金屬材料組織與性能探究
金屬材料是人類生產(chǎn)生活的基礎(chǔ)性材料，在工業(yè)制造領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，以下是小編搜集整理的一篇探究金屬材料組織與性能的論文范文，供大家閱讀查看。
摘要：金屬材料在工業(yè)制造領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，不同的應(yīng)用環(huán)境對(duì)金屬材料的性能也會(huì)有不同的要求。金屬材料根據(jù)組成元素和結(jié)構(gòu)的不同，可以分為黑色金屬材料、有色金屬材料和特種金屬材料。金屬材料的性能會(huì)隨著組織結(jié)構(gòu)的變化而變化，在工業(yè)生產(chǎn)中要控制好金屬材料的組織結(jié)構(gòu)，以得到具有特定性能的金屬材料。
關(guān)鍵詞：金屬材料;組織結(jié)構(gòu);性能指標(biāo)
在人類的生產(chǎn)生活當(dāng)中，鋼材、鋁合金等金屬材料起到了基礎(chǔ)支撐性作用。當(dāng)今時(shí)代的發(fā)展和進(jìn)步離不開(kāi)對(duì)新材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，人類通過(guò)不斷認(rèn)識(shí)和制造出新的金屬材料，實(shí)現(xiàn)科技的進(jìn)步和發(fā)展。然而，金屬材料的性能受到多種因素的影響，其中影響金屬材料性能的一個(gè)因素就是金屬材料的組織結(jié)構(gòu)。在對(duì)金屬材料的生產(chǎn)制造中，要正確認(rèn)識(shí)金屬材料內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)性能的關(guān)系。通過(guò)調(diào)控好金屬材料的組織結(jié)構(gòu)，使金屬材料獲得特定的性能，滿足人們的生產(chǎn)生活需要。
1金屬材料的分類與簡(jiǎn)介
金屬材料是指以金屬元素為主要組分構(gòu)成的具有金屬特性的一類材料的統(tǒng)稱。金屬材料是現(xiàn)代制造業(yè)的基礎(chǔ)，金屬材料的性能和質(zhì)量直接關(guān)系到機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。根據(jù)金屬材料的組成和性能不同，金屬材料大致可以分為黑色金屬材料、有色金屬材料和特種金屬材料三類材料。
1.1黑色金屬材料
黑色金屬材料是指以鐵、鉻和錳為主要元素組成的金屬類材料，包括碳鋼、鑄鐵及精密合金等。黑色金屬材料在人們的日常生產(chǎn)生活中應(yīng)用最為廣泛，也是工業(yè)建設(shè)活動(dòng)中所使用的基礎(chǔ)性材料。黑色金屬材料的產(chǎn)量占到了所有金屬材料總產(chǎn)量的95%以上，是最為常見(jiàn)的一類金屬材料。以鐵基材料來(lái)說(shuō)，根據(jù)材料中的含碳量不同，可以分為三大類型。一是工業(yè)純鐵，這類材料的含鐵量達(dá)到99%以上，含碳量小于0.02%。工業(yè)純鐵又稱為熟鐵，具有銀白色金屬光澤，質(zhì)地相對(duì)較軟，不能用于制造刀劍、鐵犁等常見(jiàn)工具。二是鋼材，其是含碳量在0.03%～2%的鐵碳合金。碳鋼是最常見(jiàn)的鋼鐵材料，冶煉方便，具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，適用于大多數(shù)金屬制品的制造。三是鑄鐵，其是含碳量為2%～4.3%的鐵碳合金材料，鑄鐵的質(zhì)地硬而脆，但耐壓耐磨[1]。由上述分析可以看到，同樣是鐵基金屬材料，含碳量的不同會(huì)造成金屬材料差異巨大。
1.2有色金屬材料
狹義的有色金屬材料是指除了鐵、鉻錳之外的金屬材料，廣義的有色金屬材料還包括各種有色金屬合金。在當(dāng)代社會(huì)，新的科技設(shè)備對(duì)金屬材料的性質(zhì)有著特殊的要求，有色金屬材料的產(chǎn)量和用量雖然很小，對(duì)各種新產(chǎn)品的`性能卻起著至關(guān)重要的作用。在全球范圍來(lái)說(shuō)，有色金屬的儲(chǔ)量要遠(yuǎn)小于黑色金屬，因而只有在特殊的工業(yè)制品中才會(huì)用到有色金屬材料。有色金屬材料通常可以分為輕金屬、重金屬、半金屬、貴金屬、稀土金屬和稀有金屬。與傳統(tǒng)的黑金屬材料相比，有色金屬材料的加工制造難度較大，在生活中應(yīng)用較少。有色金屬材料通常應(yīng)用于特殊產(chǎn)品如導(dǎo)彈、衛(wèi)星、潛艇和雷達(dá)的制造當(dāng)中。
1.3特種金屬材料
特種金屬材料是近年來(lái)新開(kāi)發(fā)的一類特殊的金屬材料，在生產(chǎn)生活中應(yīng)用更為稀少，它們是具有特殊用途、結(jié)構(gòu)和功能的金屬材料。根據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同，特殊金屬材料可以分為準(zhǔn)晶態(tài)、非晶態(tài)和納米晶態(tài)等金屬材料。特殊金屬材料現(xiàn)階段仍然處于研究開(kāi)發(fā)階段，在日常生活中應(yīng)用較少，目前主要應(yīng)用于航天制造等尖端科技產(chǎn)品的制造當(dāng)中。
2金屬材料的內(nèi)部組織對(duì)性能的影響
金屬材料往往具有一定的硬度，具有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能，正是基于這些特性，金屬材料在人們的生產(chǎn)生活中得到了廣泛的應(yīng)用。金屬材料的結(jié)構(gòu)性能與內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)關(guān)系巨大，在金屬材料的制備過(guò)程中可以通過(guò)調(diào)控金屬材料的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，達(dá)到改變金屬性能的目的。
2.1晶粒對(duì)金屬材料力學(xué)性能的影響
金屬的力學(xué)性能又稱為金屬的機(jī)械性能，也是鋼筋等常規(guī)金屬制品最為關(guān)注的結(jié)構(gòu)特性。金屬材料的力學(xué)性能包含多方面的指標(biāo)，包括強(qiáng)度、韌性、塑性和彈性等。只有掌握了不同金屬所具有的特定性能，在金屬加工制造過(guò)程中才能合理地選擇恰當(dāng)?shù)慕饘俨牧�。純的金屬材料屬于晶體，不同類型的金屬材料其內(nèi)部的晶粒大小、形狀和晶體內(nèi)部缺陷不同，這些組織結(jié)構(gòu)特性會(huì)影響金屬的力學(xué)性能。金屬內(nèi)部的晶粒越小，晶體的韌性就越高，塑性越好[2]。
2.2金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變對(duì)金屬性能的影響
在現(xiàn)代化冶金技術(shù)的發(fā)展下，合金被大量的加工和使用。以鐵碳合金來(lái)說(shuō)，其基本組織結(jié)構(gòu)有多種形態(tài)，在不同的要求下要選擇不同的合金材料。鐵素體在常溫環(huán)境下性能接近純鐵，但是強(qiáng)度和硬度相對(duì)較差;奧氏體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和硬度較強(qiáng)，同時(shí)可塑性也較好;回火索氏體各項(xiàng)指標(biāo)較為平均，綜合性能較好。由此可見(jiàn)，同種元素組成的金屬材料在不同的加工工藝的影響下，所得到的材料的性能差異很大�？刂平饘俚耐禺悩�(gòu)體的特性是控制金屬性能的有效途徑。
3結(jié)語(yǔ)
金屬材料是人類生產(chǎn)生活的基礎(chǔ)性材料，在工業(yè)制造領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。金屬材料可以分為黑色金屬材料、有色金屬材料和特種金屬材料。金屬材料的性能受到金屬的組織結(jié)構(gòu)性能的影響，通過(guò)調(diào)控金屬材料的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)可以對(duì)材料的各項(xiàng)性能進(jìn)行有效的調(diào)控。金屬材料內(nèi)部的晶粒大小和結(jié)構(gòu)、金屬材料的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變都會(huì)對(duì)金屬材料的性能產(chǎn)生巨大的影響。
參考文獻(xiàn)：
[1]張炯.闡述金屬材料組織和性能之間的關(guān)系[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2016,6(3):81.
[2]李婷.論金屬材料組織和性能之間的關(guān)系[J].江西建材,2016,36(10):293,295.
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