拉伸应力、压应力、曲折应力、剪切应力、旋转应力，以及争持、震荡、冲锋等等，于是权衡金属材料机器功用的目标首要有下列几项。1.1
强度
这是表征材料在外力影响下抵御变形和毁坏的最大能耐，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必然的规律可循，于是普遍采纳拉伸实验施行测定，即把金属材料制成必然例格的试样，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御断裂的最大应力，普遍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），换算关联有：1MPa=1N/m2=(9.8)-1kgf/mm2或1kgf/mm2=9.8MPa。（2）服从强度极限：金属材料试样承担的外力超出材料的弹性极限时，即使应力不再添加，然而试样仍产生显然的塑性变形，这类景象称为服从，即材料承担外力到必然水准时，其变形不再与外力成正比而孕育显然的塑性变形。孕育服从时的应力称为服从强度极限，用σs示意，响应于拉伸实验弧线图中的S点称为服从点。关于塑性高的材料，在拉伸弧线上会呈现显然的服从点，而关于低塑性材料则没有显然的服从点，进而难以凭借服从点的外死力出服从极限。于是，在拉伸实验办法中，通惯例定试样上的标距长度孕育0.2%塑性变形时的应力做为前提服从极限，用σ0.2示意。服从极限目标可用于请求零件在劳动中不孕育显然塑性变形的策画根据。然而关于一些首要零件还思索请求屈强比（即σs/σb）要小，以提升其平安安稳性，不过此时材料的行使率也较低了。（3）弹性极限：材料在外力影响下将孕育变形，然而去除外力后仍能恢回复状的能耐称为弹性。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（也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（金属材料受力时抵御弹性变形的能耐称为刚性）。1.2
塑性
金属材料在外力影响下孕育永远变形而不毁坏的最大能耐称为塑性，普遍以拉伸实验时的试样标距长度延长率δ（%）和试样断面紧缩率ψ（%）延长率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（延长量）与L0之比。在本质实验时，统一材料然而不同规格（直径、截面形态-譬喻方形、圆形、矩形以及标距长度）的拉伸试样测得的延长率会有不同，于是普遍需求非凡加注，譬喻最罕用的圆截口试样，其初始标距长度为试样直径5倍时测得的延长率示意为δ5，而初始标距长度为试样直径10倍时测得的延长率则示意为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（断面撙节量）与F0之比。合用中关于最罕用的圆截口试样普遍可经历直径权衡施行谋划：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，声明材料的塑性越好。1.3
韧性
金属材料在冲锋载荷影响下抵御毁坏的能耐称为韧性。普遍采纳冲锋实验，即用必然尺寸和形态的金属试样在划定表率的冲锋实验机上承担冲锋载荷而折断时，断口上单元横截面积上所耗损的冲锋功表征材料的韧性：αk=Ak/F。单元J/cm2或Kg·m/cm2，1Kg·m/cm2=9.8J/cm2。αk称做金属材料的冲锋韧性，Ak为冲锋功，F为断口的原始截面积。1.4
疲惫功用
疲惫强度极限金属材料在长久的屡次应力影响或交变应力影响下（应力普遍均小于服从极限强度σs），未经显著变形就产生断裂的景象称为疲惫毁坏或疲惫断裂，这是由于多种起因使得零件表面的个别孕育大于σs乃至大于σb的应力（应力聚合），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添加，使裂纹逐步伸展加深（裂纹顶端处应力聚合）致使该个别处承担应力的本质截面积减小，直至个别应力大于σb而孕育断裂。在本质运用中，普遍把试样在反复或交变应力（拉应力、压应力、曲折或旋转应力等）影响下，在划定的周期数内（普遍对钢取~次，对有色金属取次）不产生断裂所能承担的最大应力做为疲惫强度极限，用σ-1示意，单元MPa。除了上述几种最罕用的力学功用目标外，对一些请求非凡严酷的材料，譬喻航空航天以及核产业、电厂等哄骗的金属材料，还会请求下述一些力学功用目标。蠕变极限：在必然温度和恒定拉伸载荷下，材料随功夫慢慢孕育塑性变形的景象称为蠕变。普遍采纳高温拉伸蠕变实验，即在恒定温度和恒定拉伸载荷下，试样在规按功夫内的蠕变伸长率（总伸长或残存伸长）也许在蠕变伸长速率相对恒定的阶段，蠕变速率不超出某划定值时的最大应力，做为蠕变极限，以示意，单元MPa，式中τ为实验赓续功夫，t为温度，δ为伸长率，σ为应力；也许以示意，V为蠕变速率。高温拉伸良久强度极限：试样在恒定温度和恒定拉伸载荷影响下，到达划定的赓续功夫而赓续裂的最大应力。金属缺口敏锐性系数：以Kτ示意在赓续功夫雷同（高温拉伸良久实验）时，出缺口的试样与完好口的平滑试样的应力之比。抗热性：在高温下材料对机器载荷的抗力。Vol.2
化学功用
金属与其余物资引发化学反响的特征称为金属的化学功用。在本质运用中首要思索金属的抗蚀性、抗氧化性（又称做氧化抗力，这是非凡指金属在高温时对氧化影响的抵御能耐也许说安定性），以及不同金属之间、金属与非金属之间孕育的化合物对机器功用的影响等等。在金属的化学功用中，非凡是抗蚀性对金属的侵蚀疲惫损伤有注意大的意义。Vol.3
物理功用
金属的物理功用首要思索：（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。在本质运用中，除了凭借密度谋划金属零件的分量外，很首要的一点是思索金属的比强度（强度σb与密度ρ之比）来协助选材，以及与无损探测关联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能耐等等。（2）熔点：金属由固态变化为液态时的温度，对金属材料的熔炼、热加工有直接影响，并与材料的高温功用有很大关联。（3）热膨胀性：跟着温度改变，材料的体积也产生改变（膨胀或紧缩）的景象称为热膨胀，多用线膨胀系数权衡，亦即温度改变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关联。在本质运用中还要思索比容（材料受温度等外界影响时，单元分量的材料其容积的增减，即容积与原料之比），非凡是关于在高温处境下劳动，也许在冷、热瓜代处境中劳动的金属零件，必然思索其膨胀功用的影响。（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、磁滞消耗、残剩磁感到强度、矫顽磁力等参数上，进而也许把金属材料分红顺磁与逆磁、软磁与硬磁材料。（5）电学功用：首要思索其电导率，在电磁无损探测中对其电阻率和涡流消耗等都有影响。Vol.4
工艺功用
金属对各类加工工艺办法所体现出来的适应性称为工艺功用，首要有下列四个方面：（1）切削加工功用：反响用切削器械（譬喻车削、铣削、刨削、磨削等）对金属材料施行切削加工的难易水准。（2）可锻性：反响金属材料在压力加工历程中成型的难易水准，譬喻将材料加热到必然温度时其塑性的凹凸（体现为塑性变形抗力的巨细），理睬热压力加工的温度范畴巨细，热胀冷缩特征以及与显微机关、机器功用关联的临界变形的界线、热变形时金属的震动性、导热功用等。（3）可铸性：反响金属材料溶化浇铸成为铸件的难易水准，体现为溶化状况时的震动性、吸气性、氧化性、熔点，铸件显微机关的匀称性、精致性，以及冷缩率等。（4）可焊性：反响金属材料在个别马上加热，使联合部位敏捷溶化或半溶化（需加压），进而使联合部位安稳地联合在一同而成为大伙的难易水准，体现为熔点、溶化时的吸气性、氧化性、导热性、热胀冷缩特征、塑性以及与接缝部位和左近用材显微机关的关联性、对机器功用的影响等。根源：材料科学与工程。
更多视频
-END-
商务配合：mufengjixie
版权解释：报答每一位做家的忙碌付出与创造，除转载茂密没法溯源的文章，咱们均在文章中备注了根源。如转载波及版权等题目，请联络咱们节略或付出稿费，非凡报答！
点分享
点点赞
点在看
预览时标签不成点收录于合集#个