1金属材料的种类与力学性能 - 图文

第一讲

金属材料的种类

与力学性能

于文强讲授

1各类机电产品，大多是由种类繁多、性能各异的工程材料通过加工制成的零件构成的。工程材料分金属材料、非金属材料以及复合材料，其中金属材料是工程中应用最广泛的。

一.金属材料的种类

金属材料是以过渡族金属为基础的纯金属及其含有金属、半金属或非金属的合金。由于金属材料具有良好的力学性能、物理性能、化学性能及工艺性能，能采用比较简便和经济的加工方法制成零件，因此金属材料是目前应用最广泛的材料。工业上通常把金属材料分为两大类：一类是黑色金属，它是指铁、锰、铬及其合金，其中以铁为基的合金——钢和铸铁应用最广，占整个结构和工具材料的80%以上；另一类是有色金属，它是指黑色金属以外的所有金属及其合金。

2这两类材料还可进一步细分为图1.1所示的系列。

白口铸铁 灰铸铁 铸铁 黑色金属 钢 金属材料 球墨铸铁 可锻铸铁 特殊性能铸铁 碳素钢 合金钢 轻金属（密度小于3.5g/cm2）：如铝、镁、钠、钙 重金属（密度大于3.5g/cm2）：如铜、镍、锡、铅、锌 有色金属 贵金属：如金、银、铂、铑、铱 稀有金属：如锆、铪、铌、钽、铍、铯、钛 稀土金属：如钕、钪、钇 放射性金属：如镭、铀、钍 图1.1 不同系列的金属材料

3二. 金属材料的性能

金属材料的性能包括使用性能和工艺性能。使用性能是指金属材料在使用过程中应具备的性能，它包括力学性能（强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度等）、物理性能（密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性等）和化学性能（耐蚀性、抗氧化性等）。工艺性能是金属材料从冶炼到成品的生产过程中，适应各种加工工艺（如：冶炼、铸造、冷热压力加工、焊接、切削加工、热处理等）应具备的性能。