金屬材料組織與性能探究

　　金屬材料是人類(lèi)生產(chǎn)生活的基礎性材料，在工業(yè)制造領(lǐng)域得到了廣泛的應用，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)域應用廣泛，不同的應用環(huán)境對金屬材料的性能也會(huì )有不同的要求。金屬材料根據組成元素和結構的不同，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(zhù)組織結構的變化而變化，在工業(yè)生產(chǎn)中要控制好金屬材料的組織結構，以得到具有特定性能的金屬材料。

　　關(guān)鍵詞：金屬材料;組織結構;性能指標

　　在人類(lèi)的生產(chǎn)生活當中，鋼材、鋁合金等金屬材料起到了基礎支撐性作用。當今時(shí)代的發(fā)展和進(jìn)步離不開(kāi)對新材料的開(kāi)發(fā)和應用，人類(lèi)通過(guò)不斷認識和制造出新的金屬材料，實(shí)現科技的進(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構。在對金屬材料的生產(chǎn)制造中，要正確認識金屬材料內部組織結構與結構性能的關(guān)系。通過(guò)調控好金屬材料的組織結構，使金屬材料獲得特定的性能，滿(mǎn)足人們的生產(chǎn)生活需要。

　　1金屬材料的分類(lèi)與簡(jiǎn)介

　　金屬材料是指以金屬元素為主要組分構成的具有金屬特性的一類(lèi)材料的統稱(chēng)。金屬材料是現代制造業(yè)的基礎，金屬材料的性能和質(zhì)量直接關(guān)系到機械制造業(yè)的發(fā)展。根據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(lèi)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(lèi)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)生活中應用最為廣泛，也是工業(yè)建設活動(dòng)中所使用的基礎性材料。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(lèi)金屬材料。以鐵基材料來(lái)說(shuō)，根據材料中的含碳量不同，可以分為三大類(lèi)型。一是工業(yè)純鐵，這類(lèi)材料的含鐵量達到99%以上，含碳量小于0.02%。工業(yè)純鐵又稱(chēng)為熟鐵，具有銀白色金屬光澤，質(zhì)地相對較軟，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，具有一定的結構強度，適用于大多數金屬制品的制造。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。在當代社會(huì )，新的科技設備對金屬材料的性質(zhì)有著(zhù)特殊的要求，有色金屬材料的產(chǎn)量和用量雖然很小，對各種新產(chǎn)品的性能卻起著(zhù)至關(guān)重要的作用。在全球范圍來(lái)說(shuō)，有色金屬的儲量要遠小于黑色金屬，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�？梢苑譃檩p金屬、重金屬、半金屬、貴金屬、稀土金屬和稀有金屬。與傳統的黑金屬材料相比，有色金屬材料的加工制造難度較大，在生活中應用較少。有色金屬材料通常應用于特殊產(chǎn)品如導彈、衛星、潛艇和雷達的制造當中。

　　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(lèi)特殊的金屬材料，在生產(chǎn)生活中應用更為稀少，它們是具有特殊用途、結構和功能的金屬材料。根據內部結構的不同，特殊金屬材料可以分為準晶態(tài)、非晶態(tài)和納米晶態(tài)等金屬材料。特殊金屬材料現階段仍然處于研究開(kāi)發(fā)階段，在日常生活中應用較少，目前主要應用于航天制造等尖端科技產(chǎn)品的制造當中。

　　2金屬材料的內部組織對性能的影響

　　金屬材料往往具有一定的硬度，具有良好的導電導熱性能，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用。金屬材料的結構性能與內部的組織結構關(guān)系巨大，在金屬材料的制備過(guò)程中可以通過(guò)調控金屬材料的內部組織結構，達到改變金屬性能的目的。

　　2.1晶粒對金屬材料力學(xué)性能的影響

　　金屬的力學(xué)性能又稱(chēng)為金屬的機械性能，也是鋼筋等常規金屬制品最為關(guān)注的結構特性。金屬材料的力學(xué)性能包含多方面的指標，包括強度、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的金屬材料。純的金屬材料屬于晶體，不同類(lèi)型的金屬材料其內部的晶粒大小、形狀和晶體內部缺陷不同，這些組織結構特性會(huì )影響金屬的力學(xué)性能。金屬內部的晶粒越小，晶體的韌性就越高，塑性越好[2]。

　　2.2金屬的同素異構轉變對金屬性能的影響

　　在現代化冶金技術(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)，其基本組織結構有多種形態(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，但是強度和硬度相對較差;奧氏體的結構強度和硬度較強，同時(shí)可塑性也較好;回火索氏體各項指標較為平均，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�素異構體的特性是控制金屬性能的有效途徑。

　　3結語(yǔ)

　　金屬材料是人類(lèi)生產(chǎn)生活的基礎性材料，在工業(yè)制造領(lǐng)域得到了廣泛的應用。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構性能的影響，通過(guò)調控金屬材料的內部組織結構可以對材料的各項性能進(jìn)行有效的調控。金屬材料內部的晶粒大小和結構、金屬材料的同素異構轉變都會(huì )對金屬材料的性能產(chǎn)生巨大的影響。

　　參考文獻：

　　[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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