《金屬材料基礎(chǔ)》課件

《金屬材料基礎(chǔ)》PPT課件目錄金屬材料的概述金屬的晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)金屬的塑性變形與強化金屬材料的腐蝕與防護金屬材料的生產(chǎn)與應(yīng)用01金屬材料的概述金屬材料是指以金屬元素或以金屬元素為主構(gòu)成的具有金屬特性的材料的統(tǒng)稱。根據(jù)組成、結(jié)構(gòu)、性能和用途的不同，金屬材料可分為純金屬、合金、金屬間化合物、特種金屬材料等。金屬材料的定義與分類金屬材料的分類金屬材料的定義金屬材料的特性金屬材料具有高強度、良好的塑性和韌性、耐腐蝕、導(dǎo)電和導(dǎo)熱性好等特性。金屬材料的用途金屬材料廣泛應(yīng)用于建筑、交通、能源、航空航天、電子等領(lǐng)域，支撐著人類社會的進步和發(fā)展。金屬材料的特性與用途

金屬材料的發(fā)展歷程古代金屬材料人類最早使用的金屬材料是銅和鐵，隨著生產(chǎn)力和科技的發(fā)展，逐漸發(fā)現(xiàn)了金、銀、錫等金屬。現(xiàn)代金屬材料隨著科技的不斷進步，新型金屬材料不斷涌現(xiàn)，如鈦合金、鎳基合金等，廣泛應(yīng)用于航空航天、能源等領(lǐng)域。未來金屬材料未來金屬材料的發(fā)展將更加注重環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展和智能化，如可降解金屬、智能金屬材料等。02金屬的晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)金屬的晶體結(jié)構(gòu)是指金屬原子在三維空間中的排列方式，包括面心立方、體心立方和密排六方等結(jié)構(gòu)。晶體結(jié)構(gòu)對性質(zhì)的影響金屬的晶體結(jié)構(gòu)決定了其物理和化學(xué)性質(zhì)，如熔點、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性和延展性等。金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變有些金屬在一定條件下會發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，即晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而引起金屬性質(zhì)的變化。金屬的晶體結(jié)構(gòu)指晶體中原子排列不規(guī)整的區(qū)域，如空位、間隙原子等。點缺陷指晶體中的裂紋或位錯，由于原子層之間的相對滑移而產(chǎn)生的。線缺陷指晶體中的晶界，由于晶體的不同晶粒之間的相互接觸而形成。面缺陷晶體缺陷會影響金屬的強度、韌性、導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性等性質(zhì)。晶體缺陷對金屬性能的影響金屬的晶體缺陷彈性金屬在受到外力作用時發(fā)生形變，當(dāng)外力去除后能夠恢復(fù)原狀的性質(zhì)。塑性金屬在受到外力作用時發(fā)生形變，但當(dāng)外力去除后不能恢復(fù)原狀的性質(zhì)。強度金屬抵抗外力作用而不發(fā)生斷裂的能力。硬度金屬抵抗外部壓力或刻劃的能力。金屬的力學(xué)性質(zhì)熱膨脹與熱收縮金屬在加熱時膨脹，在冷卻時收縮的性質(zhì)。熱穩(wěn)定性金屬在高溫下保持穩(wěn)定的能力，與金屬的熔點和抗氧化性有關(guān)。導(dǎo)熱性金屬傳導(dǎo)熱量的能力，與金屬的晶格結(jié)構(gòu)和電子散射有關(guān)。金屬的熱學(xué)性質(zhì)03超導(dǎo)電性在極低溫度下，某些金屬的電阻率突然降為零的性質(zhì)，具有超導(dǎo)電性的金屬可以用于制造超導(dǎo)材料和超導(dǎo)磁體等。01導(dǎo)電性金屬傳導(dǎo)電流的能力，與金屬內(nèi)部的自由電子數(shù)量和遷移率有關(guān)。02電導(dǎo)率金屬的導(dǎo)電能力與其電阻率的倒數(shù)，是衡量金屬導(dǎo)電性能的重要參數(shù)。金屬的電學(xué)性質(zhì)03金屬的塑性變形與強化金屬在受到外力作用時，發(fā)生的不可逆的形狀變化。塑性變形定義塑性變形分類塑性變形特點根據(jù)外力性質(zhì)，可分為拉伸、壓縮、彎曲、剪切等類型。在塑性變形過程中，金屬的晶體結(jié)構(gòu)、內(nèi)應(yīng)力、物理和機械性能發(fā)生變化。030201金屬的塑性變形固溶強化通過溶入適量的合金元素，使金屬的晶格產(chǎn)生畸變，從而提高金屬的強度和硬度。細晶強化通過細化金屬的晶粒度，減少晶體缺陷，從而提高金屬的強度和韌性。相變強化利用金屬在不同溫度下的相變，產(chǎn)生新的晶體結(jié)構(gòu)，從而提高金屬的強度和韌性。金屬的強化機制加工硬化原因由于晶體內(nèi)部位錯密度的增加和晶格畸變程度的增大，導(dǎo)致金屬的強度和硬度提高。加工硬化應(yīng)用加工硬化是金屬強化的一種重要手段，廣泛應(yīng)用于各種金屬制品的生產(chǎn)和加工過程中。加工硬化定義金屬在塑性變形過程中，隨著變形程度的增加，其強度和硬度逐漸提高，而塑性和韌性逐漸降低的現(xiàn)象。金屬的加工硬化04金屬材料的腐蝕與防護金屬表面均勻地發(fā)生腐蝕，導(dǎo)致金屬的全面損失。全面腐蝕金屬表面某一區(qū)域發(fā)生腐蝕，如點蝕、縫隙腐蝕等。局部腐蝕金屬在特定環(huán)境與應(yīng)力共同作用下發(fā)生的腐蝕。應(yīng)力腐蝕金屬的腐蝕類型123金屬與電解質(zhì)溶液接觸，形成原電池，發(fā)生氧化還原反應(yīng)。電化學(xué)腐蝕金屬與干燥氣體或非電解質(zhì)溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)?；瘜W(xué)腐蝕由微生物活動引起的金屬腐蝕。微生物腐蝕金屬的腐蝕機理涂層保護通過改變金屬的電位來防止腐蝕，如陰極保護和陽極保護。電化學(xué)保護環(huán)境控制通過改變環(huán)境條件來降低腐蝕速率，如控制濕度、溫度等。在金屬表面涂覆防腐蝕涂層，如油漆、塑料等。金屬的防腐蝕方法05金屬材料的生產(chǎn)與應(yīng)用金屬材料的生產(chǎn)工藝通過高爐、平爐或直接還原法將鐵礦石還原成生鐵的過程。在生鐵的基礎(chǔ)上，通過氧化或真空脫碳等方法去除雜質(zhì)，得到鋼的過程。將熔融的金屬澆注到模具中，冷卻凝固后得到鑄件的過程。通過軋機將金屬坯料軋制成所需形狀和尺寸的加工方法。煉鐵工藝煉鋼工藝鑄造工藝軋制工藝用于建造房屋、橋梁、道路等基礎(chǔ)設(shè)施。建筑領(lǐng)域機械制造領(lǐng)域電子電器領(lǐng)域航空航天領(lǐng)域用于制造各種機械設(shè)備、汽車、船舶等。用于制造電子產(chǎn)品、電器設(shè)備等。用于制造飛機、火箭、衛(wèi)星等高技術(shù)產(chǎn)品。金屬材料的應(yīng)用領(lǐng)域研發(fā)具有優(yōu)異性能的金屬材料，滿足高端制造業(yè)的需求。高性能金屬材料通過采用新型合金或優(yōu)化材料結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)