就金屬材料的低溫性能進(jìn)行分析

1、就金屬材料的低溫性能進(jìn)行分析摘 要：在目前現(xiàn)代化工程建設(shè)及生產(chǎn)生活方面，金屬材料的運(yùn)用范圍非常的廣泛，金屬材料的使用隨著其性 能的變化已經(jīng)衍生出不同的金屬附屬品。金屬材料是由金 屬構(gòu)成的材料的總成，有其自己的理化性質(zhì)，比較常見(jiàn)的 是，金屬材料會(huì)隨著溫度的變化本身的理化性質(zhì)發(fā)生改變。本文寫(xiě)作的關(guān)鍵是從低溫條件下對(duì)金屬的性能變化的角度 進(jìn)行簡(jiǎn)要的論述。關(guān)鍵詞：低溫；金屬材料；力學(xué)性能；應(yīng)用發(fā)展DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.09.013金屬材料特殊的力學(xué)性能，使得其發(fā)展應(yīng)用范圍在不 斷的擴(kuò)大，目前金屬材料在多個(gè)行業(yè)得到應(yīng)用推廣，金屬 材料的性能會(huì)隨著溫度的變化

2、而發(fā)生變化，這就對(duì)金屬材 料的使用推廣造成了極大的不便之處。尤其 是在低溫條件下，金屬材料的力學(xué)性能、脆性及韌度都會(huì)發(fā)生嚴(yán)重使得 變化，在工程建設(shè)領(lǐng)域的使用，金屬材料這一性能的變化， 會(huì)給工程建設(shè)帶來(lái)極大的隱患。所以，為了能夠安全的使 用金屬材料，保證其今后的使用范圍的不斷擴(kuò)大，有必要 對(duì)金屬材料隨著低溫條件性能的變化進(jìn)行分析。1 金屬材料的發(fā)展概況金屬材料在我國(guó)的應(yīng)用歷史非常悠久，早在幾千年前， 金屬材料如青銅、鐵器等已經(jīng)被廣泛的使用，隨著生產(chǎn)力 的不斷進(jìn)步，金屬材料的種類也在不斷的增多，如現(xiàn)今被 人們廣為熟悉的銅材、鋁合金等的使用。這些金屬材料在 世界生的應(yīng)用范圍非常廣泛。在傳統(tǒng)型的經(jīng)濟(jì)發(fā)

3、展情況下， 金屬材料中鋼鐵的生產(chǎn)占據(jù)著非常重要的地位，由于鋼鐵 的特殊的性能，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)立即活動(dòng)的迅速的推廣使用?，F(xiàn) 在，世界上的各個(gè)國(guó)家都在努力的加強(qiáng)研發(fā)的力度，力圖 通過(guò)對(duì)金屬材料的各種性能進(jìn)行全面的了解，然后生產(chǎn)出 別具一格的、能被生產(chǎn)生活所使用的金屬材料，如，鋁合 金的發(fā)明使用就是在此種理念下發(fā)明出來(lái)的。2 金屬材料的性能金屬材料的性能會(huì)隨著溫度的變化而變化，尤其是在低溫的條件下，下面本文作者將從具體的方面對(duì)金屬材料在低溫條件下的性能變化作出簡(jiǎn)要的分析。2.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料具有不同的性能，對(duì)不同性能的研究在生產(chǎn)中的綜合利用是極其不同的。金屬材料的力學(xué)性能指的是金屬在外力作用

4、下，所加載的力量與環(huán)境因素向結(jié)合產(chǎn)生的變化，一般其韌度及脆度會(huì)發(fā)生變化，發(fā)生變形以及斷裂的現(xiàn)象。一般而言，金屬材料的力學(xué)性能大致的包括強(qiáng)度、硬度、塑形、彈性、沖擊韌性以及腐蝕度等性能。在低溫條件下，這些性能大體上都會(huì)發(fā)生變化，但是變化最為突出的是韌度及脆度的變化，所以本文對(duì)韌度及脆度進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析論述。2.2 低溫條件下，金屬材料脆度的變化在低溫的條件下，金屬材料的脆度會(huì)發(fā)上升嚴(yán)重的變 化，這一變化叫做金屬材料的冷脆度。金屬材料一旦產(chǎn)生 冷脆度，是極易發(fā)生斷裂的。冷脆度的發(fā)生改變了金屬本 身的內(nèi)在構(gòu)造，轉(zhuǎn)化成為六晶格形態(tài)的分子，這種形態(tài)分 子的存在會(huì)隨著溫度的降低，其強(qiáng)度發(fā)生變化，當(dāng)達(dá)到一 定

5、的程度時(shí)，受到人為或自然的外力因素而發(fā)生斷裂的現(xiàn) 象，但是這種斷裂的現(xiàn)象的發(fā)生并沒(méi)有塑形的變化，而只 是簡(jiǎn)單的斷裂，而且斷裂的時(shí)間非常短，斷裂迅速，同時(shí) 會(huì)發(fā)出“清脆”的聲音。這些性能的變化只是針對(duì)具有冷 脆性材料而言的，對(duì)于非冷脆性的材料，即使溫度非常低， 也不是發(fā)生斷裂的現(xiàn)象。2.3 低溫條件下，金屬材料的韌度也會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的變化相比較金屬材料的脆度斷裂沒(méi)有塑形變化而言，斷裂的速度快的特點(diǎn)，金屬材料韌度斷裂在成的變化會(huì)導(dǎo)致塑形的變化，而且斷裂的時(shí)間非常緩慢，且斷裂后人們能夠在斷裂口處發(fā)現(xiàn)明顯的斷裂痕跡，專業(yè)人士都會(huì)發(fā)現(xiàn)金屬的韌性斷裂是在外力作用不斷加強(qiáng)的情況下產(chǎn)生的，所以時(shí)間非常緩慢，以此帶

6、來(lái)的是斷裂口處的形狀呈現(xiàn)纖維形狀的，且斷裂面呈現(xiàn)暗黑色。但是在日常生活中，由于金屬材料的脆度與韌度發(fā)生變化產(chǎn)生斷裂現(xiàn)象對(duì)外界溫度的要求不同，而且韌度斷裂必須要有足夠強(qiáng)大的外力負(fù)荷作用的存在，才能夠引起韌度斷裂，所以，在日常生活中， 我們極易發(fā)現(xiàn)的是脆度斷裂，而且脆度斷裂帶來(lái)的對(duì)金屬本身的危害相比韌度而言也比較小。金屬材料的低溫性能并不會(huì)妨礙材料的正常使用，只 要對(duì)低溫條件下的金屬材料的性能進(jìn)行綜合的分析與利用， 利用其性能可以生產(chǎn)出新型的金屬材料。大量的科學(xué)研究表明，金屬材料在低溫條件下，金屬 材料的性能會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的變化。在常溫條件下，金屬材料 內(nèi)部的分子結(jié)構(gòu)結(jié)合比疏松，分子間的空間能夠充分的

7、吸 收外界的壓力，因此彈性比較大。但是，在低溫情況下， 金屬材料之間分子間結(jié)合比較緊密，吸收外界的力量的空 間極其的小，所以，低溫條件下的金屬材料的彈性非常小， 極易非常斷裂，正如上文所講的韌性斷裂和存性斷裂。低溫材料在應(yīng)用中的要求及使用發(fā)展：因?yàn)榧竟?jié)的變化，建筑工程的建設(shè)中及其他的生產(chǎn)生活中金屬材料的使用必須具有能夠抵抗住低溫的性能。所以，低溫材料的使用成為一種必然的趨勢(shì)。像橋梁之類對(duì)安全系數(shù)要求高的建筑物，所使用的金屬材料能夠在常溫下發(fā)揮其性能，又能在低溫下正常工作，不會(huì)發(fā)生安全隱患。金屬材料在低溫的情況下極易發(fā)生脆性斷裂，所以人們充分利用了金屬材料的這一性能，發(fā)展出“低溫粉碎技術(shù)”，這種技術(shù)即為利用金屬材料的低溫脆性來(lái)粉碎鋼鐵。我國(guó)現(xiàn)在的熔爐煉鋼，在進(jìn)行煉鋼之前，為了提高廢鐵的回收率，一般都會(huì)將原鋼鐵進(jìn)行粉碎。由于鋼鐵的特殊特性，所以粉碎鋼鐵一直是非常困難的，所以，運(yùn)用低溫粉碎技術(shù)突破了這一技術(shù)問(wèn)題。低溫粉碎導(dǎo)致鋼鐵的脆性斷裂的溫度一定要非常接近材料粉碎溫度的臨界值，才能達(dá)到粉碎的目地。3 小結(jié)低溫條件下金屬材料的性能會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的變化，雖然 這種變化會(huì)給金屬材料的正常使用帶來(lái)麻煩，但是相關(guān)的 研究表明，對(duì)這些低溫條件下金屬材料發(fā)生變化的性能加 以研究，尤其是在低溫條件下容易發(fā)生的韌性及脆性斷裂。所以，可以充分的利用其脆性斷裂的性能來(lái)對(duì)金屬材料進(jìn)