上课用常见的金属材料课件.综述
合集下载
《金属材料》PPT优质课件
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。
请添加标题
请添加标题
请添加标题
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。
用途广泛的金属材料)课件
建筑材料
金属材料如铜、铝等常用 于建筑装饰材料，如门窗 、栏杆和屋顶等。
建筑设备
金属管道、暖气片、通风 管道等设备也由金属材料 制成。
汽车制造业
车身制造
汽车车身主要由钢铁、铝 等金属材料制成，具有高 强度和轻量化的特点。
发动机和传动系统
金属材料如铜、铝、钢等 广泛应用于发动机和传动 系统中。
零部件制造
金属材料的环保要求
减少污染排放
金属材料的生产过程中，应采取有效的环保措施，如安装环保设 备、优化生产工艺等，以减少污染排放。
废弃物处理
金属材料的生产过程中产生的废弃物，应按照国家相关法律法规进 行妥善处理，避免对环境造成危害。
环境监测与报告
企业应建立环境监测与报告制度，定期对生产过程中的环境指标进 行监测和报告，确保符合国家环保要求。
金属材料的回收利用
1 2 3
回收利用的意义
金属材料的回收利用不仅可以减少资源浪费，降 低生产成本，还可以减少对环境的污染和破坏。
回收利用的方法
金属材料的回收利用可以通过分类、清洗、破碎 、熔炼等工序实现，回收后的金属材料可以再次 用于生产。
回收利用的市场
随着环保意识的提高和资源的日益紧缺，金属材 料的回收利用市场将会越来越广阔。
金属材料再生
研究金属材料的再生技术，实现金属 材料的循环利用，提高资源利用率。
金属材料在新能源领域的应用
太阳能光伏产业
利用金属材料制造光伏电池的电极、散热器等部件，提高光伏转换效率和稳定性。
风力发电领域
利用高强度、耐腐蚀的金属材料制造风力发电机的重要部件，如叶片、机舱等，提高风力发电设备的可靠和效 率。
件、化工设备部件等。
由于钛合金的加工难度较大， 其制造成本相对较高，因此钛 合金的应用主要集中在高端领
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
常用金属材料ppt课件
表1-3 碳素结构钢部分牌号、成分与力学性能
化学成分(质量分数,%)
力学性能
牌号
质量 等级
C
Si
S
P
Mn
σsห้องสมุดไป่ตู้
σb δ(%)
不大于
/MPa /MPa
Q195
——
0.06~0 .12
0.25~ 0.50
0.03
0.050
0.0 45
195
315~ 430
33
Q215
A
0.09~0 0.25~ .15 0.55
(1)白口铸铁
白口铸铁：碳以游离碳化物的 形式析出的铸铁，断口呈白色。 白口铸铁硬而脆，难以加工， 很少用来制造零件，有时利用 其硬而耐磨的特点制造某些耐 磨零件，如球磨机的衬板、磨 球等。
耐热性能的钢称作耐热钢。
3.钢的牌号和应用
(1)非合金钢
1)普通碳素结构钢（p28） 牌号： 例如 Q235F
“Q” 表示屈服点， “235” 表示屈服点值为235MPa, “F” 表示脱氧方法（沸腾钢）。 用途 ： 碳素结构钢w(C)为0.06%~0.38%。 主要用来制造一般工程结构和普通机床零件， 通常轧制成各种型材、板材和线材等。
如钻头、绞刀、量块和冲模等。
(4)铸钢
将熔炼好的钢液直接铸成零件毛坯，不再进行锻造的钢件称 铸钢件。 性能特点：铸钢的综合性能和焊接性能均优于铸铁， 用途：主要用于制造承受重载荷及冲击载荷的构件。 如锻锤机架、齿轮、轧辊等。 在各类铸造合金中， 铸钢的应用仅次于铸铁。
主要分为：铸造碳钢和 铸造合金钢。
铁素体 +石墨
铸铁组织
铁素体 +珠光体 +石墨
常用金属材料的一般知识PPT课件
4、热膨胀性 金属受热时体积发生胀大的现象称为金属的热鼓胀。例如 ，被焊的工件由于受热不均匀而产生不均匀的热膨胀，就 会导致焊件的变形和焊接应力。衡量热膨胀性的指标称为 热膨胀系数。 5、抗氧化性 金属材料在高温时抵抗氧化性气体腐蚀作用的能力称为抗 氧化性。热力设备中的高温部件，如锅炉的过热器、水冷 壁管、汽轮机的汽介质（大气、酸、碱、盐等）侵蚀的能 力称为耐腐蚀性。化工、热力设备中许多部件是在腐蚀条 件下长期工作的，所以选材时必须考虑钢材的耐腐蚀性。
第三节 常用金属材料的一般知识
本节课主要内容：
一、金属材料的性能 二、钢材和有色金属的分类、编号及性能
1
课前提问
一、合金组织可以分为几类？分别是什么？ 二、常用的热处理方法有几种? 分别是什么？
2
一、金属材料的性能
金属材料的性能通常包括物理性能、化学性能、力 学性能和工艺性能等。
（一）金属材料的物理化学性能 1、密度
①低碳钢 含碳量小于0．25％。 ②中碳钢 含碳量为0．25％～0．60％。 ③高碳钢 含碳量大于0．60％。
13
二、钢材和有色金属的分类、 编号及性能
(一)钢材的分类
1．按化学成分分类
(2)合金钢
这种钢中除碳素钢所含有的各元素外，尚还有其它一些元素 ，如铬、镍、钛、钼、钨、钒、硼等。如果碳素钢中锰的含量超 过0．8％，或硅的含量超过0．5％时，这种钢也称为合金钢。
根据合金元素的多少，合金钢又可分为： 普通低合金钢(普低钢)：合金元素总含量小于5％； 中合金钢：合金元素总含量为5％～10％； 高合金钢：合金元素总含量大于10％。
14
二、钢材和有色金属的分类、 编号及性能
(一)钢材的分类
2．按用途分类
(1)结构钢 (2)工具钢 (3)特殊用途钢 如不锈钢、耐酸钢、耐热钢、 磁钢等。
第三节 常用金属材料的一般知识
本节课主要内容：
一、金属材料的性能 二、钢材和有色金属的分类、编号及性能
1
课前提问
一、合金组织可以分为几类？分别是什么？ 二、常用的热处理方法有几种? 分别是什么？
2
一、金属材料的性能
金属材料的性能通常包括物理性能、化学性能、力 学性能和工艺性能等。
（一）金属材料的物理化学性能 1、密度
①低碳钢 含碳量小于0．25％。 ②中碳钢 含碳量为0．25％～0．60％。 ③高碳钢 含碳量大于0．60％。
13
二、钢材和有色金属的分类、 编号及性能
(一)钢材的分类
1．按化学成分分类
(2)合金钢
这种钢中除碳素钢所含有的各元素外，尚还有其它一些元素 ，如铬、镍、钛、钼、钨、钒、硼等。如果碳素钢中锰的含量超 过0．8％，或硅的含量超过0．5％时，这种钢也称为合金钢。
根据合金元素的多少，合金钢又可分为： 普通低合金钢(普低钢)：合金元素总含量小于5％； 中合金钢：合金元素总含量为5％～10％； 高合金钢：合金元素总含量大于10％。
14
二、钢材和有色金属的分类、 编号及性能
(一)钢材的分类
2．按用途分类
(1)结构钢 (2)工具钢 (3)特殊用途钢 如不锈钢、耐酸钢、耐热钢、 磁钢等。
常用金属材料课件
回火
将淬火后的钢件加热到Ac1以下的某一温度，保 温一段时间，然后冷却到室温的热处理工艺。目 的是消除淬火应力、稳定组织、提高钢的塑性和 韧性。
03
钢及其热处理
钢的分类与编号
按品质分类
按化学成分分类
按冶炼方法分类
按金相组织分类
优质钢、高级优质钢、 特级优质钢。
碳素钢、合金钢、不锈 钢。
平炉钢、转炉钢、电炉 钢。
退火状态的、正火状态 的、调质状态的等。
钢的热处理原理及其工艺
热处理原理
通过钢在固态下的加热、保温和冷却，以改变其内部组织，从而获得所需性能 的工艺方法。
热处理工艺
包括退火、正火、淬火、回火等。
典型零件的热处理实例分析
01
02
03
轴类零件
如汽车、拖拉机、电机等 轴类零件，通常采用调质 处理，以获得良好的综合 力学性能。
金属材料的性质与特点
物理性质
力学性能
金属材料具有良好的导电性、导热性 和延展性，同时具有较高的强度和硬 度。
金属材料的力学性能包括强度、塑性 、韧性等指标，这些指标决定了金属 材料在使用过程中的承载能力和抗变 形能力。
化学性质
金属材料在空气中易于氧化，生成金 属氧化物，导致材料性能下降。因此 ，需要进行防腐处理以提高其使用寿 命。
拉伸试样制备
按照标准制备拉伸试样，确保试样的尺寸精度和表面质量。
拉伸试验结果分析
根据力-位移曲线计算材料的弹性模量、屈服强度、抗拉强度、 伸长率等指标，评价材料的力学性能。
金属材料的硬度测试方法及原理
1 2 3
布氏硬度测试
采用钢球或钨钴合金球压入金属表面，根据压痕 直径计算硬度值，适用于较软的材料。
将淬火后的钢件加热到Ac1以下的某一温度，保 温一段时间，然后冷却到室温的热处理工艺。目 的是消除淬火应力、稳定组织、提高钢的塑性和 韧性。
03
钢及其热处理
钢的分类与编号
按品质分类
按化学成分分类
按冶炼方法分类
按金相组织分类
优质钢、高级优质钢、 特级优质钢。
碳素钢、合金钢、不锈 钢。
平炉钢、转炉钢、电炉 钢。
退火状态的、正火状态 的、调质状态的等。
钢的热处理原理及其工艺
热处理原理
通过钢在固态下的加热、保温和冷却，以改变其内部组织，从而获得所需性能 的工艺方法。
热处理工艺
包括退火、正火、淬火、回火等。
典型零件的热处理实例分析
01
02
03
轴类零件
如汽车、拖拉机、电机等 轴类零件，通常采用调质 处理，以获得良好的综合 力学性能。
金属材料的性质与特点
物理性质
力学性能
金属材料具有良好的导电性、导热性 和延展性，同时具有较高的强度和硬 度。
金属材料的力学性能包括强度、塑性 、韧性等指标，这些指标决定了金属 材料在使用过程中的承载能力和抗变 形能力。
化学性质
金属材料在空气中易于氧化，生成金 属氧化物，导致材料性能下降。因此 ，需要进行防腐处理以提高其使用寿 命。
拉伸试样制备
按照标准制备拉伸试样，确保试样的尺寸精度和表面质量。
拉伸试验结果分析
根据力-位移曲线计算材料的弹性模量、屈服强度、抗拉强度、 伸长率等指标，评价材料的力学性能。
金属材料的硬度测试方法及原理
1 2 3
布氏硬度测试
采用钢球或钨钴合金球压入金属表面，根据压痕 直径计算硬度值，适用于较软的材料。
常用金属材料简介ppt课件
几种常用的不锈钢
316（0Cr18Ni12Mo2）【316L（00Cr17Ni14Mo2）】 在304不锈钢的基础上提高了Ni含量，并加入了约2%的Mo，大幅提升了抗氯化
物腐蚀的能力，主要用于食品工业和外科手术器材。 410（1Cr13）
制作抗弱腐蚀介质并承受载荷的零件，如汽轮机叶片、水压机阀、螺栓、螺母 等。
几种常用的不锈钢
但304不锈钢有着很强的加工硬化倾向，这就意味着在进行切削加工时实际切 削力要远大于抗拉强度相近的45号钢，并且这种加工硬化的特性还会加剧刀具后 面的磨损。
此外304含Ni量较高，这使得材料的热传导系数较低，因此该种不锈钢的导热 能力较差，因此切削热无法迅速传导出去，致使刀尖温度过高，影响刀具寿命。
马氏体型不锈钢，淬、回火后抗拉强度≥540MPa，屈服强度≥345MPa，低于 300℃回火硬度可以达到338HBS。 430（1Cr17）
常用于热水罐、供热水系统、卫生器具、家庭用耐用器具、自行车飞轮等。 铁素体型不锈钢，抗拉强度≥450MPa，屈服强度≥205MPa，硬度一般≤183HB。
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
碳钢显微组织对比
08钢×100倍退火组织
45钢×400倍退火组织
T8钢×1000倍退火组织
需要说明的是珠光体的力学性能随热处理工艺的 T8钢× 7000倍退火组织示意图 不同会有较大的差异。
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
什么是铁素体、渗碳体和珠光体？为什么力学中的间隙固溶体
316（0Cr18Ni12Mo2）【316L（00Cr17Ni14Mo2）】 在304不锈钢的基础上提高了Ni含量，并加入了约2%的Mo，大幅提升了抗氯化
物腐蚀的能力，主要用于食品工业和外科手术器材。 410（1Cr13）
制作抗弱腐蚀介质并承受载荷的零件，如汽轮机叶片、水压机阀、螺栓、螺母 等。
几种常用的不锈钢
但304不锈钢有着很强的加工硬化倾向，这就意味着在进行切削加工时实际切 削力要远大于抗拉强度相近的45号钢，并且这种加工硬化的特性还会加剧刀具后 面的磨损。
此外304含Ni量较高，这使得材料的热传导系数较低，因此该种不锈钢的导热 能力较差，因此切削热无法迅速传导出去，致使刀尖温度过高，影响刀具寿命。
马氏体型不锈钢，淬、回火后抗拉强度≥540MPa，屈服强度≥345MPa，低于 300℃回火硬度可以达到338HBS。 430（1Cr17）
常用于热水罐、供热水系统、卫生器具、家庭用耐用器具、自行车飞轮等。 铁素体型不锈钢，抗拉强度≥450MPa，屈服强度≥205MPa，硬度一般≤183HB。
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
碳钢显微组织对比
08钢×100倍退火组织
45钢×400倍退火组织
T8钢×1000倍退火组织
需要说明的是珠光体的力学性能随热处理工艺的 T8钢× 7000倍退火组织示意图 不同会有较大的差异。
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
什么是铁素体、渗碳体和珠光体？为什么力学中的间隙固溶体