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金属材料

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金属材料分类 金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。 ①黑色金属又称钢铁材料,包括含铁90%以上的工业纯铁,含碳 2%~4%的铸铁,含碳小于 2%的碳钢,以及各种用途的结、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。 ②有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金,通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属

目录

1. 金属材料分类

金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。

①黑色金属又称钢铁材料,包括含铁90%以上的工业纯铁,含碳 2%~4%的铸铁,含碳小于 2%的碳钢,以及各种用途的结、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。

②有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金,通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等,有色合金的强度和硬度一般比纯金属高,并且电阻大、电阻温度系数小。

③特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料,以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等;还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金以及金属基复合材料等。

2. 纯金属

纯金属虽然具有较高的导电性、导热性和良好的塑性等优点,但由于其性能的局限性,不能满足各种不同场合的使用要求。

纯金属的力学性能不高,以强度为例,纯金属的强度一般较低,铁的抗拉强度约为200MPa,纯铝的抗拉强度约为100MPa,显然不适合用于工程中各种结构的用材。加之纯金属种类有限,制取困难,价格相对较高,因此在各行业上应用较少。实际上,工程中使用的金属材料都是合金,如碳钢、合金钢、铸铁、铜合金、钔合金,尤其是铁、碳为主要成份的合金。

3. 合金

合金,就是两种或两种以上化学物质(至少有一组分为金属)混合而成的具有金属特性的物质,一般由各组分熔合成均匀的液体,再经冷凝而得。

合金至少会包括以下三种中的一种:元素形成的单一相固态溶液,许多金属相形成的混合物,金属形成的金属互化物。固态溶液的合金其微结构有单一相,部份为溶液的合金则是有二相或二相以上,其分布可能是匀相,也可能不是匀相,依材料冷却过程的温度变化而定。金属互化物一般会有一种合金或纯金属包在另一种纯金属内。

由于合金一些特性会比纯金属元素要好,因此会用在特定的应用中。合金的例子包括钢、焊料、黄铜、白镴及磷青铜及汞齐。

合金的成份一般是以质量比例来计算。合金依其原子组成的方式,可以区分为替代合金或间质合金,又可以进一步区分为匀相(只有一相)、非匀相(不止一相)及金属互化物(两相之间没有明显的边界)。

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