第1章 金属材料概述PPT课件
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在常温下，大多数非金属元素 所组成的单质是气体，也有一些 是固体，溴( Br)是唯一的在常温 下星液体的非金属单质。固体非 金属较脆，用锤子敲击时，它们 中的大多数很容易碎裂甚至变成 粉末。
现有一种单质，要分辨它是金属还是非金属，你可以用到哪些方法?
金属具有良好的导电性、导热性和延展性，而非金 属的导电、导热性能均较差，也没有延展性。
第一节
金属材料
金属材料在日常生活用品、房屋建筑、交通工具以及工农业 生产中都有广泛的用途。
金属可以拉成细丝，做成导线用于导电;金属 很容易根据外观来辨认。金属还具有哪些不同 于其他物质的性质呢?
金属都有特殊的光泽。大多数金属的颜色为银白色或灰色，但金(Au) 呈金黄色，铜(Cu)为紫红色。除汞(俗称水银)外，所有金属在室温下都是 固体。大多数非金属没有光泽，外表暗淡。
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以发现，日常生活中有许多物品是由金属材料制成的。
把一种金属跟其他- -种或几种金属(或非金属) 一起熔合而成的具有金属特性的物质，就称为合 金(alloy)合金往往比纯金属具有更好的性能。
钢是一种由碳和铁等元素形成 的合金，质地坚硬，有弹性和延 展性，机械性能好，可用来制作 坚硬的汽车车身及刀具、量具和 模具等，是最常见、应用较广的 一种合金材料。
记忆合金
一些特定成分的合金(如镍钛合金)，在外力作用下会发生变形， 当把外力去掉后，在一定的温度条件下，能恢复原来的形状。这种 合金具有百万次以上的回复功能，人们形象地称之为“记忆合金”。 记忆合金在航空、军事、工业、农业、医疗等领域有着重要的用途， 从而使得金属的应用又向前跨进了一步。例如，在做牙齿矫形时， 人们就是利用记忆合金在一定温度下做成矫形弓丝，矫形弓丝为了 恢复原来的形状，便对牙齿施力，于是牙齿在记忆合金的作用下变 得整齐好看。而用记忆合金制作的眼镜架，如图2-4所示，则具有良 好的弹性、强度和抗拉性能。
第1节 金属材料(课件 32张ppt).ppt
合金的特性：
根据以上实验可得到合金与组成它们的纯金属的性质有何异同？
1、 一般地，合金的硬度和强度高于组成它们的纯金属。
2、 合金的熔点低于组成它们的纯金属。
3、 一般地，合金的抗腐蚀性能强于组成它们的纯金属。
合作探究
延展性
导电性
导热性
密度
硬度
金属
良好
良好
良好
大多密度较大
一般较大
非金属
不具有延展性
大多较差（石墨较好）
大多为热的不良导体（石墨较好）
大多密度较小
一般较小，但差异很大（金刚石硬度极大，而石墨硬度就较小）
金属一定能导电、导热，但能导电导热的单质不一定 是金属。如非金属石墨也能导电，也能导热。
为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金怎么样？
用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？
资源丰富无毒轻便耐磨耐腐蚀美观、易加工
金称为形状记忆合金。
记忆合金
1932年,瑞典人奥兰德在金镉合金中首次观察到“记忆”效应，即合金的形状被改变之后，一旦加热到一定的跃变温度时，它又可以魔术般地变回到原来的形状，人们把具有这种特殊功能的合金称为形状记忆合金。
状态
固态
铝、锌、铁、碳、硫、磷
汞、溴
液态
金属都有特殊的金属光泽，非金属大多无光泽
金属大多呈银白色或灰色，非金属大多外表暗淡
金属常温下呈固态，汞除外，非金属常温下大多是气态或固态，溴除外
总结一下
金属
非金属
光泽
特殊的金属光泽
大多数无金属光泽
颜色
大多数银白色或灰色（铜：紫红色，金：金黄色）
多种颜色，大多外表暗淡
钢
(1)成分
《金属材料介绍》PPT课件
用於橋梁的專用鋼種爲“16Mnq”，汽車大梁的專用鋼種爲 “16MnL”，壓力容器的專用鋼種爲“16MnR”。 7．彈簧鋼 彈簧鋼按化學成分可分爲碳素彈精选簧课鋼件pp和t 合金彈簧鋼兩類，其鋼號24
表示方法，前者基本上與優質碳素結構鋼相同，後者基本上與
合金結構鋼相同。
8．滾動軸承鋼
(1)鋼號冠以字母“G”，表示滾動軸承鋼類。
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8
二、常用金屬材料（b 合金鋼）
3.3 國際不銹鋼標示方法 美國鋼鐵學會（AISI)是用三位元數位來標示各種標準
級的可鍛不銹鋼的。其中： a 2**---CrMnNi 奧氏體不鏽鋼 b 3**---CrNi奧氏體鋼（302相當1Cr18Ni9) c 4**---高鉻馬氏體鋼和鐵素體耐熱鋼
➢氧化層的狀況---低碳鋼(粗糙); 高碳鋼(細緻)
➢生銹---鋼及鐵生紅繡,銅生綠繡.
➢硬度---碳鋼同等條件下硬度越高含碳量越高.
➢磁性---碳鋼均會被磁鐵吸引.但高錳鋼(奧氏體鋼)無磁性,
18-8型不銹鋼(奧氏體鋼)無磁性.
➢鍍層---光亮銀白色爲鍍鉻, 顔色略發黃爲鍍鎳, 黃色或略紅
爲鍍銅, 亮金色爲鍍鈦, 如零件爲鐵件且表面鍍層爲
當合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……時，在元素符
號後面應標明含量，可相應表示爲2、3、4……等。例如
18Cr2Ni4WA。
(3)鋼中的釩V、鈦Ti、鋁AL、硼B、稀土RE等合金元素，均屬微
合金元素，雖然含量很低，仍應在鋼號中標出。例如20MnVB
鋼中。釩爲0.07-0.12%，硼爲0.001-0.005%。
d 5**--低鉻馬氏體鋼
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9
二、常用金屬材料（c 有色金屬及其合金）
表示方法，前者基本上與優質碳素結構鋼相同，後者基本上與
合金結構鋼相同。
8．滾動軸承鋼
(1)鋼號冠以字母“G”，表示滾動軸承鋼類。
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8
二、常用金屬材料（b 合金鋼）
3.3 國際不銹鋼標示方法 美國鋼鐵學會（AISI)是用三位元數位來標示各種標準
級的可鍛不銹鋼的。其中： a 2**---CrMnNi 奧氏體不鏽鋼 b 3**---CrNi奧氏體鋼（302相當1Cr18Ni9) c 4**---高鉻馬氏體鋼和鐵素體耐熱鋼
➢氧化層的狀況---低碳鋼(粗糙); 高碳鋼(細緻)
➢生銹---鋼及鐵生紅繡,銅生綠繡.
➢硬度---碳鋼同等條件下硬度越高含碳量越高.
➢磁性---碳鋼均會被磁鐵吸引.但高錳鋼(奧氏體鋼)無磁性,
18-8型不銹鋼(奧氏體鋼)無磁性.
➢鍍層---光亮銀白色爲鍍鉻, 顔色略發黃爲鍍鎳, 黃色或略紅
爲鍍銅, 亮金色爲鍍鈦, 如零件爲鐵件且表面鍍層爲
當合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……時，在元素符
號後面應標明含量，可相應表示爲2、3、4……等。例如
18Cr2Ni4WA。
(3)鋼中的釩V、鈦Ti、鋁AL、硼B、稀土RE等合金元素，均屬微
合金元素，雖然含量很低，仍應在鋼號中標出。例如20MnVB
鋼中。釩爲0.07-0.12%，硼爲0.001-0.005%。
d 5**--低鉻馬氏體鋼
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9
二、常用金屬材料（c 有色金屬及其合金）
第一章金属材料的基础知识ppt课件
许多学者提出晶体中存在的各种缺陷、空 位。
〔4〕微观实际的深化研讨
1940年到如今许多研讨者进展了原子分散的 研讨，利用电子显微镜察看到了位错的滑 移、不完全位错、层错、亚构造等，许多 金属学实际方面问题得到更深化研讨。
金属资料的定义：具有导热导电和 可塑性及金属光泽的元素叫金属元 素。
炉料之间的电弧产生的热量完成熔炼的过程。 4. 按脱氧程度和浇注制度分：
沸腾钢 脱氧不完全的钢，由于这种钢液在钢锭模中冷凝时残
存的氧与碳发生反响。
FeO + C → Fe +CO CO气体使钢沸腾。 镇静钢 脱氧完全，根本上没有上述反响，钢液安静。 半镇静钢
5.按赋予其外形的方法分：
铸造钢
锻压钢
扎压钢
〔1〕原始钢铁消费 铁的熔炼大约在公元前2800年。 〔2〕金属资料学的根底 19世纪，冶金学家和晶体学家奠定了金属资
料学的根底，金属学、金相学、相变和合 金钢等。
〔3〕微观组织实际大开展 1900~1940年期间。Tammann导出了合金相
组成的普通规律发现了合金的本质。Bragg 利用X射线证明了δ—Fe、α—Fe是体心立方 γ—Fe 是面心立方。
3、二氧化碳气体上升，跟炽热的焦炭反响， 生成一氧化碳。
4、一氧化碳气体上升，跟从炉顶不断装入并逐 渐下降的铁矿石接触。在炉身中部，绝大部分铁 的氧化物被一氧化碳复原成铁。
5、在冶炼过程中，混在铁矿石里的锰、硅、硫、 磷等元素也会被碳或一氧化碳从它们的化合物中 复原出来。少量的碳、锰、硅、硫、磷等在高温 下熔合在铁里，成为生铁。生铁的熔点〔11001200摄氏度〕比纯铁的熔点〔1535摄氏度〕低得 多。
2 CO = C + CO2
金属材料ppt课件
金属材料PPT课件
目录
CONTENTS
• 金属材料概述 • 金属材料的性能 • 金属材料的制备与加工 • 金属材料的腐蚀与防护 • 金属材料的应用 • 金属材料的发展趋势与展望
01 金属材料概述
金属材料的定义与分类
总结词
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工程材料。根据成分和用途，金属材料可分为 多种类型。
要点二
详细描述
金属材料的发展可以追溯到古代的铜器时代，当时人们开 始使用铜制工具和武器。随着冶金技术的不断发展，钢铁 逐渐取代铜成为主要的金属材料。如今，随着科技的不断 进步，新型金属材料如钛合金、镍基合金等不断涌现，这 些材料具有更高的强度、耐腐蚀性和轻量化等特点，为工 程领域的发展提供了更多可能性。
装配和调试
通过喷涂、电镀、化学镀等工艺对金属表 面进行处理，以提高其耐腐蚀、美观和功 能性。
将加工好的金属零件组装成完整的机械或 设备，并进行调试和性能测试。
金属材料的热处理
退火
将金属材料加热至适当温度，保温一段 时间后缓慢冷却，以消除内应力和提高
塑性。
淬火
将金属材料加热至适当温度，保温一 段时间后快速冷却至室温，以获得高
硬度和耐磨性。
正火
将金属材料加热至适当温度，保温一 段时间后快速冷却，以提高其硬度和 强度。
回火
将淬火后的金属材料加热至适当温度 ，保温一段时间后缓慢冷却，以稳定 其组织和性能。
04 金属材料的腐蚀与防护
金属腐蚀的类型与机理
均匀腐蚀
金属表面均匀地发生腐蚀，导致 整体性能下降。
局部腐蚀
金属表面某些区域受ห้องสมุดไป่ตู้集中腐蚀 ，如点蚀、缝隙腐蚀等。
目录
CONTENTS
• 金属材料概述 • 金属材料的性能 • 金属材料的制备与加工 • 金属材料的腐蚀与防护 • 金属材料的应用 • 金属材料的发展趋势与展望
01 金属材料概述
金属材料的定义与分类
总结词
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工程材料。根据成分和用途，金属材料可分为 多种类型。
要点二
详细描述
金属材料的发展可以追溯到古代的铜器时代，当时人们开 始使用铜制工具和武器。随着冶金技术的不断发展，钢铁 逐渐取代铜成为主要的金属材料。如今，随着科技的不断 进步，新型金属材料如钛合金、镍基合金等不断涌现，这 些材料具有更高的强度、耐腐蚀性和轻量化等特点，为工 程领域的发展提供了更多可能性。
装配和调试
通过喷涂、电镀、化学镀等工艺对金属表 面进行处理，以提高其耐腐蚀、美观和功 能性。
将加工好的金属零件组装成完整的机械或 设备，并进行调试和性能测试。
金属材料的热处理
退火
将金属材料加热至适当温度，保温一段 时间后缓慢冷却，以消除内应力和提高
塑性。
淬火
将金属材料加热至适当温度，保温一 段时间后快速冷却至室温，以获得高
硬度和耐磨性。
正火
将金属材料加热至适当温度，保温一 段时间后快速冷却，以提高其硬度和 强度。
回火
将淬火后的金属材料加热至适当温度 ，保温一段时间后缓慢冷却，以稳定 其组织和性能。
04 金属材料的腐蚀与防护
金属腐蚀的类型与机理
均匀腐蚀
金属表面均匀地发生腐蚀，导致 整体性能下降。
局部腐蚀
金属表面某些区域受ห้องสมุดไป่ตู้集中腐蚀 ，如点蚀、缝隙腐蚀等。
第1章金属材料的优秀课件
伸长率
压缩率
塑性
断面收缩率
（1）伸长率
• 即试样拉断后标距的伸长与原始标距的百分比。
δ=(L1 - L0)/ L0 ×100%
式中
δ——伸长率（%）；
L1——试样拉断后标距（mm)； L0 ——试样原始标距（mm)。
（2）断面收缩率
•
即试样拉断后，缩颈处横截面积的最大缩减量与原
始的横截面积的百分比。
一、 强度与塑性
• 1、 强度 强度是指金属材料在静荷作用下抵抗永 久变形和断裂 的能力。由于载荷的作用方式有拉 伸、压缩、弯曲、剪切等形式，所以强度也分为 抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。 各种强度间常有一定的联系，使用中一般以抗拉 强度作为最基本的强度指标。
• 2、 塑性 塑性是指金属材料在载荷作用下发生不 可逆变形的能力，也就是金属材料在断裂前发生 塑性变形的能力。衡量金属材料塑性能力的指标 是延伸率和断面收缩率。
件局部变细形成颈缩现象）
• 4、缩颈与断裂阶段（由于颈缩，局部截面将迅速减小，
拉力开始下降，直至k点试件断裂。Fb 是试件拉断前能承
受的最大载荷，称为极限载荷）
1、强度指标
• 金属材料的强度是用应力来表示的，即材 料承受载荷后内部产生一个与载荷相平衡 的内力，我们将单位面积上的内力称应力， 用σ表示。为了保证机械零件的正常工作， 我们必须知道金属材料的强度指标，它通 常是指金属材料的弹性极限、屈服点和抗 拉强度。（这些参数可以计算，也可以查 阅相关技术资料）
号σ0.2表示。
• 计算公式:
σ = 0.2
F0.2 S0
（3） 抗拉强度（强度极限）:材料承受最大载荷时
的应力。用σb表示。
计算公式:
压缩率
塑性
断面收缩率
（1）伸长率
• 即试样拉断后标距的伸长与原始标距的百分比。
δ=(L1 - L0)/ L0 ×100%
式中
δ——伸长率（%）；
L1——试样拉断后标距（mm)； L0 ——试样原始标距（mm)。
（2）断面收缩率
•
即试样拉断后，缩颈处横截面积的最大缩减量与原
始的横截面积的百分比。
一、 强度与塑性
• 1、 强度 强度是指金属材料在静荷作用下抵抗永 久变形和断裂 的能力。由于载荷的作用方式有拉 伸、压缩、弯曲、剪切等形式，所以强度也分为 抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。 各种强度间常有一定的联系，使用中一般以抗拉 强度作为最基本的强度指标。
• 2、 塑性 塑性是指金属材料在载荷作用下发生不 可逆变形的能力，也就是金属材料在断裂前发生 塑性变形的能力。衡量金属材料塑性能力的指标 是延伸率和断面收缩率。
件局部变细形成颈缩现象）
• 4、缩颈与断裂阶段（由于颈缩，局部截面将迅速减小，
拉力开始下降，直至k点试件断裂。Fb 是试件拉断前能承
受的最大载荷，称为极限载荷）
1、强度指标
• 金属材料的强度是用应力来表示的，即材 料承受载荷后内部产生一个与载荷相平衡 的内力，我们将单位面积上的内力称应力， 用σ表示。为了保证机械零件的正常工作， 我们必须知道金属材料的强度指标，它通 常是指金属材料的弹性极限、屈服点和抗 拉强度。（这些参数可以计算，也可以查 阅相关技术资料）
号σ0.2表示。
• 计算公式:
σ = 0.2
F0.2 S0
（3） 抗拉强度（强度极限）:材料承受最大载荷时
的应力。用σb表示。
计算公式:
第一章常用机械基础知识课件PPT
2021/3/10
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4.切削加工性
❖ 切削加工性也称为可加工性，是指在一定条件下金 属材料经过切削加工（车、磨、刨、铣、钻等）制 成合格零件的难易程度。金属材料的切削加工难易 程度与一定的切削条件有关，但就金属材料本身来 说，要看其材料的硬度、导热性、塑性、韧性及化 学成分等诸方面的因素来考虑。
❖ 洛氏硬度不是测量压痕的面积，而是测量压痕的深度，压痕越 深，其硬度越低，主要用于测量从极软到极硬的金属或合金。
❖ 维氏硬度法是测量压痕的平均值，主要用于测试较薄的材料。
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3.弹性
❖ 弹性是指金属材料受到外力作用下产生变形， 当外力消除后，金属材料又恢复到原来形状 的性能。
❖ 在机械设计中主要通过金属材料的弹性模数 （E）来计量其弹性。此外，金属材料的弹 性也是比例极限（σρ）、弹性极限（σe）的 综合反映。
❖ 它包括金属材料的可铸性、可锻性、可焊性、切削 加工和热处理等性能。
❖ 正因为金属材料具备这些工艺性能，人们才可以通 过不同的加工方法把金属材料制造成所需要的零件、 设备、工具以及各种用品。
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1.可铸性
❖ 将固体金属材料加热熔化成液体注入机件模 型（如砂型等），冷却后形成铸件的难易性 能，称为金属材料的可铸性。金属材料的可 铸性主要取决于金属材料的流动性和收缩性。
❖ 静载荷——零件承受大小和方向不变或变动很慢的载荷。 ❖ 冲击载荷——突然增加的载荷。 ❖ 交变载荷——大小或方向作周期性变换的载荷。
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❖ 金属材料受载荷作用后的变形，可分为拉伸、压缩、 剪切、扭转和弯曲等形式，如图所示。
❖ 机械性能的基本指标，有强度、硬度、塑性、冲击
《金属材料》PPT课件【优秀课件】
ⓑ铜由于具有良好的导热性，常用做一些导
倍 热器皿;
速 课
ⓒ铜具有良好的延展性，可拉成铜丝等.
时 学
③ 分析常见金属的用途与它们具有的物理性
练 质间有什么关系？
4、通过实验，我们收集的事实证据有：
金属名称
主要物理性质 用途
铜
倍
铁
速
课
时 学
铝
练
易导电
做电线
硬度好
做机械
韧性好、导热性好 做铝锅
电阻率是用来表示各种物质电阻特性的来自物理量。某种材料制成的长1米、横截面 积是1平方毫米的导线的电阻，叫做这种 材料的电阻率。
铋
钡 铂
钙
倍 速 课 时 学 练
汞（水银）
铬材料产品－－电扇 钾
金
镭
倍
速
课
时
学
练
锂
铝
铝－飞机
倍 速 课 时 学 练
铝制产品
铝铜六种金属 镁
锰
倍 速 课 时 学 练
镍
钠 铅矿石
铯
铊
倍
速
课
时
学
练
钛
铁
思 考：
1、常用的金属有什么性？
2、这些性质是怎样为人类
倍 速
所利用的？
课
时
学
练
二、探究金属的用途与金属性质的关系
1、金属的用途是由金属的性质决定的
2、有些金属的用途不是直接由某一性质决定的 如合金的性质。
如保险丝的材料需要熔点低、电阻率大的特点。
倍 所以保险丝是用铅、锑合金做成的，铅、锑两种金
速 课
属熔点都低，纯金属的电阻率低，而铅、锑合金却
时 提高了电阻率，符合了保险丝的要求。
金属材料课件ppt
详细描述
THANK YOU.
谢谢您的观看
通过高能机械球磨和长时间低温退火处理，制备具有纳米级晶粒和优异性能的金属材料。
金属材料的加工工艺
通过将熔融的金属倒入模具中，冷却凝固后获得所需形状和尺寸的金属零件。
铸造工艺
通过施加外力，使金属坯料变形，获得所需形状和尺寸的金属零件。
锻造工艺
通过熔融或压接金属零件，使它们连接在一起，形成完整的金属结构。
2023
金属材料课件ppt
目录
contents
金属材料概述金属材料的制备与加工常见金属材料及其性能特点金属材料的应用与前景金属材料的发展趋势与挑战案例分析与实践应用
金属材料概述
01
金属材料是指以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。
定义
金属材料包括纯金属、合金、金属间化合物、特种金属材料等。
功能金属材料是指具有特殊功能和用途的金属材料，如形状记忆合金、超导合金等，具有高灵敏度、高韧性等特点，广泛应用于医疗、能源等领域。
简介
功能金属材料包括形状记忆合金、超导合金、磁性合金等。
分类
功能金属材料的特殊功能和用途决定了其独特的性能特点，如形状记忆合金具有形状记忆效应，超导合金具有零电阻和强磁性等。
性能特点
功能金属材料及其性能特点
金属材料的应用与前景
04
航空航天领域的应用
航空航天领域是金属材料的重要应用领域，包括铝合金、钛合金、钢等金属材料。
钛合金在航空航天领域的应用也越来越广泛，如喷气发动机的叶片、火箭发动机等。
铝合金在航空航天领域应用广泛，如飞机机身、机翼、起落架等。
钢在航空航天领域的应用也十分重要，如飞机起落架、火箭壳体等。
案例三：不锈钢在建筑领域的应用
THANK YOU.
谢谢您的观看
通过高能机械球磨和长时间低温退火处理，制备具有纳米级晶粒和优异性能的金属材料。
金属材料的加工工艺
通过将熔融的金属倒入模具中，冷却凝固后获得所需形状和尺寸的金属零件。
铸造工艺
通过施加外力，使金属坯料变形，获得所需形状和尺寸的金属零件。
锻造工艺
通过熔融或压接金属零件，使它们连接在一起，形成完整的金属结构。
2023
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contents
金属材料概述金属材料的制备与加工常见金属材料及其性能特点金属材料的应用与前景金属材料的发展趋势与挑战案例分析与实践应用
金属材料概述
01
金属材料是指以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。
定义
金属材料包括纯金属、合金、金属间化合物、特种金属材料等。
功能金属材料是指具有特殊功能和用途的金属材料，如形状记忆合金、超导合金等，具有高灵敏度、高韧性等特点，广泛应用于医疗、能源等领域。
简介
功能金属材料包括形状记忆合金、超导合金、磁性合金等。
分类
功能金属材料的特殊功能和用途决定了其独特的性能特点，如形状记忆合金具有形状记忆效应，超导合金具有零电阻和强磁性等。
性能特点
功能金属材料及其性能特点
金属材料的应用与前景
04
航空航天领域的应用
航空航天领域是金属材料的重要应用领域，包括铝合金、钛合金、钢等金属材料。
钛合金在航空航天领域的应用也越来越广泛，如喷气发动机的叶片、火箭发动机等。
铝合金在航空航天领域应用广泛，如飞机机身、机翼、起落架等。
钢在航空航天领域的应用也十分重要，如飞机起落架、火箭壳体等。
案例三：不锈钢在建筑领域的应用
金属材料(1)PPT课件(初中科学)
金属锈蚀的原因： 金属的锈蚀既与周围环境里的水、空气等物质的作用有关， 也与金属内部结构有关。
讨论：根据金属锈蚀的条件，讨论金属防护的常用方法？
金属的防锈的方法：
（1）在金属表面覆盖保护层（保护膜法） 如刷油漆、涂机油、覆盖搪瓷、胶合塑料、电镀、烤蓝等。
电镀：镀上一层不易腐蚀的金属； 烤蓝：通过化学方法使表面生成致密的氧化膜。
1号废旧锌锰电池的组成：总质量70克左右，其中碳棒 5.2克，锌皮7.0克，锰粉25克，铜帽0.5克，其他32克。
方案例举: 1、对锌的回收： 剥下干电池外面的锌皮，并用小刀或纱纸去掉表面的杂质， 洗净干燥。 （可用作实验室制氢气的原料） 2、对汞的回收：（Hg2+） 向初步处理后的废液中，加入铜屑、铁屑或锌粒，置换出汞。 3、对镉、镍的回收：（Cd2+、Ni2+） 提示：Cd(OH)2、Ni(OH)2难溶于水。 向含Cd2+的废液中，加入可溶性碱，生成沉淀。过滤，洗涤， 干燥。
回回回收收收的的的废钢废旧铁旧汽材铝车料
生活垃圾分类收集
可回收垃圾：包括纸类、金属、塑料、玻璃等，通过 综合处理回收利用，可以减少污染，节省资源。
不可回收垃圾：包括剩菜剩饭、骨头、菜根菜叶等食品类 废物(厨房垃圾)以及枯枝、杂草等，经生物技术就地处理 堆肥 ，每吨可生产0.3吨有机肥料。
有害垃圾：包括废电池、废日光灯管、废水银温度计、 过期药品等，这些垃圾需要特殊安全处理。
思考：每年有大量废干电池被丢弃,其中的有毒物质 会污染环境，用什么办法处理干电池？
干电池属于化学电源中的原电池，是一种一次性电池。因为 这种化学电源装置其电解质是一种不能流动的糊状物，所以 叫做干电池。
我们常用的干电池称为锌锰电池，也叫碳锌电池。它的负极为 锌做的圆筒，做成筒状的目的是用来储存电解液等化学药品。 正极是一根碳棒，它的周围被二氧化锰、碳粉和氯化铵的混合 剂所包围，总称为碳包。碳包和锌筒之间充填着氯化铵、氯化 锌的水溶液和淀粉等组成的糊状物，称为电糊。电池口上用沥 青、松香等配成的封口剂封牢。
第一篇金属材料导论PPT课件
第18页/共20页
二、化学热处理
1、渗碳 ◆ 向低碳钢或低碳合金钢渗入碳原子的过程。
加热到900～950℃，长期保温---渗碳 ◆ 渗碳后要淬火和低温回火 ◆ 主要用于承受较大冲击载荷和严重磨损的零件，硬度
HRC58～64左右 2、氮化（渗氮） ◆ 向钢表层渗氮原子，以提高硬度、耐磨性、疲劳强度、
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一、铁碳合金状态图的建立 1.配制不同成分的铁碳合金，加热后缓慢地 冷却，记录数据，绘制它们的冷却曲线（时 间、温度）。 表1—2 各种成分的临界点 2.从冷却曲线上找出临界点，并画到图1-16的 成分—温度坐标中。 图1—16 铁碳合金状态图的建立 3.相同意义的点连接起来。
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▪ 金属的结晶就是金属液转变为晶体的过程。 ▪ 纯金属的结晶是在一定温度下进行的，在冷却曲线上出现一段水平段，见图1-6
纯金属的冷却曲线。即：时间变化，固体增加，但金属的温度并不下降，这是由 于金属结晶时放出热量，致使温度不下降。
图1-6纯金属的冷却曲线
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§2-2 铁碳合金的基本组织
• 降低钢的硬度，以利于切削等加工（冲冷拉） • 细化晶粒，提高钢的塑性和韧性 • 消除内应力，并为淬火作准备
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▪ 退火种类：
(1)完全退火
• 方法：
亚共析钢加热到Ac3以上30~50℃炉-炉保冷冷＋温空- 冷(快些)
(2)球• 化用途退：火主要用于具有亚共析组织的碳钢、合金钢的铸件、
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§3-4 表面淬火和化学热处理来自一、表面淬火• 目的：表层有较高硬度、耐磨性，而心部保持着 原来的塑性、韧性。(退火、正火或调质 状态的组织)
二、化学热处理
1、渗碳 ◆ 向低碳钢或低碳合金钢渗入碳原子的过程。
加热到900～950℃，长期保温---渗碳 ◆ 渗碳后要淬火和低温回火 ◆ 主要用于承受较大冲击载荷和严重磨损的零件，硬度
HRC58～64左右 2、氮化（渗氮） ◆ 向钢表层渗氮原子，以提高硬度、耐磨性、疲劳强度、
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一、铁碳合金状态图的建立 1.配制不同成分的铁碳合金，加热后缓慢地 冷却，记录数据，绘制它们的冷却曲线（时 间、温度）。 表1—2 各种成分的临界点 2.从冷却曲线上找出临界点，并画到图1-16的 成分—温度坐标中。 图1—16 铁碳合金状态图的建立 3.相同意义的点连接起来。
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▪ 金属的结晶就是金属液转变为晶体的过程。 ▪ 纯金属的结晶是在一定温度下进行的，在冷却曲线上出现一段水平段，见图1-6
纯金属的冷却曲线。即：时间变化，固体增加，但金属的温度并不下降，这是由 于金属结晶时放出热量，致使温度不下降。
图1-6纯金属的冷却曲线
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§2-2 铁碳合金的基本组织
• 降低钢的硬度，以利于切削等加工（冲冷拉） • 细化晶粒，提高钢的塑性和韧性 • 消除内应力，并为淬火作准备
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▪ 退火种类：
(1)完全退火
• 方法：
亚共析钢加热到Ac3以上30~50℃炉-炉保冷冷＋温空- 冷(快些)
(2)球• 化用途退：火主要用于具有亚共析组织的碳钢、合金钢的铸件、
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§3-4 表面淬火和化学热处理来自一、表面淬火• 目的：表层有较高硬度、耐磨性，而心部保持着 原来的塑性、韧性。(退火、正火或调质 状态的组织)
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我国低合金钢的开发起步于20世纪50年代末、 60 年代初，正处于国际上低合金高强钢新的发展阶段。
低合金钢的发展趋势： 1、高强度
20世纪70年代以后，美国开发出HY100钢（σs≥ 690MPa）和HY130钢（σs≥895MPa），以及具有更 高抗破断性能的HY100(T)和HY130(T)高强钢，用于海 军潜艇及核潜艇的耐压壳体。
造涡轮叶片的高温合金； 3）采用机械合金化生产具有优异性能的新型合金，如
高熔点氧化物弥散强化的超级合金，寿命比同类高 温合金延长10倍以上
钢的纯净化显著提高了钢的冲击韧度和焊接接头 的抗裂性，焊接性得到明显提高，相应的要求焊缝 金属不仅要实现洁净化，而且也要实现细晶化。
焊缝的细晶化可通过合金化完成细化晶粒的目的， 使焊缝中出现足够量的针状铁素体是提高焊缝金属 强韧性的关键。焊缝中加入多种微量元素可抑制高温 奥氏体晶粒的长大，促使针状铁素体的形成。
1. 2 本课程的任务、内容及特点_
1.2.1 本课程的目的和任务 1.2.2 本课程的内容和教学任务
1.1 材料在工程中的发展及应用
材料和结合手段密不可分，相互促进，不断发展
20世纪初，电弧技术用于钢铁产品
焊接与钢结构飞速发展
2005年：3亿T﹥（美＋俄＋日）
钢种
1.1.1 钢结构的发展及应用
品质
WCF-80钢：焊接裂纹敏感性小的高强度焊接 结构钢，具有高抗冷裂性和低温韧性，用于 大型水电站、石化、漏天煤矿
d）低碳调质钢： σb=700MPa，具有较好缺口冲击韧度，用于低温
服役焊接结构 σb=800MPa，用于工程机械、矿山机械制造中 σb≥1000MPa，工程机械高强耐磨件、核动力装置
及航海、航天装备
结构中用量最大的一类工程材料 预计在今后依然是主要的工程材料
焊接结构发展特点：高参数、轻量化、大型化
1、低合金钢的发展(三个阶段): 1) 20世纪20年代以前: 工程钢结构的制造：主要采用铆接 设计参数：抗拉强度 钢的强化：碳以及单一合金元素，如Mn、Si、Cr等 质量分数达到2%~3% 2) 20世纪20~60年代：
2、合金结构钢的应用
特点：强度高、韧性好，为节约钢材和减轻焊接 结构自重创造了条件
1）低合金钢 应用领域：建筑、桥梁、工程机械等 a）用于桥梁、海上建筑和起重机械等重要焊接 结构时，应根据结构的最低工作温度提出冲 击韧度的要求 大气温度环境下，冲击吸收功（0℃， V型缺 口试样）≥27J
b）车辆、船舶、工程机械等运行结构：采用焊接性 好的低碳调质钢可促进工程结构向大型化、轻量化和 高效能方向发展。 c）焊接无裂纹钢：制造液化气罐
逐步采用：焊接技术 设计参数：考虑材料屈服强度、韧性和焊接性要求 钢的化学成分：向低碳多元合金化方向发展，
碳的质量分数一般在0.2%以下 含2~4个有利于焊接性的合金元素
3) 20世纪70年代以后: 碳的质量分数：0.1%以下，向超低碳含量发展 合金元素： Ti、V、Nb等微合金元素引起关注 向多元复合合金化方向发展
细晶强化：同时提高强度和韧性 细晶强化的理论依据：
Hall-Petch关系式 σs =σ0 + Kd-1/2 σ0—铁素体晶格摩擦力 K —常数 d—晶粒直径（广义） 铁素体：晶粒直径 贝氏体和板条马氏体：板条尺寸
随着d↘→σs↗；随着晶粒变细，钢材的屈服强度
随其-1/2次方增加。同时，冲击韧度也明显增加。
最近注重从冶金角度入手，从根本上解决钢的焊接 性问题。通过冶金措施采用低碳微合金化及控轧控冷等 工艺措施生产强韧性好、焊接性优良的管线钢、桥梁钢、 压力容器钢等
大幅提高材料性能所依靠的先进工艺和制造技术： 1） 采用控扎控冷和控制杂质含量以及多元微合金化
生产新型高强度钢； 2）采用定向结晶、微晶化控制凝固过程生产用于制
C %≤0.03%，明显改善了钢的焊接性 管线钢：X52→X80
C %:0.1%~0.14%→0.01%~0.04%
Ceq:0.45%→0.35% 显微组织：F+P→极低碳B 抗氢致裂纹能力提高，缺口冲击韧度提高， 抗应力腐蚀要求提高
钢的强化方式：固溶强化、沉淀强化、位错强化、 热处理强化、细晶强化等
钢铁材料的研究和开发受到重视
合金结构钢近30年来受到世界各国的普遍重视， 并将成为今后若干年材料发展的基本方向。
表1-1 国外近几年在不同结构上使用低合金钢的比例 表1-2 主要工业部门对低合金钢的需求
工程 主导：金属材料 结构 发展：超高强度钢、双相不锈钢、耐热钢 ※合金结构钢：综合性能优异，经济效益显著，是焊接
焊接冶金学
——材料焊接性
第1章 概述_ 第2章 焊接性及其试验评定_ 第3章 合金结构钢的焊接_ 第4章 不锈钢及耐热钢的焊接_ 第5章 有色金属的焊接_ 第6章 铸铁焊接_ 第7章 先进材料的焊接_ 第8章 异种材料的焊接_ 补充：堆焊
第1章 概 述_
1.1 材料色金属的的发展及应用_ 1.1.3 先进材料的发展及应用_
日本在美国T-1钢基础上开发出HT和WEL-TEN 系列钢，σs：600~1000MPa 2、提高耐热性
Cr-Mo耐热钢中增加Cr含量和添加V和W，使 耐热性比9Cr-1Mo钢进一步提高
焊接性是影响合金结构钢推广应用的关键 发展主线：改善焊接性 重要标志：含碳量的降低
淬火-回火(Quenching-Tempering)钢：多元微合金化 TMCP(Thermo-Mechanical Control Process)钢：控轧控冷
TMCP钢：晶粒直径达到10~15µm d=1µm：超细晶粒钢， σs：400MPa →800MPa
钢的纯净化（WP+S+O+N+H＜0.005%）、均匀化和晶 粒超细化（约1µm），可使钢的强韧性获得大幅提高。 防止晶粒长大的元素：Nb和Ti 低合金结构钢的生产：
过去着重于钢材本身性能，偏重于脱氧提纯、 加工成形和相变热处理。
2）锅炉和压力容器用钢 要求：较高的高温强度、常温和高温冲击性能， 抗时效性、抗氢和硫化氢性能、抗氧化性 合金系：以提高钢材高温性能的合金元素（如 Mn、Mo、Cr、V等）为基础
低合金钢的发展趋势： 1、高强度
20世纪70年代以后，美国开发出HY100钢（σs≥ 690MPa）和HY130钢（σs≥895MPa），以及具有更 高抗破断性能的HY100(T)和HY130(T)高强钢，用于海 军潜艇及核潜艇的耐压壳体。
造涡轮叶片的高温合金； 3）采用机械合金化生产具有优异性能的新型合金，如
高熔点氧化物弥散强化的超级合金，寿命比同类高 温合金延长10倍以上
钢的纯净化显著提高了钢的冲击韧度和焊接接头 的抗裂性，焊接性得到明显提高，相应的要求焊缝 金属不仅要实现洁净化，而且也要实现细晶化。
焊缝的细晶化可通过合金化完成细化晶粒的目的， 使焊缝中出现足够量的针状铁素体是提高焊缝金属 强韧性的关键。焊缝中加入多种微量元素可抑制高温 奥氏体晶粒的长大，促使针状铁素体的形成。
1. 2 本课程的任务、内容及特点_
1.2.1 本课程的目的和任务 1.2.2 本课程的内容和教学任务
1.1 材料在工程中的发展及应用
材料和结合手段密不可分，相互促进，不断发展
20世纪初，电弧技术用于钢铁产品
焊接与钢结构飞速发展
2005年：3亿T﹥（美＋俄＋日）
钢种
1.1.1 钢结构的发展及应用
品质
WCF-80钢：焊接裂纹敏感性小的高强度焊接 结构钢，具有高抗冷裂性和低温韧性，用于 大型水电站、石化、漏天煤矿
d）低碳调质钢： σb=700MPa，具有较好缺口冲击韧度，用于低温
服役焊接结构 σb=800MPa，用于工程机械、矿山机械制造中 σb≥1000MPa，工程机械高强耐磨件、核动力装置
及航海、航天装备
结构中用量最大的一类工程材料 预计在今后依然是主要的工程材料
焊接结构发展特点：高参数、轻量化、大型化
1、低合金钢的发展(三个阶段): 1) 20世纪20年代以前: 工程钢结构的制造：主要采用铆接 设计参数：抗拉强度 钢的强化：碳以及单一合金元素，如Mn、Si、Cr等 质量分数达到2%~3% 2) 20世纪20~60年代：
2、合金结构钢的应用
特点：强度高、韧性好，为节约钢材和减轻焊接 结构自重创造了条件
1）低合金钢 应用领域：建筑、桥梁、工程机械等 a）用于桥梁、海上建筑和起重机械等重要焊接 结构时，应根据结构的最低工作温度提出冲 击韧度的要求 大气温度环境下，冲击吸收功（0℃， V型缺 口试样）≥27J
b）车辆、船舶、工程机械等运行结构：采用焊接性 好的低碳调质钢可促进工程结构向大型化、轻量化和 高效能方向发展。 c）焊接无裂纹钢：制造液化气罐
逐步采用：焊接技术 设计参数：考虑材料屈服强度、韧性和焊接性要求 钢的化学成分：向低碳多元合金化方向发展，
碳的质量分数一般在0.2%以下 含2~4个有利于焊接性的合金元素
3) 20世纪70年代以后: 碳的质量分数：0.1%以下，向超低碳含量发展 合金元素： Ti、V、Nb等微合金元素引起关注 向多元复合合金化方向发展
细晶强化：同时提高强度和韧性 细晶强化的理论依据：
Hall-Petch关系式 σs =σ0 + Kd-1/2 σ0—铁素体晶格摩擦力 K —常数 d—晶粒直径（广义） 铁素体：晶粒直径 贝氏体和板条马氏体：板条尺寸
随着d↘→σs↗；随着晶粒变细，钢材的屈服强度
随其-1/2次方增加。同时，冲击韧度也明显增加。
最近注重从冶金角度入手，从根本上解决钢的焊接 性问题。通过冶金措施采用低碳微合金化及控轧控冷等 工艺措施生产强韧性好、焊接性优良的管线钢、桥梁钢、 压力容器钢等
大幅提高材料性能所依靠的先进工艺和制造技术： 1） 采用控扎控冷和控制杂质含量以及多元微合金化
生产新型高强度钢； 2）采用定向结晶、微晶化控制凝固过程生产用于制
C %≤0.03%，明显改善了钢的焊接性 管线钢：X52→X80
C %:0.1%~0.14%→0.01%~0.04%
Ceq:0.45%→0.35% 显微组织：F+P→极低碳B 抗氢致裂纹能力提高，缺口冲击韧度提高， 抗应力腐蚀要求提高
钢的强化方式：固溶强化、沉淀强化、位错强化、 热处理强化、细晶强化等
钢铁材料的研究和开发受到重视
合金结构钢近30年来受到世界各国的普遍重视， 并将成为今后若干年材料发展的基本方向。
表1-1 国外近几年在不同结构上使用低合金钢的比例 表1-2 主要工业部门对低合金钢的需求
工程 主导：金属材料 结构 发展：超高强度钢、双相不锈钢、耐热钢 ※合金结构钢：综合性能优异，经济效益显著，是焊接
焊接冶金学
——材料焊接性
第1章 概述_ 第2章 焊接性及其试验评定_ 第3章 合金结构钢的焊接_ 第4章 不锈钢及耐热钢的焊接_ 第5章 有色金属的焊接_ 第6章 铸铁焊接_ 第7章 先进材料的焊接_ 第8章 异种材料的焊接_ 补充：堆焊
第1章 概 述_
1.1 材料色金属的的发展及应用_ 1.1.3 先进材料的发展及应用_
日本在美国T-1钢基础上开发出HT和WEL-TEN 系列钢，σs：600~1000MPa 2、提高耐热性
Cr-Mo耐热钢中增加Cr含量和添加V和W，使 耐热性比9Cr-1Mo钢进一步提高
焊接性是影响合金结构钢推广应用的关键 发展主线：改善焊接性 重要标志：含碳量的降低
淬火-回火(Quenching-Tempering)钢：多元微合金化 TMCP(Thermo-Mechanical Control Process)钢：控轧控冷
TMCP钢：晶粒直径达到10~15µm d=1µm：超细晶粒钢， σs：400MPa →800MPa
钢的纯净化（WP+S+O+N+H＜0.005%）、均匀化和晶 粒超细化（约1µm），可使钢的强韧性获得大幅提高。 防止晶粒长大的元素：Nb和Ti 低合金结构钢的生产：
过去着重于钢材本身性能，偏重于脱氧提纯、 加工成形和相变热处理。
2）锅炉和压力容器用钢 要求：较高的高温强度、常温和高温冲击性能， 抗时效性、抗氢和硫化氢性能、抗氧化性 合金系：以提高钢材高温性能的合金元素（如 Mn、Mo、Cr、V等）为基础