金属材料范文精选

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先进复合材料在建桥中的应用宋学智(17)

国外工程塑料市场发展动向非金属材料 张玉龙(1)

热塑性聚氨酯材料简介（一）Hopp.,HG刘寿华(10)

新型耐热耐水解的聚异三聚氰脲酸酯塑料杨淑丽(13)

铁 纯铁极少用作工程材料，因为它太软、延展性太大。

当铁水冷却并由液体变为固体材料时，金属中大部分的原子以有序的层次紧密排列在一起。然而有些原子没有按次序排列，形成了被称为位错的薄弱区域。当一块铁置于应力之下，这些区域中的原子层产生了相对滑动，金属变形。这就解释了软铁具有很好延展性的原因。

然而，在铁中加入碳，就可以生产一系列带有完全不同性质的合金。这就是碳钢。

低碳钢 碳的质量分数为0.10%～0.25%的钢称为低碳钢。

碳在熔炉内被掺入到铁中，碳原子“进入”了材料，改变了材料的结构和功能。炼成的钢的延展性大大降低，因为碳通过“干扰”滑动面而减少了原子层间的滑动。低碳钢比铁更硬、更韧，并具有较高的抗拉强度。低碳钢的密度约为7.8g/cm3，熔点约为1600℃。它会生锈腐蚀，会被磁化，颜色为灰色。

低碳钢很容易被切割和机器加工，也可以进行钎焊、铜焊和熔焊。低碳钢较好的延展性和抗拉强度使它可以冷轧成各种复杂形状的型材。但是，压制和弯曲会改变钢的内部结构，使它更强、更硬，这被称为“工作硬化”，这种效果在许多制造加工中受到欢迎。然而工作硬化过的钢缺少延展性，比较脆。假如不愿要这种脆性，可以通过一个退火过程使钢恢复到原来的状态。退火就是将金属加热到红热，然后使它慢慢冷却。

低碳钢是今天最常用的一类钢。图3展示了低碳钢应用的一些例子。

中碳钢 碳的质量分数为0.25%～0.50%的钢为中碳钢，因此这种钢比低碳钢更硬、延展性更小。它们非常韧，具有很高的抗拉强度。

不少同学在金属和金属材料的学习过程中，由于对概念、性质等理解不透彻，经常出现许多错误，下面就本部分的错误加以辨析，帮助同学们走出误区。

铁有两种化合价+2、+3，在发生置换反应后，铁经常用+2价，而不能用+3价，同时如果溶液中有Fe3+时一般会呈现淡黄色，而有Fe2+时常会呈现浅绿色。

单质铁与稀盐酸、稀硫酸或CuSO4溶液反应生成的都是+2价铁的化合物，简称“亚铁盐”，而不是+3价的铁盐。我们可记住下面的规律：单质铁参加的置换反应生成的是“亚铁盐”。

（2012年盐城中考）某化学实验小组实验结束时，将含有CuSO4、ZnSO4、FeSO4的废液倒在废液缸里，为回收金属和盐，同学们设计了如下实验方案：

请回答：

（1）滤液A和滤液B含有相同的溶质，其名称是__________；固体B的化学式为__________________________。

（2）写出步骤①其中一个反应的化学方程式____________________；步骤④发生反应的化学方程式为____________________。

（3）要检验步骤④中加入的稀硫酸是否足量的方法是_______________________。

Fe55Ni2Cr12Mo10Y2B6C13块体非晶合金的热膨胀行为

双合金法制备烧结钕铁硼磁体的研究

B元素对高牌号无取向硅钢热轧板组织和性能的影响

铁基非晶带材热处理工艺及磁性能研究

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热处理对FeCoV薄膜磁性能的影响

天然沸石负载金属单质W改性TiO_2膜的制备及光催化性能研究

Co/C与Co-Pt/C膜的微结构研究

摘要：金属材料工程专业的专业选修课“无机非金属材料”是一门基础性、系统性和实用性较强的课程。针对该课程的选修课性质和内容多、知识面广、关注学科前沿、学生全面掌握知识点难度较大等实际情况，结合教学实践和经验探讨了如何从教学内容、教学模式、教学方法和手段以及考核方式等方面进行改革和创新，以提高教学质量、增强教学效果，培养出“高素质、强能力、应用型”的材料类高级专业人才。

关键词：无机非金属材料；专业选修课；教学方法

作者简介：张露露（1975-），女，湖南邵阳人，三峡大学机械与材料学院，副教授；杨学林（1973-），男，湖北均县人，三峡大学机械与材料学院，副教授。（湖北 宜昌 443002）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）20-0080-02

无机非金属材料是与金属材料、有机高分子材料并列的三大材料之一，是国民经济的重要基础，也是航空、航天、交通、能源和电子等高技术领域的重要支撑。目前，它正朝着多元化、复合化、功能化、结构—功能一体化方向发展。按照教育部“拓宽基础，淡化专业意识，扩大专业口径，培养复合型人才”的要求，结合三峡大学“高素质、强能力、应用型”的人才培养目标，金属材料工程专业开设了“无机非金属材料”课程作为专业选修课，这对于拓展学生专业知识、增强学生就业竞争力有着重要意义。

“无机非金属材料”课程主要介绍无机非金属材料的组成、结构和性能之间的关系，介绍陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料的制备工艺、组织结构特征、性能特点及其应用，以及无机非金属基复合材料和功能无机非金属材料等研究现状及其发展方向。该课程基础性、系统性和实用性较强。它作为金属材料工程专业的专业选修课，在教学内容和教学要求上不同于其作为无机非金属材料工程专业的专业必修课。金属材料工程专业开设“无机非金属材料”课程作为选修课的目的是让学生在完成金属材料工程专业必修课程的基础上，初步了解和认识无机非金属材料的基本理论知识、成型加工方法及其应用领域，掌握相应的基本知识、基本技能及必要的理论基础，深化学生的专业基础知识，拓展学科知识面。由于课程内容丰富，涉及化学、物理、材料学等多学科的专业知识，又紧跟材料科学发展的前沿，要让学生在有限的课时内理解并掌握其内容具有一定难度，因此，这对教学提出了较高要求。本文主要结合笔者近几年的教学实践和经验，就如何从教学内容、教学模式、教学方法和手段以及考核方式等方面进行改革和创新进行了探讨，以期更好地提高教学质量、增强教学效果。

一、优选教学资源，优化教学内容

目前，无机非金属材料方面的教材很多，如戴金辉等主编的《无机非金属材料概论》、卢安贤主编的《无机非金属材料导论》、陈照峰等主编的《无机非金属材料学》、王培铭主编的《无机非金属材料学》等，这些教材侧重点各不相同。根据该课程的选修课性质，按照专业知识面广、难易程度适中、实用性强的原则，三峡大学选用了戴金辉等主编的《无机非金属材料概论》作为该门课程的主要教材。该教材主要介绍陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料的结构、性能以及制备工艺，并扼要地介绍这几种材料的最新发展动态，[1]它吸取了国内外同类教材的精华，内容深广度适中，叙述深入浅出，适用性强，较适合作为三峡大学金属材料工程专业的选修课教材。同时，为帮助学生进一步加深对无机非金属材料的认识和了解，学校还指定了卢安贤编写的《无机非金属材料导论》作为辅助教材。为完善教学内容，还将陈照峰等主编的《无机非金属材料学》、王培铭主编的《无机非金属材料学》等教材作为教学参考书。

1.硝酸-硝酸铜电解精炼高杂阳极铜的研究王克新，WANGKe-xin

2.金属材料与冶金工程 螺纹钢质量影响因素分析及改进研究张珏遂，ZHANGJue-sui

3.某褐铁矿脱水反应动力学的研究张翔宇，李家林，刘小银，ZHANGXiang-yu，LIJia-lin，LIUXiao-yin

4.信息动态

5.对1780轧机机架固有频率计算方法的研究周宝强，赖应无，张德臣，ZHOUBao-qiang，LAIYing-wu，ZHANGDe-chen

6.Mn-C系活度相互作用参数与温度关系的研究姚娜，秦凤婷，YAONa，QINFeng-ting

7.电弧炉铸钢单渣熔炼工艺的研究张利军，ZHANGLi-jun

8.浅论八钢热镀锌机组脱脂清洗工艺贾明镜，JIAMing-jing

摘要　不同的金属材料的断裂韧性是不一样的，对不同金属材料的断裂韧性进行研究并找出影响的因素对提高金属材料断裂韧性具有非常重要的意义。根据影响金属材料断裂韧性因素的不用，可以总体上概括为两个部分的因素，分别是金属材料外部因素和金属材料内部因素，本文分别就影响金属材料的外部因素和内部因素综合进行分析，以得出影响金属材料动态断裂韧性的因素。

关键词　金属材料；失效；断裂韧性；影响因素

中图分类号TG14 文献标识码A 文章编号　1674-6708（2013）82-0057-02

0　引言

随着现代社会经济的不断发展，对金属材料的使用也大大的增加，在工程构件设计和使用的过程中，最为严重的就是金属材料的断裂，金属材料一旦发生断裂就会发生生产安全事故，同时也会造成一定的经济损失。通过对以往发生的大量的金属材料的断裂事件的分析，得出构件的低应力脆断是由宏观裂纹扩展引起的，其中最为主要的是金属材料的断裂纹，裂纹一般是在金属加工和生产的过程中引起的[1]。

根据影响金属材料断裂韧性因素的不用，可以总体上概括为两个部分的因素，分别是金属材料外部因素和金属材料内部因素，本文分别就影响金属材料的外部因素和内部因素综合进行分析，以得出影响金属材料动态断裂韧性的因素。

1　影响金属材料断裂韧性的外部因素

1.1　几何因素的影响

摘要:在当前市场经济迅速发展的前提下，金属材料市场竞争日益激烈，对金属材料加工企业提出了巨大的挑战。但是在实际焊接过程中，很很容易受到外界因素的影响，导致加工质量满足不了实际要求，最终影响到金属材料企业生产加工的经济效益。因此，金属材料加工企业要不断改进当前加工工艺，提升生产效率，不断建造精品，从而提升自身的核心竞争力，适应当前金属材料市场经济发展的要求。

关键词:金属材料加工工艺材料特性

金属材料加工单位在实际发展过程中，要注意引进先进的生产技术工艺，不断降低能耗，节约资源，提升自身核心竞争力。随着节约型社会的建立，在进行金属材料加工过程中，材料加工企业要不断引进先进的节能生产技术工艺，有效的降低企业生产加工成本，创造更多的经济效益。因此，为了满足当前激烈的市场竞争要求，金属材料单位要分析不同类型金属的特点，对当前的加工工艺技术进行探索，不断开发新的加工技术，提升生产效率，为企业创造更多的经济利润。因此，本文首先分析金属材料特性，接着针对金属材料加工工艺展开论述，从而为金属材料加工制作提供参考意见和建议。

1金属材料的特性

在人类文明长期发展过程中，金属发挥了巨大的作用，并且通过不同的具体形式渗透到社会各个领域，推动社会经济不断向前发展。但是金属材料具有其特殊的性能。金属材料在实际应用过程中，主要是晶格结构的固体表现形式，具有良好的导热和导电性能，表面拥有独特的色泽，并且延展性很好。金属材料通过加工制作，可以制成各种金属间化合物，与其他金属可以融合，形成合金，有效的改善原有金属的性能。另外，大部分金属具有活泼的化学性能，很容易出现氧化现象，需要加工技术人员结合产品设计标准，选择不同的加工方式。

2金属材料加工特性分析

在当前社会经济迅速发展的前提下，金属材料得到广泛的应用。但是由于不同类型的金属，具有不同的特性，需要采用不同的加工技术工艺，才能发挥金属材料最大的作用。下面就针对金属材料加工特性展开论述。第一，金属材料铸造工艺。在通常情况下，铸造工艺对金属材料进行高温加热，在金属材料呈现出液态以后，根据产品设计标准，进行重新的制作。但是在实际铸造过程中，很容易受到外界因素的影响，从而影响金属在液态情况的流动性和收缩性，最终降低金属产品的质量，影响产品使用性能。第二，锻压工艺。就是加工技术人员在进行锻压过中，根据金属材料的特性，提升其抗冲击能力。锻压技术对生产制作条件要求比较高，一旦出现变形情况，就可能导致金属材料出现裂缝情况，无法满足产品生产加工的质量标准。第三，焊接工艺。在进行金属材料焊接过程中，焊接要避免出现缝隙或者气孔问题，提升金属产品的使用寿命，提升其性能，保证焊接质量。第四，切削工艺。加工技术人员根据产品设计标准，对金属材料进行相应切割或者削切，但是会受到材料自身性能以及硬度的影响，需要切割人员根据金属材料的性质，选择不同的切割方法。第五，热处理性能，根据字面意思，就是在进行金属加热过程中，体现出来的特性。

3金属材料加工方法分析

1熔模铸造法

该法是在有一定形状的容器内填满发泡塑料，再倒入高熔点材料，先硬化再加温使发泡塑料气化，然后再模具中倒入液态金属使其冷却、凝合，然后将高熔点材料去掉，就获得了海绵状多孔金属。莫来石、碳酸钙、石膏德尔等为高熔点材料的首选材质。其优势在于金属孔隙率高达80%以上，其缺点在于成本高昂且产量不高，多见于多孔铝、多孔铅的制作。有研究者将聚苯乙烯(EPS)泡沫塑料和水化石墨涂料当做高熔点材料，研发成多孔gdrMGYZ合金。

2基于粉末的制备工艺

2.1粉末烧结法该法是首先将造孔剂和金属粉末混合形成预制体，再通过加热、烧结等方式来制造出多孔金属。还有一种方法是直接在模具中加入粉末，然后通过烧结制成多空金属。其优势在于设备无需太好，烧结需求的温度、气氛和时间等可以调试，在室温下，造孔剂就可完成和金属粉末的混合，制成的多空金属具有孔均匀、整齐、连通等特质，而且孔径小，孔隙率为30%左右。常用来制造多孔钛、铜、铝等材料。目前已经成功研制的产品有：多孔lgiAMS合金、多孔纯钛、利用粉末造孔剂研发的孔隙率在55%～75%之间的多孔钛、多孔Ti-7.5Mo合金、3SCOr发泡剂条件下研制的孔隙率为22.4%的多孔不锈钢。

2.2浆料发泡法该法主要是将金属粉末、活性添加剂、发泡剂搅浑后装进模子，然后利用高温使其在浆料中产生气体，然后利用烧结和晾干而形成的多孔材料。常见于生产多孔镍、铜、不锈钢、铝等。制成的多孔金属孔隙率高达90%以上，且成本较为低廉，而且发泡剂颗粒大小可以决定孔径的大小。有研究者就才曾利用这种方法制成孔隙率高达96%的多孔不锈钢。

2.3空心球烧结法该法是粘连金属空心球后进行燃烧和凝结，然后在其扩散后来制成多孔金属材料，其具有开孔和闭孔的双重功能。有研究者在制造金属空心球的时候会在球的表面再镀一层金属，之后再将树脂去除即可。这种方法的机械性能和物理性能都是提前预算好的，孔的尺寸分布也非常有规律，常用来制造多孔铜、钢、钛。目前最为常见的是孔隙率36%的多孔TAVil64合金。

3基于沉积技术的制备工艺

3.1电解沉积法该法利用电镀工艺，经过化学沉积来获得高孔率开口结构材料金属化。主要过程为现在它的表面电镀一层金属，经过烘焙来使得里面的开口结构材料溶解，然后就能得到多孔金属材料。通常情况下，聚酯、乙烯基、聚酰胺等聚合物是高孔率开口结构材料的首选材质，多为三维网状有机泡沫。现如今，世界上较为流行的生产高孔率金属材料大型制备多选用这种方式来完成。它的优势在于产品孔隙率高达80%以上、且结构和孔隙分布都较为均衡。缺点在于成本比较昂贵，且生产工序非常繁琐，也很耗费时间。一般情况下，多孔镍、铜、银、钴等薄膜材料选用此法来制成。TanKai等利用化学镀铜、电沉积铜等方式成功研制多孔铜。

金属材料的力学性能主要包括强度与塑性、硬度、冲击韧性与疲劳强度。研究其强度指标能更好地帮助我们在机械加工领域更好的选材，更好的满足对零部件使用性能的要求。

1强度与强度指标

强度就是金属材料在承受静载荷作用时，抵抗其发生塑性变形或着断裂的能力。金属材料强度的大小用应力来表示，应力能准确的反映出金属材料内部的受力状态。单位面积上的内力(材料内部与外力相对抗的力)我们称之为应力。金属材料的强度指标通常用屈服强度来表示。金属材料出现屈服现象时，发生塑性变形而载荷不增加时的应力为屈服强度，屈服强度又分为上屈服强度和下屈服强度，分别用Reh和ReL表示。通常我们所用到的零部件一般不允许发生明显的塑性变形，材料的屈服强度越高，其抵抗塑性变形的能力就会越强，材料的使用性能就会越好，因此屈服强度是我们设计零部件和选材的主要依据。

2塑性与塑性指标

所谓的塑性就是金属材料在载荷作用下发生断裂前所能承受的最大塑性变形的能力。塑性指标通常用断后伸长率和断面收缩率表示。断后伸长率用A表示，为式样拉断后的标距长度与原始标距长度之差与原始标距的百分比。断面收缩率用Z表示，为式样原始横截面积与断口处最小横截面积之差与原始横截面积百分比。其中断面收缩率和伸长率相比较，更能比较确切的反映出金属材料的塑性，因为断面收缩率不受试件尺寸的影响。断面收缩率和伸长率越大表明这种金属材料的塑性就会越好，就会越容易进行塑形加工，越容易加工成形状复杂的零部件。其中塑性好的材料在受到比较大的冲击力时，会首先产生塑性变形而不会突然断裂，使用性能比较安全。

3硬度和硬度试验

所谓的硬度就是金属材料抵抗局部塑性变形和破坏的能力。硬度试验方法种类比较多，最常用的有布氏硬度试验法、洛氏硬度试验法、维氏硬度试验法三种。

(1)布氏硬度试验法①布氏硬度试验原理。使用硬质合金球做压头，同时以一定的试验压力压入金属表面，保持规定时间后消除试验力，最后测量压痕表面直径，通过计算公式计算其硬度值。实验表明布氏硬度值的大小仅与压痕直径的大小有关系。D越大，压痕直径越大，也就是硬度越低。②布氏硬度特点及适用范围。布氏硬度的试验力和压痕直径都比较大，所以压痕也比较大，比较直观准确的测定硬度值。但是，由于压痕比较大，对金属表面的损伤程度也比较大，这就要求布氏硬度试验法不适合测量零部件表面质量要求比较高或薄壁零部件。