金属材料论文
目录
一、金属材料的性质
二、铁碳合金
三、金属的工艺性能
四、金属材料的改性方法
五、金属材料的发展趋势
六、参考文献
金属材料的性质
在自然界中，金属元素占75%。价电子数目少，电子层数较多，原子核对价电子的引力较弱，价电子容易脱离原子核的束缚而形成自由电子是其金属原子的结构特点。
自由电子在正离子之间作高速运动，形成带负电的电子云，正离子与电子云之间产生强烈的静电吸引力，金属原子间这种正离子与自由电子的引力结合称为金属键。金属键与非金属原子间的结合键不同。由于金属键的作用力很大，并且大量的原子结合成整体金属，固金属的强度高；金属键没有方向性，原子间也没有选择性，所以在外力作用下发生原子位置的相对移动时，金属健也不会遭到破坏，所以金属具有比较好的塑性变形能力；由于金属中的自由电子在电场的作用下作定向运动，使金属具有导电性，金属离子在平衡位置可以作热振动，且温度越高，金属离子的振幅越大，因此金属具有良好的导热性。
固态金属的原子彼此靠金属键结合在一起，表现出有规则的特征，即固态金属具有晶体结构。固态金属的晶格有多种形式，除少数具有复杂的结构外，大多数都属于体心立方，面心立方和密排六方三种中的一种：
体心立方晶格的结构特点：8个原子组成一个立方体，立方体的中心处还有一个原子。这种晶胞所占有的实际原子数为2，各棱边长度相等；具有这种结构特点的金属有：W、Cr、Mo、V、Nb等。
面心立方晶格的结构特点：8个原子组成一个立方体，立方体各面的中心处还分布有1个原子。这种晶胞所占有的实际原子数为4，各棱边长度相等；具有这种结构的金属有：Cu、Al、Ni、Pb等。
密排六方晶格的结构特点：12个原子组成一个六棱柱体，上下两个六边形中心处各有1个原子，六棱柱体的心部所占有的实际原子数为6。具有这种晶格的金属有：Mg、Be、Cd、Zn等。
以上的三种晶格是一种理想的状况，与实际金属的晶体结构有很大的差距。实际金属的原子排列不可能像理想晶体那样规则和完整，由于要受到加工、凝固以及其它因素的影响，实际晶体中总存在着偏离完整性的区域，这些区域就称为晶体缺陷。按几何特征，晶体缺陷可分为点缺陷，线缺陷和面缺陷。
（1）点缺陷结晶过程中，在高温下或由于辐照等，晶体中会产生点缺陷。其特征是三维方向上尺寸都很小，仅引起几个原子范围的不完整，该缺陷就是点缺陷。包括空位，间隙原子和异类原子三种。
（2）线缺陷指晶格中某一列或若干列原子出现有规律的错排，破坏了晶格的规则而形成的缺陷。位错的种类很多，但最简单、最基本的有两种类型：一种是刃型位错，另一种是螺型位错。
（3）面缺陷面缺陷主要是指晶界、亚晶界等。其特点是两个方向尺寸较大，一个方向尺寸很小。
铁碳合金
一合金及其结构
两种或两种以上的元素组成的金属物质称为合金。合金是金属，因而合金的组元中含有较大比例的金属元素。而其他含量少的元素可以是金属元素，也可以是非金属元素。如黄铜是铜锌合金，黄铜的组成元素都是金属元素。而钢是铁、碳等元素组成的合金，所含铁、锰等元素是金属元素，但碳、硅等则是非金属元素。合金中各组元之间相互影响、相互作用，因而可组成各种不同的结构。
1.固溶体
固态合金中，各组元相互溶解而形成的均匀物质称为固溶体。固溶体根据溶质原子在固溶体中所处的位置不同，可分为两种：
（1）置换式固溶体溶质原子替代溶剂的部分原子占据着晶格的正常位置，仍结合成溶剂的晶格类型所形成的固体，称为置换式固溶体。
（2）间隙式固溶体溶质原子存在于溶剂晶格间隙处所形成的固溶体，称为间隙式固溶体。
无论哪种固溶体，由于溶质原子的掺入，固溶体的晶格都存在畸变现象，从而改变了合金性能，表现为强度指标升高。
2.化合物
合金的组元按固定比例经化合而形成的物质称为化合物。
3.机械混合物
合金中的组元以各自的晶格类型相互掺杂在一起的结构，称为机械混合物。机械混合物可以是纯元素、固溶体或化合物各自存在的混合物，也可以是三者兼有的混合物结构（此种结构在实际生活中较为常见）。合金的性能随混合物中各种结构的比例不同而在较大范围内变化。
二铁碳合金的基本组织
现在工业中广泛使用的碳钢和铸铁就是以铁和碳为主要元素组成的合金。当加入某些元素后，更加扩大了钢铁材料的品种。钢铁材料的品种有百余种，其原因是与铁碳合金在结构上的多样性和易变性有着密切的关系。
（1）铁素体铁素体是碳溶解在α-Fe中的固溶体，用符号F表示。铁素体具有体心立方晶格，属间隙式固溶体，溶碳量很有限。室温时仅可溶解0.006%的碳，727℃时溶碳量可达0.0218%。铁素体的性能与纯铁相近，强度较低，布氏硬度值约为80，而塑性和韧性较好。（2）奥氏体奥氏体是碳溶解在γ-Fe中的固溶体，用符号A表示，奥氏体具有面心立方晶格，属间隙式固溶体。奥氏体溶解碳的能力较强，温度在1148℃时溶碳质量分数可达2.11%。随着温度的降低，其溶碳能力下降，727℃时溶碳质量分数为0.77%。奥氏体属高温组织，无磁性。只有当某些合金元素含量较多时，奥氏体才能保持到室温。奥氏体的强度不高，而塑性很好，适合塑性加工成形。
（3）渗碳体渗碳体是铁和碳形成的金属化合物，用Fe3C表示。其含碳质量分数为6.69%，具有复杂的晶格结构。渗碳体的硬度高，塑性和韧性很差，是一种脆性组织。铁碳合金的性能在很大程度上与渗碳体的数量、形状和分布状态有关。
（4）珠光体珠光体是奥氏体在恒温条件下分解而获得的机械混合物，由铁素体和渗碳体组成，用符号P表示。珠光体的含碳质量分数为0.77%，呈层状结构。珠光体的力学性能介于铁素体和渗碳体的性能之间，具有一定的塑性和韧性。
（5）莱氏体莱氏体是液态合金在恒温条件下结晶后获得的机械混合物，由奥氏体和渗碳体组成，用符号Ld表示。莱氏体的含碳质量分数为4.3%。温度低于727℃的莱氏体是由珠光体与渗碳体组成的机械混合物，用符号Ld′表示。由于渗碳体在莱氏体中所占比例圈套，故莱氏体属脆性组织。
金属的工艺性能
金属的工艺性能是一种综合性能，是金属材料在工艺过程中所具有和表现出来的性能。它与金属的物理性能、化学性能、力学性能等有关，也与环境有关。金属材料工艺性能的优劣，不仅影响工艺过程的繁简难易程度，也影响金属制品质量的高低粗精。目前工业中的金属制品，尤其是机械零件，仍以钢铁为主要材料。
金属的加热可以分为平衡加热和非平衡加热两种：
1.平衡加热
对金属进行平衡加热是指加热速度缓慢，金属发生的变化时间足够、不受约束、周围介质不参与变化的加热状态。
整体金属受热，其温度达到该金属状态图的液态线温度后，就转变为液体状态。温度低于该金属图的固态线时，金属内部应有组织转变过程发生。
2.非平衡加热
（1）金属组织转变
不具备平衡加热条件的升温都是非平衡加热。表现为加热速度快、温度分布不均匀，存在局部金属温度过高，工件各部分之间或表层与心部之间温差大。当周围介质再勇者参与热过程时，必将使加热结果极不理想，影响零件的最终质量。实际生产中，非平衡加热是最普通的加热状况。
金属非平衡加热时，其内部温度的分布很不均衡，因而金属组织的变化大大不同于平衡加热时的组织结果。显然，此时金属组织的转变是一个与温度和时间有关的动态过程。组织转变结果主要取决于各层金属所能的最高温度。据此，可以依据最高温度、参照平衡加热转变的结果加以分析。
金属工件在热处理或塑性加工过程中，加热速度快、加热不均匀或保温时间过长，同样会发生不理想变化，势必影响产品性能。
（2）加热缺陷
加热缺陷包括过热和过烧，氧化和脱碳，吸气及蒸发，应力和变形。
由于实际金属材料中不可避免地有杂质存在，同时在非平衡加热中周围介质一定参与反应，极生过烧缺陷。过烧是指加热温度尚未到达该金属的熔点时，金属内部出现液态物质的现象。这是由于杂质多以低熔点共晶体存在于晶界处，降低了该处物质的熔点所致。
金属在氧化性气氛中加热，不可避免地会产生氧化现象，对于钢铁材料就是形成氧化皮，不仅损耗金属，还将影响产品的精度和表面质量。氧化皮附着在金属表面上，会降低模具的寿命，加快切削刀具的磨损。氧化皮形成的同时，钢铁材料中其他元素也会被氧化，尤其是碳元素会与氧结合生成CO进入炉气中，使金属表面层的含碳量降低，此称为脱碳。脱碳后的钢铁材料，表面硬度降低，耐磨性锐减，从而影响使用性能。
吸气和蒸发现象的出现，会严重改变金属成分和结构，即有害气体成分增多，有益元素减少。这种金属再盗劫至室温时，其性能明显变差。
非平衡方式加热金属工件时，必然存在温差较大状态，引起工件各部分的膨胀量不同。当彼此制约而不能自由伸长时，就会形成应力，变形或裂纹。
综上所述，非平衡加热会产生缺陷，甚至是出现严重后果的缺陷。因此，必须严格控制加热规范，并针对加热条件、材料特性及工件结构特点等，采取必要的工艺措施来防止加热缺陷的产生。
金属材料的改性方法
金属材料的原始性能能不能满足各种零件工作条件的要求，必须采用某些工艺方法（热处理、塑性变形等）使之具有理想的性能。金属性能主要取决于内部结构，一切改变金属内部结构的手段均属改性方法。其中，热处理工艺是主要方法。
一、整体热处理方法
热处理是指金属在固态下通过改变温度、保温和随后调整至室温，实现改变金属组织，从而获得所需性能的工艺方法。热处理中改变温度的目的是使金属内部发生组织转变，保温的作用主要是保证组织转变进行得彻底。调整至室温的阶段是热处理中的重要阶段。经过这个阶段可使金属具有多种组织结构，且性能差异很大，极大地扩展了金属的使用范围，满足
了科学迅速发展对金属制品的各种要求。因此，热处理工艺在工业中占有很重要的地位。
其中热处理方法包括退火，正火，淬火，回火几个方面。退火又可根据加热温度的不同分为完全退火，球化退火，等温退火，扩散退火，去应力退火，再结晶退火。
正火冷却速度比退火快，得到的是非平衡组织，因而钢的性能有很大改变。正火的作用因钢种不同且有很大的差别。
（1）对普通结构钢件或低碳钢、低合金钢件，正火的目的是消除过热组织、细化晶粒、提高硬度、改善切削加工性，为保证后续加工质量和满足使用性能的要求奠定基
础。
（2）对中碳结构钢工件，正火可消除成形工艺过程中产生的某些组织缺陷，保持合适的硬度，便于切削加工，为后续热处理作好组织准备。
（3）对过共析钢，经正火后可消除网状二次渗碳体，为球化退火和后续淬火作组织准备。
（4）结某些高合金钢件，正火的冷却速度有可能大于获得马氏体的临界冷却速度，因而正火起到了淬火作用，故此时应把正火处理称为空淬。
1.淬火是指把钢加热到组织转变温度以上30~50℃，保温后快速冷却的处理工艺。其目的在于获得马氏体组织，使钢具有高硬度和高耐磨性。淬火是强化钢材的重要方法。其中淬火方法有以下几种：
（1）单液淬火法
将加热到奥氏体状态下的工件放入一种淬火介质中一直冷却到室温的淬火方法。此法的优点是操作简单，容易实现机械化，缺点是工件的表面与心部温差较大，易造成淬火应力或硬度不均匀现象。
（2）双液淬火法
将加热到奥氏体状态下的工件在冷却能力强的淬火介质中冷却到马氏体转变开始温度，立即转入冷却能力较弱的淬火介质中冷却，直至完成马氏体转变。此法的优点是既可避免奥体在高温下的转变，又可使马氏体转变比较缓慢，以减小内应力、变形和开裂的倾向。缺点是工件的表面与心部的温差仍然较大，第一种介质中的停留时时间不易掌握，需要有实践经验。
（3）分级淬火法
将加热到奥氏体状态下的工件首先淬入略高于钢的马氏体转变开始温度点的盐浴或碱浴沪中淬火，保温一定时间后，使工件的内外温度与淬火剂的温度一致，然后取出在空气中冷却，完成马氏体转变。此法的优点是降低了工件内外温度差，降低了马氏体转变的冷却速度，从而减少了淬火应力，防止变形和开裂。缺点是因为硝盐浴或碱浴的冷却能力较弱，不适合大型件的处理。
（4）等温淬火法
将加热到奥氏体化后的工件在稍高于马氏体转变温度点温度的盐浴中冷却并保温足够时间，从而获得下贝氏体组织的淬火方法。等温淬火的内应力很小，工件不易变形和开裂，而且具有良好的综合力学性能。
（5）局部淬火法
有些工件按其工作条件只是局部要求高硬度，则可进行局部加热淬火，以避免工件其它部分产生变形与裂纹。
2.回火是把淬火后的钢加热到一定温度，保温后冷却至室温的处理工艺。这是淬火工件必须进行的一个工序，它决定了该工件在使用状态时的组织和性能，也可以说是决定了工件的使用性能和寿命。回火的目的是为了消除淬火时因冷却过快而产生的内应力，降低淬火工件的脆性，稳定工件尺寸和使工件具有符合工作条件的性能。根据回火加热温度的不同，回
火可分为以下三种：
（1）低温回火
低温回火后的组织为回火马氏体，目的在于保持钢在淬火后高硬度和高耐磨性的情况下，适当提高淬火钢的韧性和减少淬火内应力。
（2）中温回火
中温回火后的组织为回火屈氏体，目的在于大大减少淬火钢中的内应力，显著提高钢的弹性极限，同时又使其具有足够的强度、塑性和韧性。
（3）高温回火
高温回火后组织为回火索氏体，目的在于使钢具有一定强度、硬度的前提下，具有高的塑性、韧性，即较好的综合力学性能。
二、表面热处理方法
许多零件在工作中，表面层承受着比零件心部更高的应力和受到磨损。因而，要求零件的表面具有高强度、高硬度、耐磨和抗疲劳能力，而心部则应保持较好的塑性和韧性，能经受重载荷作用和传递大的扭矩，为实现同一零件各部性能一同的要求，表面改性处理是有效手段，其中表面热处理应用得较为广泛。
1.表面淬火
钢的表面淬火是一种不改变表层化学成分，但改变表层组织的处理方法。表面淬火时的加热方法很多，如电感应、火焰、电接触、浴炉、电解液、脉冲能量等加热方法。目前在我国采用较为普遍的是电感应加热和火焰加热。
（1）感应加热表面淬火
感应加热表面淬火是把工件置于通有一定频率电流的感应器中，表面快速升温达淬火温度随即将工件放入淬火介质中冷却的处理工艺。工件在感应器产生的交变磁场中，会形成涡流加热工件。通入感应器的电流频率越高，感应电流越向工件表面集中，被加热的金属层百度越小，淬火后的淬硬层深度越小。感应加热具有加热快、淬火组织细密、工件表面为残余应力和生产率高，易实现机械化和自动化生产等优点，但加热需复杂昂贵的设备，形状复杂的零件，所需加热器制造困难，故不适合单件、小批量生产。
（2）火焰加热表面淬火
火焰加热表面淬火是用高温火焰快速加热工件表面达淬火温度，随即喷水使表面快速冷却，获得所需表面硬层的工艺方法。该法淬硬层一般为2~6mm，适合于中碳钢、中碳合金钢制成的异型、大型或特大型工件的表面淬火。此法不需复杂设备，操作简便，但淬火效果不够稳定。
2.化学热处理
化学热处理是将工件放在一定介质中加热和保温，使介质中的活性原子渗入工件表层，以改变工件表层的化学成分和组织，达到强化工件表面或保护工件表面作用的处理工艺。
渗碳指提高工件表面含碳质量分数的工艺方法。目前工业中较为普遍的是固体渗碳和气体渗碳两种方法。固体渗碳时采用木炭和碳酸盐，气体渗碳则采用炼油、丙酮、甲醇等有机物。渗碳剂在高温下都可分解出活性碳原子，被工件吸收，然后碳原子向表面深处扩散，从而使工件在一定深度的表层含碳质量分数达0.35%~1.05%。渗碳中加热时间的长短、渗碳层的厚薄，视工件的大小和要求而定。渗碳工件应选用低碳钢，渗碳后的工件一定要进行淬火和低温回火处理，使表层具有回火马氏体结构和消除渗碳过程中形成的粗晶粒结构。一般渗碳工艺路线有：
锻造→正火→机加工→渗碳→淬火和低温回火→精加工。
或锻造→正火→机加工→渗碳→去碳机加工→淬火和低温回火。
渗氮是指提高钢件表面含氮质量分数的处理工艺。工业中应用较广泛的是气体渗氮法。
钢制零件氮化的主要目的是提高零件的硬度和耐磨性，提高疲劳强度和抗蚀性。
氮化处理的特点和氮化层的性能：
①钢氮化后无需淬火便具有很高的表面硬度、耐磨性和高的热硬性。高热硬性是由于氮化
物相是热稳定性高的硬相。
②氮化可显著提高钢件的疲劳强度，这主要是由于形成氮化物时体积增大，使钢件表面产
生大的残余应力。
③氮化处理温度低，氮化后又是缓冷，故变形很小，由于变形小，氮化后一般不必再进行
机械加工，只需精磨或研磨抛光即可。
上述各点使氮化处理得到了较为广泛的应用，如各种高速传动精密齿轮、高精度机床主轴，在交换负荷下要求高疲劳强度的零件，以及要求热处理变形小、抗热、耐蚀、抗磨损的零件等，均需进行氮化。
氮化零件的工艺路线一般如下：
锻造→退火→粗加工→调质→精加工→去应力回→粗磨→氮化→精磨或研磨。
氮化零件的技术指标是：氮化层深度（一般小于0.6-0.7mm）、表面硬度和心部硬度。对于重要零件，还必须满足心部力学性能、金相组织、氮化层脆性级别等具体要求。
（3）碳氮共渗
碳氮共渗是向钢件表层同时渗入碳、氮的热处理工艺。目前应用较广泛的是中浊气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗。
①中温气体碳氮共渗此工艺一般是将渗碳剂和氨气同时通入罐内，或直接通入三乙醇胺，借助高温下发生的一系列气相反应，形成碳和氮的活性原子，通过吸收和扩散过程，使碳和氮同时渗入钢件的表层。中温气体碳氮共渗后一般可直接淬火，淬火后于160-200℃低温回火。
②低温气体碳氮共渗（气体软氮化）在Fe-C-N三元系共析温度附近进行的气体碳氮共渗称为气体软氮化。经软氮化后的零件，表面可得到10-20um厚的无脆性氮化层，因而赋予零件耐磨、耐疲劳、抗咬合抗擦伤等性能。与一般氮化工艺相比，气体软氮化的优点是：时间短、零件变形小、渗层具有一定的韧性、不易发生剥落现象。并且软氮化无需进行任何热处理。
金属材料的发展趋势
金属材料，尤其是新型金属材料在目前的情况下，应用较为广泛，前景依然不错，这种状况将持续很长时间，非金属材料的研究进展将决定这种状态的时间长短。
一、镁及镁合金
镁由于优良的物理性能和机械加工性能，丰富的蕴藏量，已经被业内公认为最有前途的轻量化材料及21世纪的绿色金属材料，未来几十年内镁将成为需求增长最快的有色金属。
1、汽车、摩托车等交通类产品用镁合金
20世纪70年代以来，各国尤其是发达国家对汽车的节能和尾气排放提出了越来越严格的限制，1993-1994年欧洲汽车制造商提出“3公升汽油轿车”的新概念。镁作为实际应用中最轻的金属结构材料，在汽车的减重和性能改善中的重要作用受到人们的重视。
2、电子及家电用镁合金
汽车行业对镁合金的大量需求，推动了镁合金生产技术的多项突破，镁合金的使用成本也大幅度下降，从而促进了镁合金在计算机、通讯、仪器仪表、家电、医疗、轻工等行业的应用发展。其中，镁合金应用发展最快的是电子信息和仪器仪表行业。在薄壁、微型、抗摔撞的要求之下，加上电磁屏蔽、散热和环保方面的考虑，镁合金成了厂家的最佳选择。
3、其它应用领域
其它如铝合金添加剂、镁牺牲阳极和型材用镁合金等。镁牺牲阳极作为有效的防止金属腐蚀的方法之一，广泛应用于长距离输送的地下铁制管道和石油储罐。目前，作为镁牺牲阳极的镁合金有3～4万吨/年的市场需求量，且每年以20%的速度增长。镁合金型材、管材，以前主要用于航空航天等尖端或国防领域。
二、钛及钛合金
钛及钛合金具有密度小、比强度高和耐蚀性好等优良特性。随着国民经济及国防工业的发展，钛日渐被人们普遍认识，广泛地应用于汽车、电子、化工、航空、航天、兵器等领域。
三、铝及铝合金
铝合金具有密度小、导热性好、易于成形、价格低廉等优点，已广泛应用于航空航天、交通运输、轻工建材等部门，是轻合金中应用最广、用量最多的合金。随着电力工业的发展和冶炼技术的突破，其性价比大为提高，目前交通运输业已成为铝合金材料的第一大用户。
参考文献
1.邓文英金属工艺学北京：高等教育出版社1997
2.陈洪勋、张学仁金属工艺学实习教材北京：机械工业出版社1995
3.李硕本冲压工艺学北京：机械工业出版社1982
4.王仲仁特种塑性成形北京：机械工业出版社1995
5.金问楷机械加工工艺基础北京：高等教育出版社1997
6.孟少农机械加工工艺手册北京：机械工业出版社1992
7.何世禹机械工程材料哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社1990
8.王运炎金属材料与热处理北京：机械工业出版社1984
9.张万昌热加工工艺基础北京：高等教育出版社1991
10.陈祖寿金属工艺学北京：高等教育出版社1987
11.雷廷权等编钢的形变热处理机械工业出版社1999
12.李国英材料及制品表面加工新技术中南大学出版社2003
13.王笑天金属材料学机械工业出版社1987
14.侯增寿、卢光熙金属学原理上海科学技术出版社1990
15.史美堂金属材料与热处理上海科学技术出版社1980
16.崔忠圻、刘北兴金属学与热处理原理哈尔滨工业大学出版社1998
17. 雷廷权金属热处理工艺方法500种机械工业出版社1998
18.徐圣群简明机械加工工艺手册上海科学技术出版社1991
19.（苏）AM达利斯基主编结构材料工艺学（张学仁等译）高等教育出版社1990
20.RW卡恩、P哈森、EJ克雷默主编（王进章等译）材料科学与技术丛书—钢的组织与性能科学出版社1999
21.李松瑞、周善初金属热处理（再版）中南大学出版社2003
材料成型毕业论文范文2篇
材料成型毕业论文范文2篇 材料成型毕业论文范文一：金属材料加工中材料成型与控制工程 摘要：本文以金属材料为例，对材料成型与控制工程中的加工技术进行细化分析，首先，理论概述了金属材料的选材原则，然后具体分析了铸造成型、挤压与锻模塑性成型、粉末冶金以及机械加工四种加工方法，旨在为相关工作人员提供有借鉴性的参考资料，进一步提高我国制造业的加工水平与整体质量。 关键词：材料成型;控制工程;金属材料;加工工艺 0引言 对于我国制造业而言，材料成型与控制工程是其实现长期健康发展的根本保障，不仅如此，材料成型与控制工程也是我国机械制造业的关键环境，因此，相关企业必须对其给予高度重视。无论是电力机械制造，还是船只等交通工具制造，均离不开材料成型与控制工程，材料成型与控制技术的水平与质量将会直接决定机械制造水平与质量。因此，对材料成型与控制工程中的金属材料加工技术进行细化分析，具有非常重要的现实意义。 1金属材料选材原则 在金属复合材料成型加工过程中，将适量的增强物添加于金属复合材料中，可以在很大程度上高材料的强度，优化材料的耐磨性，但与此同时，也会在一定程度上扩大材料二次加工的难度
系数，正因此，不同种类的金属复合材料，拥有不同的加工工艺以及加工方法。例如，连续纤维增强金属基复合材料构件等金属复合材料便可以通过复合成型;而部分金属复合材料却需要经过多重技术手段，才能成型，这些成型技术的实践，需要相关工作人员长期不断加以科研以及探究，才能正式投入使用，促使金属复合材料成型加工技术水平与质量实现不断发展与完善。由于成型加工过程中，如果技术手段存在细小纰漏，或是个别细节存在问题，均会给金属基复合材料结构造成一定的影响，导致其与实际需求出现差异，最终为实际工程预埋巨大的风险隐患，诱发难以估量的后果。所以，相关工作人员在对金属复合材料进行选材过程中，必须准确把握金属材料的本质以及复合材料可塑性，只有这样，才能保证其可以顺利成型，并保证使用安全。 2金属材料加工方法 2.1机械加工成型 当前，金属材料成型与控制工程中，应用最为广泛的金属切割刀具便是金刚石刀具，以金刚石刀具对铝基复合材料进行精加工，与其他金属基复合材料，例如，钻、铣以及车等，均是现代社会中广而易见的。铝基复合材料的金刚石刀具加工形式可以细化为三种：其一，车削形式;其二，铣削形式;其三，钻削形式。其中，钻削即通过镶片麻花钻头对铝基复合材料进行加工，常见的有b4c以及sic颗粒钻削，然后添加适量的外切削液，可以有效强化铝基复合材料。铣削即通过 1.5%-2.0%(w+c)粘结剂，8.0%-8.5%pcd的端面铣刀对铝基复合材料进行加工，常见的有sic 颗粒铣削增强铝基复合材料，然后添加适量的切削液进行冷却。
对金属材料学科的认识
对金属材料学科的认识
对金属材料学科的认识 材料学院金属材成及金属材料专业认识实习报告 认 郑州大学 材料科学与工程学院 识实习报告专 业:金属材料科学与工程 姓 名:张 博扬 学 号: 20120800725 指导老师:汤文博时 间:2014.09.01——2014.09.11
b5E2RGbCAP
目录 实习的意义和目的???????????????? 1 实习要求???????????????????? 1
p1EanqFDPw
基本要求?????????????????? 1 课后问题?????????????????? 3 报告要求?????????????????? 3 实习日程安排??????????????????3 实习内容???????????????????? 4
DXDiTa9E3d
郑州海特模具有限公司???????????? 4 郑州华晶金刚石股份有限公司????????? 6 司?????????? 10 郑州煤机综机设备有限公
RTCrpUDGiT
郑起重工设备有限公司???????????? 13
河南玉洋铝箔制造有限公司?????????? 17 厂??????? 20
中国航天电子技术研究院 693 分
5PCzVD7HxA
郑州机械研究所??????????????? 24
郑州郑锅容器有限公司???????????? 26 课后问题回答及实习心得????????????? 29
jLBHrnAILg
1 / 15
一、 实习的意义和目的 认识实习是材料成型与控制工程专业重要的教学环节,它是培养学生的实践等解决 实际问题的第二课堂,它是专业知识培养的摇篮，也是对工业生产流水线的直接认识与 认知。实习中应该深入实际，认真观察，获取直接经验知识，巩固所学基本理论，保 质保量的完成指导老师所布置任务。学习工人师傅和工程技术人员的勤劳刻苦的优秀 品质和敬业奉献的良好作风，培养我们的实践能力和创新能力，开拓我们的视野，培 养生产实际中研究、观察、分析、解决问题的能力。
xHAQX74J0X
通过认知实习，我们要对材料科学与工程专业建立感性认识，并进一步了解本专 业的学习实践环节。通过接触实际生产过程，一方面，达到对所学专业的性质、内容 及其在工程技术领域中的地位有一定的认识，为了解和巩固专业思想创造条件，在实 践中了解专业、熟悉专业、热爱专业。另一方面，让学生对炼铁---炼钢---轧钢的整 个钢铁生产系统及厂间的相互关系有基本的了解.对钢锭的轧钢生产过程及主要工艺设 备建立起必须的感性认识;同时,对铸造,焊接与锻压等生产过程建立起必要的感性认识, 以便为以后续专业课程的学习作好准备. 二、 实习要求 在 9 月 1 日的动员大会上，汤老师从四个专业方向出发对我们本次的实习提出了基 本要求。 铸造方向: 1、了解铸造合金的熔炼设备及工艺 2、了解砂处理设备与工艺，型芯砂的混制设备及工艺 3、了解铸造生产线与工装、模具设计 4、了解合金铸件的铸造工艺及质量控制
2 / 15
LDAYtRyKfE
金属材料学复习资料
金属材料学复习资料 题型：判断，选择，简答，问答 第一章 1.要清楚的三点： 1)同一零件可用不同材料及相应工艺。例：调质钢；工具钢 代用 调质钢：在机械零件中用量最大，结构钢在淬火高温回火后具有良好的综合力学性能，有较高的强韧性。适用于这种处理的钢种成为调质钢。调质钢的淬透性原则，指淬透性相同的同类调质钢可以互相代用。 2)同一材料，可采用不同工艺。例：T10钢，淬火有水、水- 油、分级等。强化工艺不同，组织有差别，但都能满足零件要求。力求最佳的强化工艺。 淬火冷却方式常用水-油双液淬火、分级淬火。成本低、工艺性能好、用量大。 3)同一材料可有不同的用途。例：602有时也可用作模具。低合 金工具钢也可做主轴，15也可做量具、模具等。 602是常用的硅锰弹簧钢，主要用于汽车的板弹簧。低合金工具钢可制造工具尺寸较大、形状比较复杂、精度要求相对较高的模具。15只在对非金属夹杂物要求不严格时，制作切削
工具、量具和冷轧辊等。 2.各种强化机理（书24页） 钢强化的本质机理：各种途径增大了位错滑移的阻力，从而提高了钢的塑性变形抗力，在宏观上就提高了钢的强度。 1)固溶强化：原子固溶于钢的基体中，一般都会使晶格发生畸 变，从而在基体中产生弹性应力场，弹性应力场与位错的交互作用将增加位错运动的阻力。从而提高强度，降低塑韧性。 2)位错强化：随着位错密度的增大，大为增加了位错产生交割、 缠结的概率，所以有效阻止了位错运动，从而提高了钢的强度。但在强化的同时，也降低了伸长率，提高了韧脆转变温度。 3)细晶强化：钢中的晶粒越细，晶界、亚晶界越多，可有效阻 止位错运动，并产生位错塞积强化。细晶强化既提高了钢的强度，又提高了塑性和韧度，所以是最理想的强化方法。 4)第二相强化：钢中微粒第二相对位错有很好的钉扎作用，位 错通过第二相要消耗能量，从而起到强化效果。 根据位错的作用过程，分为切割机制和绕过机制。 根据第二相形成过程，分为回火时第二相弥散沉淀析出强化； 淬火时残留第二相强化。
金属材料论文金属材料工程论文
金属材料论文金属材料工程论文： 谈几种金属材料的焊接 摘要：金属材料的焊接性，俗称可焊性，是指在一定焊接技术条件下，获得优质焊接接头的难易程度，金属材料对焊接加工适应性。金属材料的焊接性主要决定于焊接接头的组织及其性能。本文主要阐述了碳钢、低合金结构钢、不锈钢、铸铁等金属材料的焊接技术。 Abstract: Welding of metallic materials, commonly known as weldability, is access to quality ease of welded joints under certain welding conditions, also is metal material adaptability in the welding process. Welding of metallic materials is mainly determined by the organization and properties of welded joints. This article focuses on the welding technology of the carbon steel, low alloy steel, stainless steel, cast iron and other metal materials. 关键词：金属；材料；焊接 Key words: metal；material；welding 中图分类号：TG44 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2010）33-0266-01 1碳钢的焊接技术
非金属材料 论文
《非金属材料》课程论文 题目塑料的利弊及可持续发展对策研究学院 专业 年级 学号 姓名 指导老师 成绩
目录 摘要 (2) 1 前言 (2) 2 正文 (2) 2.1塑料的优点 (3) 2.1.1塑料质轻、比强度高的特点 (3) 2.1.2塑料良好的化学稳定性、耐冲击性及耐磨性 (3) 2.1.3塑料的绝缘性、好塑性 (3) 2.1.4塑料的良好的透明性和着色性 (3) 2.1.5塑料的低层本性 (3) 2.2塑料的缺点 (4) 2.2.1塑料的难回收性 (4) 2.2.2塑料的耐热性差 (4) 2.2.3塑料对环境的污染 (4) 2.3塑料的现状及发展趋势 (4) 2.3.1塑料的现状 (4) 2.3.2塑料的发展趋势 (5) 2.3.2.1废旧塑料的回收与环保塑料的发展 (5) 2.3.2.2工程塑料的发展 (6) 2.3.2.3纳米塑料的发展 (6) 2.4结论 (6) 参考文献 (6)
塑料的利弊及可持续发展对策研 摘要：本文通过对塑料的利弊分析，阐述了塑料在人类生产生活中的应用及其对人们生活的各方面的影响。同时，对塑料使用现状及塑料的发展趋势进行了分析，认为塑料行业必须走“可持续发展”道路才能使塑料的利用与环境发展相协调。 关键词：塑料利弊可持续发展 1、前言 从人类历史上第一种完全由人工合成的塑料——1909年由美国化学家贝克兰（Leo Backland）用苯酚和甲醛制造的酚醛树脂，又称“贝克兰塑料”【1】问世，一百多年来塑料被广泛应用农业生产、建材、家电、电子电气、汽车、航空航天、包装等领域，塑料制品早已经成为人们日常生活的重要组成部分。 而今，随着世界石油化工技术的迅猛发展，廉价原料、新工艺、新技术及高性能催化剂的涌现，世界上层出不穷的塑料品种越来越多，产量也越来越大。与此同时，废弃的塑料制品也逐渐增多，“白色污染”“黑色污染”问题日益引起了人们的关注，世界各国开始重视对塑料等高分子材料的可持续研究。 2、正文 塑料是一类以天然或者合成树脂为主要成分，加入各种添加剂，在一定条件（温度、压力）下，可塑制成型，且在常温下能够保持其形状不变的材料。塑料是目前世界上产量最多，应用最广的高分子合成材料，年产量约占全部高分子材料的70%以上，在工程技术中代替金属材料作为结构材料的工程塑料业越来越受到人们的高度重视【2】。就我国2004年塑料制品产量在1846.61万吨，最大消费领域是包装材料，占22%；日用和医药领域占18.9%；农用塑料和工业配套领域用量相当，各占18%；建筑领域占16%；其他领域占7.1%【3】。塑料在人类生活各个领域中受到广泛应用和高度重视，原因在于塑料与许多传统材料相比有明显优势。 2.1 塑料的优点
金属材料学教学大纲
金属材料学 (Science of Metal Materials) 课程编号：07171390 学分：3 学时： 48 （其中：讲课学时：38 课堂讨论学时：10 ） 先修课程：金属学、热处理原理、热处理工艺、工程材料力学性能 适用专业：金属材料工程、材料成型加工、冶金专业。 教材：戴起勋主编.金属材料学.北京：化学工业出版社，2005.9 开课学院：材料科学与工程学院 一、课程的性质与任务： 《金属材料学》是一门综合性应用性较强的专业必修课。在金属学、金属组织控制原理及工艺和力学性能等课程的基础上，系统介绍金属材料合金化的一般规律及金属材料的成分、工艺、组织、性能及应用的关系。通过课堂讲授、实验等教学环节，使学生系统掌握有关金属材料学方面的知识，培养学生研究开发和合理应用金属材料的初步能力。 二、课程的基本内容及要求 绪论（金属材料的过去、现在和将来）： 1．教学内容 （1）金属材料发展简史 （2）现代金属材料 （3）金属材料的可持续发展与趋势 2．基本要求 了解金属材料在国民经济中的地位与作用、金属材料的发展概况和本课程的性质、地位和任务。 第一章钢的合金化概论 1．教学内容 （1）钢中的合金元素：合金元素和铁基二元相图；合金元素对Fe-C相图的影响；合金钢中的相组成；合金元素在钢中的分布； （2）合金钢中的相变：合金钢加热奥氏体化，合金过冷奥氏体分解；合金钢回火转变； （3）金元素对强度、韧度的影响及其强韧化； （4）合金元素对钢工艺性能的影响； （5）微量元素在钢中的作用 （6）金属材料的环境协调性设计基本概念； （7）钢的分类、编号方法。 2．基本要求 （1）掌握钢中合金元素与铁和碳的作用；铁基固溶体、碳（氮）化合物的形成规律；合金元素在钢中的分布；合金元素对铁-碳状态图的影响（2）了解钢的分类、编号方法 （3）掌握合金元素对合金钢工艺过程的影响 （4）掌握合金元素对合金钢力学性能的影响规律 （5）理解微量元素在钢中的作用 （6）了解材料的环境协调性设计基本概念
最新金属材料学课后习题总结
习题 第一章 1、何时不能直接淬火呢？本质粗晶粒钢为什么渗碳后不直接淬火？重结晶为什么可以细化晶粒？那么渗碳时为什么不选择重结晶温度进行A化？ 答：本质粗晶粒钢，必须缓冷后再加热进行重结晶，细化晶粒后再淬火。晶粒粗大。A 形核、长大过程。影响渗碳效果。 2、C是扩大还是缩小奥氏体相区元素？ 答：扩大。 3、Me对S、E点的影响？ 答：A形成元素均使S、E点向左下方移动。F形成元素使S、E点向左上方移动。 S点左移—共析C量减小；E点左移—出现莱氏体的C量降低。 4、合金钢加热均匀化与碳钢相比有什么区别? 答：由于合金元素阻碍碳原子扩散以及碳化物的分解，因此奥氏体化温度高、保温时间长。 5、对一般结构钢的成分设计时，要考虑其M S点不能太低，为什么? 答：M量少，Ar量多，影响强度。 6、W、Mo等元素对贝氏体转变影响不大，而对珠光体转变的推迟作用大，如何理解? 答：对于珠光体转变：Ti, V：主要是通过推迟（P转变时）K形核与长大来提高过冷γ的稳定性。 W，Mo： 1）推迟K形核与长大。 2）增加固溶体原子间的结合力，降低Fe的自扩散系数，增加Fe的扩散激活能。 3）减缓C的扩散。 对于贝氏体转变：W，Mo，V，Ti：增加C在γ相中的扩散激活能，降低扩散系数，推迟贝氏体转变，但作用比Cr，Mn，Ni小。 7、淬硬性和淬透性 答：淬硬性：指钢在淬火时硬化能力，用淬成马氏体可能得到的最高硬度表示。 淬透性：指由钢的表面量到钢的半马氏体区组织处的深度。 8、C在γ-Fe与α-Fe中溶解度不同，那个大？ 答：γ-Fe中，为八面体空隙，比α-Fe的四面体空隙大。 9、C、N原子在α-Fe中溶解度不同，那个大？ 答：N大，因为N的半径比C小。 10、合金钢中碳化物形成元素（V，Cr，Mo，Mn等）所形成的碳化物基本类型及其相对稳定性。 答：V：MC型；Cr：M7C3、M23C6型；Mo：M6C、M2C、M7C3型；Mn：M3C型。 复杂点阵：M23C6、M7C3、M3C、稳定性较差；简单点阵：M2C、MC、M6C稳定性好。 11、如何理解二次硬化与二次淬火？ 答：二次硬化：含高W、Mo、Cr、V钢淬火后回火时，由于析出细小弥散的特殊碳化物及回火冷却时A’转变为M回,使硬度不仅不下降，反而升高的现象称二次硬化。 二次淬火：在高合金钢中回火冷却时残余奥氏体转变为马氏体的现象称为二次淬火。
金属材料小论文
专业小论文 材料科学是21世纪四大支柱学科之一，而金属材料工程则是材料科学中一个重要的专业方向。众所周知，金属工具的制造和使用标志着人类文明的一个重大的进步。从青铜到钢铁，再到当今形形色色的合金材料，人类在自身不断进步的同时，从未放松过对金属材料的研究与开发。金属材料工程是国家重点支持的研究方向，每年都有大量的资金投入，成果也很显著。该专业研究范围很广，可以说所有的金属元素都在其研究范围之内。目前国内主要侧重于铁合金铝合金以及其他一些特种金属材料的研究与开发。 金属材料工程是一门实用性很强的专业，通过对金属材料制备工艺及其原理的探究，研究成果可以直接应用于现实生产，所取得的进展和人民群众的日常生活密切相关。喜欢理论研究的人可以在此发挥自己的才能，在这里有广阔的理论研究空间。材料技术人员虽然掌握了许多种金属材料的制备工艺，但至今还没有完全弄清楚其中的道理，而从理论上阐明这一切对材料科学的进一步发展意义非凡。于是从中也演化出计算机模拟各种原子分子的相互作用，从而设计出符合要求的材料，这对现实生产有着极其重要的指导作用。近年来，这一领域还有许多新的发展，比如储氢材料摩擦材料以及和纳米技术相结合的协同材料等等。 金属材料是指由金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属合金金属间化合物和特种金属等。人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。继石器时代之后出现的铜器时代铁器时代，均以金属材料的应用为其时代的显著标志。现代，种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。我们对金属材料的认识应从以下几个方面开始： 一、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，含铁小于2%~4%的铸铁， 含碳小于2%的碳铁，以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、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、半 金属、贵金属稀有金属和稀土金属等。有色金属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、减震阻尼等特殊功能合金等。金属材料按生产成型工艺又分为铸造金属、变形金属、喷射成形金属，以及粉末冶金材料。铸造金属通过铸造工艺成型，主要有铸钢、铸铁和铸造、有色金属及合金。变形金属通过压力加工如锻造轧制冲压等成型，其化学成分与相应的铸造金属略有不同。喷射成型金属是通过喷射成型工艺制成具有一定形状和组织性能的零件与毛胚。金属材料的性能可分为工艺性能和使用性能两种。 二、性能 为更合理使用金属材料，充分发挥其作用，必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情况下应具备的性能（使用性能）及其在冷热加工过程中材料应具备的性能（工艺性能）。材料的使用性能包括物理性能(如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等)化学性能（耐用腐蚀性、抗氧化性），力学性能也叫机械性能。材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。
金属材料专业职业生涯规划书
前言 一个人若是看不到未来，就掌握不到现在；一个人若是掌握不住现在，就看不到未来。现实生活中，我们没有方向或者跑错方向的人大有人在。很多人都坚信“天道酬勤”、“一分耕耘、一分收获”、“勤奋+汗水=成功”、“世上无难事，只要肯登攀”、“笨鸟先飞”等等成功的格言，殊不知，这些必定成功道理是建立在一个基本前提之上，那就是——正确的方向。也就是说，选择比努力重要;确定方向比出力流汗重要;知道自己应该干什么，比干什么重要。也可以说，如果方向错误，你越努力，你离成功越远，离失败越近。从现在开始对自己的未来做好规划，把握好正确的方向显得尤为重要。 一、自我认知 自我评价 结合多年来的成长经历以及自我认识的过程，我认为我有强烈责任意识、集体主义观念，独立自主，不怕吃苦，敢于奉献，注重实干精神，但是性格内向。 优势： 1、有强烈的责任意识，能够明确自己的责任，勇于承担。 2、有正义感，良好的品德素养和职业操守。 3、不怕吃苦，能够积极克服遇到的困难而不是消极被动，独立自主、踏实 认真地完成事情。 4、为人老实，小心谨慎。愿意帮助谦让别人，能和睦与人相处，有一定的 奉献精神。 5、工作热情比较高，能认真负责地完成任务，并能寻求有效的方法。 6、有良好的生活习惯，平时注意整理物品，东西没有丢失的情况。 7、有决策能力，擅长文案方面的表达写作。 劣势： 1、性格内向，不善于沟通交际，社交能力较差。 2、有时做事缺乏冷静的思考，盲目冲动。
3、性格中有些软弱，在一些事情上倾向于妥协，不能坚持于原有的想法。 4、不善于表现自己，没能准确抓住发展自己的机会，生活态度不是很乐观， 缺乏自信。 5、缺乏创新性思维。 对于自己的性格，我比较喜欢动手能力较强，注重实干，能够提升发展自己的职业，倾向于决策管理。对于职业要求并不是很高，工资能够满足日常生活即可。其实，无论在什么工作岗位上，都是为了谋生，都一样为社会做贡献，没有什么贵贱可分。劳动是最光荣的！ 根据霍兰德的职业性向理论，我认为我是一个实用型的人，同时又有事务型、企业型人的一些特点。喜欢具体的任务，喜欢动手，讲求实际，有抱负而追求领导和社会影响。 二、职业认知 就业形势 目前我国的就业形势依然严峻。现在社会高等教育高增长率、社会总就业形势紧张和劳动力市场严重分割。每年待就业人数远大于社会所能提供的就业岗位，而且就业存在严重的不合理，长期受计划经济体制的影响，国家的宏观调控并没有与市场有效的结合起来，存在缺位现象。 据统计，2011年全国高校毕业生将超过640万，大学生的供给明显大于实际需求。每年都能看到大学生找工作时慌乱艰难的情景，学生们已经淡化了专业对口，不再关心户口问题，甚至对工资要求也越来越现实，但没有工作经验、知识能力储备不足、英语不够好、自我定位不够准确。就业观念不够理性等对其就业产生影响。大学生就业不容乐观。 专业前景 我所学习的专业是材料科学与工程中的金属材料工程。材料科学发展到今天，已经深刻影响着人类的现代生活、社会结构和文化价值。材料的不断创新与发展，也极大的推动了社会经济的发展。在我国，材料科学发展前景巨大，我国材料产
材料学课程论文：Al基金属玻璃的研究
本科课程论文 题目Al基金属玻璃的研究发展 院（系） 专业 课程 学生姓名 学号 指导教师 二○一二年十月
摘要：铝基非晶态合金及其非晶相复合材料均具有优异的特性,是一种具有广阔应用前景的新型结构材料。Al基非晶态合金的发展历程、玻璃形成能力、Al基金属玻璃的制备方法、研究现状、发展动向在本文中将分别介绍。 关键词：Al基金属玻璃形成能力制备展望 0 引言 自美国弗吉尼亚大学Poon研究组和日本东北大学Inoue研究组分别发现Al基合金可通过快速凝固技术形成非晶态结构[1]。Al基非晶态合金及其部分结晶后形成的纳米复合薄带材料表现出超高的比强度（5.2×105Nmkg-1）及良好的塑性，被认为是极具应用前景的新一代超高强度轻质合金。然而，与Pd、Mg、Zr、Fe等合金相比，Al基合金的玻璃形成能力较低，很难通过熔体浇铸直接形成尺度大于1mm的块体材料。Al基金属玻璃块体材料的获得主要依赖于粉末固结的途径。探索具有高玻璃形成能力、可通过熔体直接浇铸形成块体材料的合金体系始终是人们追求的目标。 1 发展历程 历史上有关非晶合金研究的最早报道 ,是在1934年 Kramer利用蒸发沉积法发现了附着在玻璃冷基底上的非晶态金属薄膜[2]。 1960 年 ,Duwez 等人采用液态金属快速冷却的方法 ,从工艺上突破了制备非晶态金属和合金的关键，引起了金属材料发展史上的一场革命[3]。 1965 年,Predecki，Giessen等人首次通过熔体急冷的方法得到铝基非晶合金(Al—Si)。 1981年 Inoue 等人开发出含铝量较高的TM(过渡金属)-Al-B 系列非晶合金[4]. 1984 年Shechman 等人在快凝Al—Mn 合金中发现具有五重对称的二十面体准晶相( Icosahedral quasicrystals phase) 。此后 ,相继在多种铝与其它过渡金属(Fe ,Cr ,Ni)的快凝合金中发现准晶相[5]。 1988 年 Y. He[6]和 A.Inoue 等人分别独立地制备了含铝量高达90%(原子分数)的轻质高强 Al- TM- Re (TM = 过渡金属 ,RE=稀土元素)非晶合金。 1990 年Inoue等人利用快凝技术得到新型的具有纳米铝晶体或纳米准晶颗粒均匀分布在非晶基体上的快凝铝基合金 ,其强度和韧性均超过了相应的铝基非晶合金。以上的发现促进了人们对铝合金的认识,引起了材料科学界的重视[7]。 近年来，沈阳材料科学国家（联合）实验室王建强研究组与美国约翰霍普金斯大学马恩教授合作。他们在Al-Tm（过渡金属）-RE（稀土）为基础的三元合金系中计算出两种分别以TM和RE作为溶质中心的原子团簇结构，通过团簇致密堆垛结构的耦合进行了合金的成分设计，在Al-Ni-Co-Y-La五元合金体系中获得了1mm直径的铝基金属玻璃棒材（铝含量达86at%）。这是国际上首次报道通过熔体直接浇铸制备出单一非晶相的铝基块体材料[8]。 2 铝基非晶合金的制备方法[9] 目前制备铝基非晶合金主要采用急冷法和机械合金化法。急冷法即快速凝固法 ,现在常用的有三种:单辊旋转快凝法、气体雾化法、表面熔化及强化法。 2.1 单辊旋转快凝法
金属材料学总结
第一章 1、为什么钢中的硫和磷一般情况下总是有害的？控制硫化物形态的方法有哪些？ 答：S与Fe形成FeS，会导致钢产生热脆；P与形成Fe3P，使钢在冷加工过程中产生冷脆性，剧烈降低钢的韧性，使钢在凝固时晶界处发生偏析。 硫化物形态控制：a、加入足量的锰，形成高熔点MnS；b、控制钢的冷却速度；c、改善其形态最好为球状，而不是杆状，控制氧含量大于0.02%；d、加入变形剂，使其在金属中扩散开防止聚焦产生裂纹。 2、钢的强化机制有哪些?为什么一般钢的强化工艺采用淬火加回火？答：a、固溶强化（合金中形成固溶体、晶格畸变、阻碍位错运动、强化） b、细晶强化（晶粒细化、晶界增多、位错塞积、阻碍位错运动、强化） c、加工硬化（塑性变形、位错缠绕交割、阻碍位错运动、强化） d、弥散强化（固溶处理的后的合金时效处理、脱溶析出第二相、弥散分布在基体上、与位错交互作用、阻碍位错运动、强化） 淬火处理得到强硬相马氏体，提高钢的强度、硬度，使钢塑性降低；回火可有效改善钢的韧性。淬火和回火结合使用提高钢的综合性能。 3、按照合金化思路，如何改善钢的韧性？ 答：a、加入可细化晶粒的元素Mo、W、Cr； b、改善基体韧性，加Ni元素；
c、提高冲击韧性，加Mn、Si元素； d、调整化学成分； e、形变热处理； f、提高冶金质量； g、加入合金元素提高耐回火性，以提高韧性。 4、试解释40Cr13属于过共析钢，Cr12钢中已出现共晶组织，属于莱氏体钢。 答、Cr元素使共析点左移，当Cr量达到一定程度时，共析点左移到碳含量小于0.4%，所以40Cr13属于过共析钢；Cr12中含有高于12%的Cr元素，缩小Fe-C平衡相图的奥氏体区，使共析点右移。 5、试解释含Mn钢易过热，而含Si钢高淬火加热温度应稍高，且冷作硬化率高，不利于冷变性加工。 答：Mn在一定量时会促使晶粒长大，而过热就会使晶粒长大。 6、合金钢中碳化物形成规律①②③④⑤⑥⑦ 答：①、K类型：与Me的原子半径有关；②、相似相容原理；③、强碳化物形成元素优先于碳结合形成碳化物；④、NM/NC比值决定了K类型；⑤、碳化物稳定型越好，溶解越难，析出越难，聚集长大也越难。 第二章 1、简述工程钢一般服役条件、加工特点和性能要求。 答：服役条件：静载、无相对运动、受大气腐蚀。 加工特点：简单构件是热轧或正火状态，空气冷却，有焊接、剪切、
材料科学基础知识点总结 (1)
金属学与热处理总结 一、金属的晶体结构 重点内容：面心立方、体心立方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径，八面体、四面体间隙个数；晶向指数、晶面指数的标定；柏氏矢量具的特性、晶界具的特性。 基本内容：密排六方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径，密排面上原子的堆 垛顺序、晶胞、晶格、金属键的概念。晶体的特征、晶体中的空间点阵。 晶格类型fcc(A1)bcc(A2)hcp(A3) 间隙类型正四面体正八面体四面体扁八面体四面体正八面 体 间隙个数84126126 原子半径 r A a 4 2a 4 3 2 a 间隙半径 r B () 4 2 3a -()42 2 a -()43 5a -()43 2a -()42 6a -()21 2a - 晶胞：在晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的最小的几何单元，用来分析原子排列的规律性，这个最小的几何单元称为晶胞。 金属键：失去外层价电子的正离子与弥漫其间的自由电子的静电作用而结合起来，这种结合方式称为金属键。 位错：晶体中原子的排列在一定范围内发生有规律错动的一种特殊结构组态。 位错的柏氏矢量具有的一些特性： ①用位错的柏氏矢量可以判断位错的类型；②柏氏矢量的守恒性，即柏氏矢量与回路起点及回路途径无关；③位错的柏氏矢量个部分均相同。 刃型位错的柏氏矢量与位错线垂直；螺型平行；混合型呈任意角度。 晶界具有的一些特性： ①晶界的能量较高，具有自发长大和使界面平直化，以减少晶界总面积的趋势；②原子在晶界上的扩散速度高于晶内，熔点较低；③相变时新相优先在晶界出形核；④晶界处易于发生杂质或溶质原子的富集或偏聚；⑤晶界易于腐蚀和氧化；⑥常温下晶界可以阻止位错的运动，提高材料的强度。 二、纯金属的结晶 重点内容：均匀形核时过冷度与临界晶核半径、临界形核功之间的关系；细化晶粒的方法，铸锭三晶区的形成机制。 基本内容：结晶过程、阻力、动力，过冷度、变质处理的概念。铸锭的缺陷；结晶的热力学条件和结构条件，非均匀形核的临界晶核半径、临界形核功。
金属材料性能论文金属材料的论文
船电101 李伟聪09 何碧枢11 关于“金属材料的力学性能”的论文 金属材料的力学性能 金属材料的力学性能是指金属材料在外力作用下抵抗变形或破坏的能力，如强度、硬度、弹性、塑性、韧性等。这些性能是化工设备设计中材料选择及计算时决定许用应力的依据。 ㈠强度 材料的强度是指材料抵抗外加载荷而不致失效破坏的能力. 一般来讲，材料强度仅指材料在达到允许的变形程度或断裂前所能承受的最大应力，像弹性极限、屈服点、抗拉强度、疲劳极限和蠕变极限等。材料在常温下的强度指标有屈服强度和抗拉（压）强度。 屈服强度表示材料抵抗开始产生大量塑性变形的应力。抗拉强度表示材料抵抗外力而不致断裂的最大应力。在工程上，不仅需要材料的屈服强度高，而且还需要考虑屈服强度与抗拉强度的比值（屈强比），根据不同的设备要求，其比值应适当。屈强比较小材料制造的零件具有较高的安全可靠性，因为在工作时万一超载，也能由于塑性变形使金属的强度提高而不致立刻断裂。但如果屈强比太低，则材料强度的利用率会降低。因此，过大、过小的屈强比都是不适宜的。 在化工炼油设备中，很多零部件是长期在高温下工作的，对于制造这些零部件的金属材料的屈服限ss、抗拉强度限sb都会发生显著变化，必须考虑温度对力学性能的影响。通常随着温度升高，金属的强度降低而塑性增加。另外，金属材料在高温长期工作时，在一定应力下，会随着时间
的延长缓慢地不断发生塑性变化的现象，称为“蠕变”现象。例如，高温高压蒸汽管道虽然其承受的应力远小于工作温度下材料的屈服点，但在长期的使用中则会产生缓慢而连续的变形使管径日趋增大，最后可能导致破裂。材料在高温条件下抵抗这种缓慢塑性变形的能力，用蠕变极限sn表示。蠕变极限是指试样在一定温度下和在规定的持续时间内，产生的蠕变变形量（总的或残余的）或第Ⅱ阶段的蠕变速度等于某规定值时的最大应力。 对于长期承受交变应力作用的金属材料，还有考虑“疲劳破坏”。所谓“疲劳破坏”是指金属材料在小于屈服强度极限的循环载荷长期作用下发生破坏的现象。疲劳断裂与静载荷下断裂不同，无论在静载荷下显示脆性或韧性的材料，在疲劳断裂时，都不产生明显的塑性变形，断裂是突然发生的，因此具有很大的危险性，常常造成严重的事故。金属材料在循环应力下，经受无限次循环而不发生破坏的最大应力称为“疲劳强度”，以sr（见（a）式）表示，称为应力循环系数或应力比，在对称循环时，(r=-1）表示。对于一般钢材，以106～107次不被破坏的应力，作为疲劳强度。㈡硬度硬度是指固体材料对外界物体机械作用（如压陷、刻划）的局部抵抗能力。它是由采用不同的试验方法来表征不同的抗力。硬度不是金属独立的基本性能，而是反映材料弹性、强度与塑性等的综合性能指标。在工程技术中应用最多的是压入硬度，常用的指标有布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRC、HRB)和维氏硬度(HV)等。所得到的硬度值的大小实质上是表示金属表面抵抗压入物体(钢球或锥体)所引起局部塑性变形的抗力大小。一般情况下，硬度高的材料强度高，耐磨性能较好，而切削加工性
无机非金属材料专业毕业论文
新型无机非金属材料的发展与挑战 金属材料、高分子合成材料、无机非金属材料与人们的衣、食、住、行关系非常密切。材料是人类生活必不可少的物质基础。没有感光材料，我们就无法留下青春的回忆；没有特殊的荧光材料，就没有彩色电视；没有高纯的单晶硅，就没有今天的“奔腾IV”；没有特殊的新型材料，“神舟号”宇宙飞船就无法上天。随着科学和生产技术的发展以及人们生活的需要，一些具有特殊结构、特殊功能的新材料相继研制出来，如半导体材料：超硬材料、耐高温材料、发光材料等，我们称这些材料为新型无机非金属材料。水泥、玻璃、陶瓷等都属于传统的非金属材料，像玻璃刀上的人造金刚石、作为手表轴承的人造红宝石、煤气炉中用于电子打火的压电陶瓷、传输信息的光导纤维都属于新型无机非金属材料。 在材料中，有一类叫结构材料主要制利用其强度、硬度韧性等机械性能制成的各种材料。金属作为结构材料，一直被广泛使用。但是，由于金属易受腐蚀，在高温时不耐氧化，不适合在高温时使用。高温结构材料的出现，弥补了金属材料的弱点。这类材料具有能经受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点，作为高温结构材料，非常适合。 氧化铝陶瓷（人造刚玉）是一种极有前途的高温结构材料。它的熔点很高，可作高级耐火材料，如坩埚、高温炉管等。利用氧化铝硬度大的优点，可以制造在实验室中使用的刚玉磨球机，用来研磨比它硬度小的材料。用高纯度的原料，使用先进工艺，还可以使氧化铝
陶瓷变得透明，可制作高压钠灯的灯管。 高温氧化物结构陶瓷指熔点高于1728℃的氧化物（如氧化硅晶体）或某些复合氧化物（如氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化钙和氧化钍等）。它们的重要特点是高温下的化学稳定性好，尤其是抗氧化性能好。但弱点是脆性较大，耐机械冲击性差。利用氧化锆相变作用增韧氧化物陶瓷在20世纪70年代末获较大进展，氧化锆增韧氧化铝，断裂韧性参数由2.9MPa/m2提高到15MPa/m2，抗折强度由350MPa 提高到1200MPa。加有氧化钇的半稳定氧化锆，断裂韧性参数也高达9～16MPa/m2。增韧氧化物陶瓷可用于制造锤子、水果刀、剪刀、轴和发动机部件等，可以承受一定冲击而不碎裂。高温氧化物陶瓷可用作高温炉衬，熔炼稀有金属和纯金属的坩埚，以及磁流体发电装置的高温电极材料和热机材料。 氧化铝结构陶瓷的生产，采用γ－氧化铝（见氧化铝）为原料与少量添加剂（如MgΟ等），经粉碎和混合后按产品的形状，尺寸及用途，采用不同的方法成型。干压成型时需先将混合后的坯料造粒，然后用油压机压制成坯样。采用注浆成型时，则将混合后的粉料制成悬浮料浆，注入石膏模中成型。采用热压注时，用适量石蜡与混合料制成料浆，用热压注机成型。烧成的坯体需按使用的要求，进行机械加工或研磨。
金属材料论文
我身边的材料 ————金属材料 摘要：金属材料是人类使用最早并且与我们生活最密切相关的材料。文章介绍了金属材料的分类，性质，应用，前景，并将一些新兴的金属材料做了简单的介绍。 关键词：金属材料；性质；新兴金属材料；金属基复合材料 金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。 人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代，均以金属材料的应用为其时代的显著标志。现代，种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。 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，以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、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。 金属材料的性能一般分为工艺性能和使用性能两类。所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中，金属材料在所定的冷、热加工条件下表现出来的性能。金属对各种加工工艺方法所表现出来的适应性称为工艺性能，主要有以下四个方面：⑴切削加工性能；⑵可锻性； ⑶可铸性；金属材料工艺性能的好坏，决定了它在制造过程中加工成形的适应能力。所谓使用性能是指机械零件在使用条件下，金属材料表现出来的性能，它包括机械性能、物理性能、化学性能等。金属材料的性能决定着材料的适用范围及应用的合理性。金属材料的性能主要分为四个方面，即：机械性能、化学性能、物理性能、工艺性能。金属材料使用性能的好坏，决定了它的使用范围与使用寿命。金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能，称为机械性能(或称为力学性能)。金属材料的机械性能是零件的设计和选材时的主要依据。外加载荷性质不同(例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等)，对金属材料要求的机械性能也将不同。常用的机械性能包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。化学性能：金属与其他物质引起化学反应的特性称为金属的化学性能。在实际应用中主要考虑金属的抗蚀性、抗氧化性（又称作氧化抗力，这是特别指金属在高温时对氧化作用的抵抗能力或者说稳定性），以及不同金属之间、金属与非金属之间形成的化合物对机械性能的影响等等。在金属的化学性能中，特别是抗蚀性对金属的腐蚀疲劳损伤有着重大的意义；物理性能：金属的物理性能主要考虑：⑴密度⑵熔点⑶热膨胀性⑷磁性能⑸电学性能（主要是电导率）； 新兴金属材料介绍： 1、金属基复合材料 金属基复合材料起源于20 世纪50 年代末或60 年代初期，它是一种把金属作为基体和增强材料进行复合加工而制成的一种材料。基体可以是铜、铝、镁以及金属间化合物等。增强材料的种类也很多，可以是碳化硅、碳纤维以及氧化铝等。它除了具有很高的韧性和可塑性之外，还能耐高温，且导电性能良好，可抗辐射，阻隔性能良好不吸潮。正是由于这些优良的特性，使得它经过了几十年的发展成为了如今最炙手可热的复合材料之一。由于金属基复合材料的性能优秀，所以它能够被运用到了各个行业。比如汽车行业中的柴油机活塞、Al 发动机组的缸体驱动轴、连杆等；还有航空航天行业。比如战隼战机的机腹尾翼以及燃料通
金属材料学课程的性质和要求
一、课程的性质和要求 1、课程性质 金属材料学是一门综合性比较强的专业主干课。在学生学过材料科学基础（或金属学原理）、材料组织控制原理、材料组织控制工艺（或材料强韧化）及材料力学性能等课程的基础上，系统地介绍金属材料合金化的一般规律及各类主要金属材料的成分、工艺、组织和性能之间的关系。通过课堂讲授、综合性实验、综合性作业等环节，培养学生分析问题和解决问题的能力。 2、课程要求 1）掌握主要金属材料的合金化基本原理，了解材料成分设计和工艺设计的依据，为发掘材料潜力和开发新材料打下一个理论基础； 2）了解各种典型材料的成分、工艺、组织结构和性能之间的有机关系； 3）能初步从零件的服役条件出发，对材料提出合理的技术要求，正确地选择材料并合理制订工艺。 3、课程改革 《金属材料工程》专业是江苏省品牌专业。在新的专业内涵下，进行了课程体系的重构。专业主干课程内容和教学方法的改革也是品牌专业建设的重要内容。《金属材料学》是该专业主干课程中涉及综合性知识的一门课程，从知识结构来说，它是一门该专业最后的综合性主干课，也是学生在今后工作岗位上最有实践指导意义的一门课程。根据专业建设的情况和课程特点，对该课程的教学进行了改革。主要是精简和补充内容、编制多媒体电子课件、改革教学方法、开展课堂讨论、增加综合性作业，选编习题和布置课堂思考题、设计综合性实验等。目的是使学生对专业有一个系统的认识，理解专业知识的主线、核心和思想，培
养学生分析问题和解决问题的能力。编写《习题和思考题》是其中部分的内容。 结合20多年的教学经验和对课程内涵、重点和难点的深入理解，编写了具有特色的相应教材。 二、习题和思考题 绪论 01、1958年世界工业博览会在比利时召开，博览会大楼，是由9个巨大金属球组成，球直径为18米，8球位于立方体角，1球在中心。这象征什么? 说明什么意义? 02、为纪念世界第一位宇航员加加林，莫斯科列宁大街上建造了40英尺高的雕象，雕象材料是钛合金。为什么用钛合金做? 代表什么意义? 03、金子从古到今都作为世界上的流通货币，为什么? 铜是人类最早认识和使用的金属，为什么? 04、1983年在上海召开的第4届国际材料及热处理大会的会标是小炉匠锤打的图案，代表什么意义?为什么古代著名的刀剑都要经过反复锻打? 05、为什么要提出构筑循环型材料产业的发展方向? 钢合金化原理 1、为什么说钢中的S、P杂质元素在一般情况下总是有害的? 2、钢中常用的合金元素有哪些? 哪些是奥氏体形成元素? 哪些是铁素体形成元素? 3、哪些是碳化物形成元素? 哪些是非碳化物形成元素? 4、钢中的碳化物按点阵结构分为哪两大类? 各有什么特点? 什么叫合金渗碳体和特殊碳化物? 5、简述合金钢中碳化物形成规律。 6、合金元素对Fe-Fe3C相图上的S、E点有什么影响? 这种影响意味着什么? 7、试述钢在退火态、淬火态及淬火-回火态下，不同合金元素的分布状况? 8、有哪些合金元素强烈阻止奥氏体晶粒的长大? 阻止奥氏体晶粒的长大有