金属材料精选(九篇)

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第1篇：金属材料范文

该法是在有一定形状的容器内填满发泡塑料，再倒入高熔点材料，先硬化再加温使发泡塑料气化，然后再模具中倒入液态金属使其冷却、凝合，然后将高熔点材料去掉，就获得了海绵状多孔金属。莫来石、碳酸钙、石膏德尔等为高熔点材料的首选材质。其优势在于金属孔隙率高达80%以上，其缺点在于成本高昂且产量不高，多见于多孔铝、多孔铅的制作。有研究者将聚苯乙烯(EPS)泡沫塑料和水化石墨涂料当做高熔点材料，研发成多孔gdrMGYZ合金。

2基于粉末的制备工艺

2.1粉末烧结法该法是首先将造孔剂和金属粉末混合形成预制体，再通过加热、烧结等方式来制造出多孔金属。还有一种方法是直接在模具中加入粉末，然后通过烧结制成多空金属。其优势在于设备无需太好，烧结需求的温度、气氛和时间等可以调试，在室温下，造孔剂就可完成和金属粉末的混合，制成的多空金属具有孔均匀、整齐、连通等特质，而且孔径小，孔隙率为30%左右。常用来制造多孔钛、铜、铝等材料。目前已经成功研制的产品有：多孔lgiAMS合金、多孔纯钛、利用粉末造孔剂研发的孔隙率在55%～75%之间的多孔钛、多孔Ti-7.5Mo合金、3SCOr发泡剂条件下研制的孔隙率为22.4%的多孔不锈钢。

2.2浆料发泡法该法主要是将金属粉末、活性添加剂、发泡剂搅浑后装进模子，然后利用高温使其在浆料中产生气体，然后利用烧结和晾干而形成的多孔材料。常见于生产多孔镍、铜、不锈钢、铝等。制成的多孔金属孔隙率高达90%以上，且成本较为低廉，而且发泡剂颗粒大小可以决定孔径的大小。有研究者就才曾利用这种方法制成孔隙率高达96%的多孔不锈钢。

2.3空心球烧结法该法是粘连金属空心球后进行燃烧和凝结，然后在其扩散后来制成多孔金属材料，其具有开孔和闭孔的双重功能。有研究者在制造金属空心球的时候会在球的表面再镀一层金属，之后再将树脂去除即可。这种方法的机械性能和物理性能都是提前预算好的，孔的尺寸分布也非常有规律，常用来制造多孔铜、钢、钛。目前最为常见的是孔隙率36%的多孔TAVil64合金。

3基于沉积技术的制备工艺

3.1电解沉积法该法利用电镀工艺，经过化学沉积来获得高孔率开口结构材料金属化。主要过程为现在它的表面电镀一层金属，经过烘焙来使得里面的开口结构材料溶解，然后就能得到多孔金属材料。通常情况下，聚酯、乙烯基、聚酰胺等聚合物是高孔率开口结构材料的首选材质，多为三维网状有机泡沫。现如今，世界上较为流行的生产高孔率金属材料大型制备多选用这种方式来完成。它的优势在于产品孔隙率高达80%以上、且结构和孔隙分布都较为均衡。缺点在于成本比较昂贵，且生产工序非常繁琐，也很耗费时间。一般情况下，多孔镍、铜、银、钴等薄膜材料选用此法来制成。TanKai等利用化学镀铜、电沉积铜等方式成功研制多孔铜。

3.2气相沉积法该法主要指的是液态金属到金属蒸汽的演变过程，一般需在真空、惰性气体等状态下来进行，在网状聚亚胺酯等物上附着后而出现的金属沉积层。然后再经过热处理等手段将这层聚合物清楚，就可以获得通孔金属多孔材料。其优势在于对于任意的金属和合金都使用，且孔隙率可以达到60%～80%。其缺点在于沉积的过程缓慢，设备必须精良且成本昂贵，为此主要用于制备电极材料的制作。有研究者就曾利用该法研发出开孔多孔irelNCFA合金材料。

3.3原子溅射沉积法该法的前提是利用阴极喷射法在惰性气压下，使得高压惰性气体和金属原子在飞溅中冲撞，并且双方互相捕获和凝聚，最后形成金属液滴流入衬底。然后在衬底形成具有均匀包裹气体原子的金属，再加热至熔点，然后保温，使捕获的气体进一步胀大出现孔隙，再进行冷冻就会出现多孔金属材料。这种材料虽然性能和结构都俱佳，但是生产成本过高，不适宜于大批量生产。

4多孔金属材料的应用及展望

第2篇：金属材料范文

关键词　金属材料；失效；断裂韧性；影响因素

中图分类号TG14 文献标识码A 文章编号　1674-6708（2013）82-0057-02

0　引言

随着现代社会经济的不断发展，对金属材料的使用也大大的增加，在工程构件设计和使用的过程中，最为严重的就是金属材料的断裂，金属材料一旦发生断裂就会发生生产安全事故，同时也会造成一定的经济损失。通过对以往发生的大量的金属材料的断裂事件的分析，得出构件的低应力脆断是由宏观裂纹扩展引起的，其中最为主要的是金属材料的断裂纹，裂纹一般是在金属加工和生产的过程中引起的[1]。

根据影响金属材料断裂韧性因素的不用，可以总体上概括为两个部分的因素，分别是金属材料外部因素和金属材料内部因素，本文分别就影响金属材料的外部因素和内部因素综合进行分析，以得出影响金属材料动态断裂韧性的因素。

1　影响金属材料断裂韧性的外部因素

1.1　几何因素的影响

几何因素是影响金属材料断裂韧性的一个最为重要的外部因素。几何因素主要包括两个方面的内容，分别是试样厚度和试样取向等因素，下面对这两个因素进行分析：

1）试样厚度

目前在对金属材料的断裂韧性进行研究的过程中发现，不同厚度的金属材料会对会对裂纹前端的应力约束产生较大的影响，同样也会对金属材料的断裂韧性有一定的影响，所以我们分别用不同厚度的同一个金属材料进行断裂韧性的实验，在实验的过程中发现厚试样的断裂韧性值明显的比薄试样的断裂韧性值要低，换而言之，不同厚度的金属材料，其自身的断裂韧性也不同，厚度也是影响金属材料断裂韧性的一个重要的因素[2]。

2）试样的取向

在对金属材料进行取样测试的时候，试样的去向业余金属材料的断裂韧性之间存在着一定的联系，如果我们取样的金属材料裂纹面与金属材料裂纹的扩展方向一致，那么金属材料的断裂韧性就会明显的降低。如果我们取样的金属材料裂纹面与金属材料裂纹的扩展方向相反或者有一定的偏差，那么金属材料的断裂韧性就会较别的有所提高[3]。

1.2　加载速率的影响

加载速率与金属材料的断裂韧性有一定的影响，它们之间的联系通常可以用应变速率来进行表示，如果对金属材料的应变速率进行增加的话，那么金属材料相应的断裂韧性就会有所降低。但是，如果应变速率很大，而且形成局部温度升高的绝热状态时，形变热量来不及散开，材料的断裂韧性值会出现回升。

1.3　温度的影响

金属材料的断裂韧性之所以会发生变化，是因为金属材料本身的内部损伤或者内部结构的缓慢变化而引起的，内部金属粒子的空位浓度的变化直接导致了金属材料的损伤。国内有一些研究文献表明，空位的迁移运动也就一定，空位聚合形成空穴的动力一定。因此裂纹尖端空位浓度越高，形成空穴的几率也就越大，就比较容易导致断裂。由基本的物理学知识可以得知，给定一个材料，其本身受热多少的变化也会影响到金属材料的韧性，金属材料本身的断裂韧性会随着温度的升高而降低。金属材料本身具有一个温度适应变化的范围，一旦外界的温度逾越了这个范围，就会对金属材料的断裂韧性产生一定的影响，由此我们可以推断出金属材料的断裂韧性和温度有着很大的关系。

由上图可以得知，金属材料的断裂韧性会随着温度的变化而变化，当金属的温度达到一定的温度以后，金属材料的断裂韧性对比系数会随着温度的继续升高而下降，且下降的幅度很明显。

2　影响金属材料断裂韧性的内部因素

2.1　组织结构的影响

1）马氏体

金属材料内部的马氏体也是影响金属材料断裂韧性的一个重要的内部因素。金属材料的淬火马氏体在回火后获得回火马氏体，在马氏体不出现回火脆性的情况下，回火温度和强度的变化会对整个金属材料的产生很大的影响，随着回火温度的提高，强度逐渐下降，塑性和韧性逐渐升高。因此，通过这些实验我们可以得出通过淬火、回火获得回火马氏体后，金属材料的组织综合力学性能能达到一个最好的水平，同时这也使得即材料的屈服强度和断裂韧性值都得到较大的提高[4]。

2）贝氏体

金属材料内部的贝氏体一般有三种不同的类型，分别是无碳贝氏体（针状铁素体）、上贝氏体和下贝氏体。通常金属材料通过加热后，其内部的贝氏体会变成魏氏体，这使得金属材料的断裂韧性有了很大的降低[4]。

3）奥氏体

奥氏体本身的韧性比马氏体要高出很多，所以如果在金属材料的马氏体上残留一定的奥氏体时，也就相当于提高了金属材料的断裂韧性。

2.2　碳含量的影响

金属材料内部碳元素的含量（碳含量）也会对金属材料的断裂韧性产生一定的影响，一种比较常见的现象是在高强度钢材的生产过程中降低碳元素的含量，以提高金属材料的断裂韧性，以便达到强化的目的[4]。

2.3　合金元素的影响

板条马氏体的形成有利于断裂韧性的提高。在钢中，合金元素主要通过对钢组织结构的影响来影响断裂韧性，不同种类的合金元素含量的多少是可以直接影响金属材料的断裂韧性的。在相同的作用强度下，位错型马氏体的断裂韧性比孪晶型马氏体高得多，这样一来，含位错型马氏体较多的金属材料，其本身的断裂韧性就会越高。在金属材料中，不同的合金元素之间会产生很多的作用，这些影响到金属材料的复杂性。

2.4　晶粒尺寸的影响

金属材料中的晶粒尺寸的大小也会影响金属材料本身的断裂韧性，通过科学实验可以发现，晶粒越小，其晶粒总体所占的面积就会越大，这样一来，裂纹就有拥有更加复杂错综的结构，如果想要使这种复杂的晶界失去稳定性，就需要获使用更多的外界能量，因此，细化晶粒不但利于提高材料的强度，还能提高材料的断裂韧性。

3　结论

本文对影响金属材料的断裂韧性进行了综合的分析，分别对影响金属材料断裂韧性的内外部因素进行了综合的分析，得出了一定的结论，以期对日后的研究提供一些理论依据。

参考文献

[1]李鹤林，冯耀荣.石油钻柱失效分析及预防措施.石油机械，1990，18（8）：38-44.

[2]练章华，骆发前，龚建文，钟水清.塔里木油田钻杆刺漏原因分析[J].钻采工艺，2003，26（6）：62-64.

第3篇：金属材料范文

1、金属材料分为黑色金属和有色金属两大类。

2、黑色金属又称钢铁材料，包括含铁90%以上的工业纯铁，含碳 2%～4%的铸铁，含碳小于 2%的碳钢，以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合不锈钢、精密合金等。

3、有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大、电阻温度系数小。其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料，以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等，还有隐身，抗氢，超导，形状记忆，耐磨，减振阻尼等特殊功能合金以及金属基复合材料等。

（来源：文章屋网 ）

第4篇：金属材料范文

关键词：教学法;多媒体教学;移动终端教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）45-0131-02

《金属材料》课程着重阐述机械工程材料的基础理论，机械工程材料、零件的失效、强化、选材与机械工程材料的应用等内容，是材料科学与基础专业、机械专业的基础课程，也是工程管理专业的入门课程。[1]该课程涉及的知识内容点多为微观显微知识范畴，比较抽象，对于刚接触这门学科的学生而言，学习起来非常困难。本文以《金属材料》这门学科为例，从如何提高学生的学习积极性，如何加深对抽象理论的理解，以及如何采用多媒体辅助教学和移动终端教学几个方面，浅谈抽象课程授课的认识和体会。

一、提高学生学习积极性

美国心理学家林格伦研究得出构成学业失败的因素比重是：缺少兴趣35%;缺少努力25%;个人问题8%;其他原因32%。获得好的成绩的各种因素的比重：好的学习习惯33%;兴趣25%;智力15%;家庭影响5%;其他因素25%。由此可见，提高学生对课程的兴趣是学生充分掌握知识的重要前提，让学生积极参与学习是课程学习质量的重要保障。[2]提高学生学习积极性对学好抽象课程非常重要。如何提高学生学习积极性，教师可以从以下方面展开。

（一）明确课程地位

有目的的学习可促进学生的学习热情，使得学生能够积极地参与学习，主动改进他们的学习技能。因此，在学生初次接触本课程的阶段，教师可结合该专业的就业前景及就业特点，让学生了解该课程在本专业中的地位，学习本课程能够学习到什么知识，这些知识在具体的实践工作中的地位和价值。例如，上海电力学院能源与机械工程学院的学生60%以上就业方向偏向电力相关行业，因此，课程授课开始，教师可提出以下问题让学生思考：电厂用钢有哪些，什么决定了他们的差别，电厂用钢选择原则是什么等，让学生们了解到本课程在实际工作中的价值及对学生以后就业的帮助。

（二）完善讲授法

讲授法是教学中最基本、最常用的方法之一，是指教师通过口头语言向学生传授知识。[3]施莱尔马赫认为讲授法是大学不可替代的本质特征之一，在任何时代都不应该抛弃。但他批评大学沿袭的照本宣科式的讲课方法。他认为：教师必须使其所讲在听者面前形成发展，讲述不是所知道的东西，而是通过对知识本身的理解而进行启迪与发展，使学生在不断接受知识的同时，将知识理解并在观察中效仿。实际上，教学是一门科学，也是一门艺术。讲授法如何发挥它的艺术性呢？（1）好的讲授能在较短的时间内抓住学生的兴趣;（2）在教授的过程中，教师应该控制信息传递的速度和顺序;（3）教师通过语言向学生传递的不仅仅是知识信息。而且具有丰富的情感信息，教师把对文本的理解通过有感情的语言传递给学生，使文本变成学生的内在的情感、态度、价值观;（4）任何讲授都可以通过学生对所讲内容的参与得到改善，在讲授课程中，学生的参与能够获得更大的教学效果;（5）在运用讲授法前，教师都要对讲授的内容进行科学选择，使内容具有系统性、逻辑性。在讲授中应从具体到抽象、从感性到理性、从已知到未知、由浅到深、由表及里，遵循认识规律，使讲授充满艺术性。讲授的好坏直接决定着课程讲授的成功与否。好的讲授法可在教学中充分调动学生学习的积极性、主动性，引导启发学习活动，培养学生分析问题和解决问题的能力。只有对讲授法不断创新优化，有效运用，才能发挥其教学的重要价值。

（三）互动教学

互动教学是教师在教学过程中通过对调教师与学生，学生与学生之间的关系，形成和谐的师生互动、生生互动、学习个体与教学中介的互动，在互动过程强化环境与人之间的交互影响，以产生教学共振，达到提高教学效果的一种教学结构模式。互动教学是一种民主、自由、平等、开放式的教学，凸显学生的主体地位，调动学生的主动性、积极性和创造性。为了确保互动式教学的开展，教师必须首先营造民主的课堂气氛、建立和谐、平等的师生关系，让学生真正成为课堂的主人、学习的主人。互动式教学方法很多，也各有特点，教师可根据教学内容与班级学生的特点灵活地进行运用。具体来讲，笔者在本课程的教学中主要采用如下方式：一是精选案例式互动。首先由教师设置悬念，提出问题，学生运用掌握的学习知识，尝试性对问题提出解决方案，然后由教师勘校正误，在过程中要突出重点，对热点问题进行深入分析，最后上升为理论知识。二是主题探讨式互动，提出讨论主题，围绕主题展开互动教学。三是多维思辨式互动，教师将现有定论以及解决问题的经验方法提供给学生，让学生根据所学，对提出的方案进行优劣辨析，并加以完善。同时，也可以设置辩论的方式，通过正反两方的辩论，引导学生在争论中寻找最优答案。四是归纳问题式互动，教师课前针对教学目的、教学重点和难点问题，归纳互动问题。教学开始，教师以问题提出的形式引导学生进行广泛思辨和充分的争论，最后达到使学生了解所学内容、开阔思路的目的。

（四）同伴互教

法国教育家第惠斯多曾说：“教学艺术的本质不在于传授，而在于激励、唤醒和鼓舞。”同伴互教是让学生互相充当老师角色，通过自己的学习，将自己对于知识的理解通过讨论传递给对方，达到教学目的的一种手段。由于《金属材料》抽象概念及显微理解较多，教师主导的灌输法容易导致课堂乏味，使得学生失去学习的兴趣。而采用生生互教的方式，一方面充分体现了“以学生为本”，让“学生成为教学的主体”的教学理念，另一方面可激活学生的主动性，使学生在获取知识的过程中，提高综合能力，让学生在探究问题的过程中感受到成功的喜悦和学习的乐趣。对于学生来说，同伴教学教一遍等于学习了两遍，大大提高了学习的效率。此外，生生互教有助于学习共同体的构建，有利于促进培养学生团队合作能力。

二、理论联系实际，加深抽象概念的理解

理论联系实际是指教学必须坚持理论与实际的结合与统一，用理论分析实际，用实际验证理论，使学生从理论和实际的结合中理解和掌握知识，培养学生运用知识解决实际问题的能力。[4]《金属材料》课程偏向于微观尺寸内容的研究，属于抽象理论课程，学生学习起来比较困难。例如晶体凝固过程中，存在着成分偏析的问题。成分偏析属于微观界面问题，传统的方法是观察不到的，如果教师在讲解问题的时候，直奔主题、开门见山，学生由于没有感官认识，往往会觉得陌生和抽象，造成理解的困难。在这种情况下，如果教师通过一些生活和工作中的实际应用引入该知识的学习，调动学生原有的知识经验，学生会感觉到知识的无处不在，在熟悉和兴趣的基础上学习新知，自然比较容易理解。如关于晶体凝固过程中的成分偏析问题的教学，教师首先给同学们讲授相图中固溶度的概念，固溶度是溶质固溶于溶剂内所形成的饱和固溶体内溶质的浓度。固溶度的概念可以从日常生活中盐溶于水、砂糖溶于水的概念进行讲解。通过对日常生活中的生活知识理解工程知识的讲解，能够更好地帮助学生理解溶解度的概念。随着讲解相图中凝固析出的过程，联系固溶度曲线的走势，教师可帮助学生理解从中造成的成分偏析的概念。

三、采用多媒体教学

传统板书的教学方式虽然可以让学生跟着老师的思维理解课程知识，但是耗费时间较长，教学方法单一也容易让学生感到枯燥，让学生失去学习兴趣。随着教学方法的改革及相配套的教学手段的更新，多媒体教学逐渐融入到课程教学过程中，采用多媒体手段教学，能够将一些难以表达的图形、图像直接投影到屏幕上，直观、生动、形象地突出教学重点，使枯燥、抽象难以理解的知识变得生动、容易理解和掌握。同时，由于多媒体教学过程将微观世界中的内容直观展现出来，也极大地提高了学生的学习兴趣，提升了课堂教学的效果。例如，Fe-C相图中组织非常多，并且都需要借助显微仪器观察才能观察组织的特点与差别，而采用多媒体进行教学，可以高效、生动地将课程内容呈现给学生，这样加快了课程节奏，环环相扣，提高教学的速度和效率。[5]

四、使用移动终端教学

移动教育是指在移动的学习场所或利用移动的学习工具所实施的教育，学生利用移动设备，例如手机、电脑等移动教学服务器，在目前比较成熟的无线移动网络、国际互联网以及多媒体技术支持下实现交互式教学活动。通过移动教学，可以让教师比较方便地了解学生在学习过程中遇到的疑难问题、课堂问题和接收学生的答案，还可以让学生随时提出问题、提交作业、咨询教师问题等。这种方式的引入可以更好地调动老师与学生的互动，并且能够及时地反馈课堂信息，让老师更好地了解学生的进度情况。

参考文献：

[1]高聿为.机械工程材料教程[M].哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2009.

[2]谢志刚，齐晓慧，王永川.自动控制原理教学中的方法论探讨[J].教学研究，2009，（12）.

[3]蔡桂真.新课程背景下讲授法的优化发展及有效运用[J].现代教育科学，普教研究，2010，（6）.

第5篇：金属材料范文

我国金属矿产资源品种齐、储量多，分布广。由于矿物资源的产地与形成的原因不同，导致各种矿产的资源丰度也不尽相同。有的资源比较丰富，如钒、钛、稀土、铅、锌、铜、铁、钨、钼、锡、锑、汞等；有的则明显不足，如铬矿。除金、铂等极少数金属外，绝大多数金属以化合物的形式存在于自然界中。由于金属元素都显正化合价，所以将金属化合物中的金属阳离子变为单质的过程即所谓金属的冶炼。

二、金属的通性

1.物理通性

都有金属光泽、都具有延展性，导电、导热性。常温下，大多数是固体，唯一的液态金属是汞。对于铁、锰、铬的单质或合金因为其表面常常生锈，盖着一层黑色的四氧化三铁与棕褐色的三氧化二铁的混合物等物质，因此，常常称其为“黑色金属”；对于铜、金、银等则称为有色金属。

2.化学通性

金属最外层电子数偏少，只能失去电子，故此，可以与非金属（氧气 氯气 硫 碘 水）、酸、盐等反应。金属只有正价，没有负价，也就只具有还原性。

注意：（1）在金属中K 、Ca、 Na 比较特殊，只有它们能与水剧烈反应，镁与水加热条件下反应，铝与沸水缓慢反应，另外它们与盐的反应也与其它金属不同，它们不能置换出其他金属，而是先与水反应，生成的产物再与盐溶液反应。

（2）氢以后的金属不能与无氧化性的酸反应，比如盐酸，稀硫酸。如果与氧化性酸反应则不生成氢气。如与硝酸反应生成NO或NO2。（浓度不同产物不同）

（3）铁与铜是变价金属，它们与弱氧化剂硫、碘的反应，生成低价金属化合物，与强氧化性的氯气反应，生成高价的金属化合物。

（4）金属不与碱反应，但要注意铝能与碱反应生成氢气。

三、金属的防腐

金属防腐就是防止其氧化，方法很多。根据原理不同有以下几种方法。

1.物理方法

涂漆、抹油等隔绝氧气。

2.化学方法

（1）制成合金。如铬不锈钢。含有铬而使表面形成很薄的铬膜，这个膜隔离开与钢内侵入的氧气，从而起到防腐蚀的作用。

（2）阴极保护法。有牺牲阳极的阴极保护法，即外接活泼的金属；还有外接电源的负极的阴极保护法。

四、金属活动性顺序表

金属活动顺序，就是指金属参加反应的剧烈程度，它代表了金属的失去电子的强弱。

在金属活动顺序表中，一般位置越后的金属，金属性越弱，原子的还原性越弱；位置越前的金属，金属性越强，原子的还原性越强。不过，这个顺序只表示在溶液中体现性质的大体顺序，脱离溶液，就不符合了。如

K的活泼性强于Na，但Na在高温熔融下，可以置换出K。

Na+KCl高温K+NaCl

五、常见金属冶炼的方法

根据金属活泼性的不同而采用不同的冶炼方法。

1.热分解法

适合不活泼的金属。如Hg的冶炼，采取热分解HgO的方法。

2.热还原法

大部分金属采用此法。金属在常见金属活动性顺序表中居于中部区域。但所用还原剂则根据成本、原料的来源有所不同。常见的还原剂有CO、C、H2、Al等。其中纯度要求不高的金属一般用较廉价的焦炭或CO还原，纯度要求高的一般用H2还原，而对于一些难熔的稀有金属一般需要用铝还原，该类反应又叫做铝热反应。

3.电解法

对于Na、Mg、Al等极其活泼的金属采用电解法。但由于它们的化合物熔点不同，为降低成本故而采用的原料及附加试剂不同。Na、Mg采用电解其熔融的氯化物而铝则采用电解Al2O3且加入冰晶石。

4.湿法冶金

西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化为铜，即曾青（CuSO4）跟铁反应就生成铜。湿法冶金是我国世界首创的金属冶炼方法。随着科学技术的发展如今已经不再辉煌。

例（2016年海南改编）KAl（SO4）2・12H2O（明矾）是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐（主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质）制备明矾的过程如图1所示。回答下列问题：

（1）为尽量少引入杂质，试剂①应选用（填标号）。

a. HCl溶液b.H2SO4溶液

c.氨水d. NaOH溶液

（2）易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为。

（3）工业冶炼金属镁的化学方程式为。

（4）写出铝和Cr2O3发生铝热反应的方程式。

解析（1）废易拉罐的成分主要是Al、Fe、Mg等活泼的金属，都可以与酸反应，但只有Al可以与NaOH溶液反应。因此，选d。

（2）2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2

（3）镁是活泼金属，工业采用电解熔融MgCl2的方法。

MgCl2（熔融）通电Mg+Cl2

（4）2Al+Cr2O3高温Al2O3+2Cr

答案：见解析。

例 冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气（氢气或一氧化碳）法；③活泼金属置换法；④电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有（Ⅰ）火烧孔雀石炼铜；（Ⅱ）湿法炼铜；现代有（Ⅲ）铝热法炼铬；（Ⅳ）从光卤石（KCl・MgCl2・6H2O）中炼镁。对它们的冶炼方法的分析不正确的是（）。

A.（Ⅰ）用①B.（Ⅱ）用②

C.（Ⅲ）用③D.（Ⅳ）用④

解析（Ⅰ）孔雀石的主要成分是

Cu2（OH）2CO3，加热分解的化学方程式为

Cu2（OH）2CO3

2CuO+H2O+CO2

火时，使用的树木变为木炭，CuO再与木炭反应，产生铜，属于焦炭法，符合①。

C+2CuO2Cu+CO2

（Ⅱ）湿法炼铜是我国西汉时期用铁从某些含铜化合物的溶液中置换出铜，属活泼金属置换法，符合③

Fe+CuSO4FeSO4+Cu

（Ⅲ）是使铝粉和Cr2O3的混合物在高温下反应，置换出铬，反应产生的热量使铬熔化而分离，符合③。

2Al+Cr2O3高温Al2O3+2Cr

（Ⅳ）从光卤石（KCl・MgCl2・6H2O）中可制得无水氯化镁，然后采用通电分解熔融氯化镁的方法制取镁，化学方程式为

MgCl2（熔融）通电Mg+Cl2

符合④。

答案： B

六、学习障碍释疑

1.电解冶炼镁、铝通常用电解MgCl2和Al2O3，但不可电解MgO和AlCl3。原因是MgO的熔点太高，而熔融态AlCl3不存在Al3+。

2.金属矿物资源开采后、冶炼前，必须进行原料的预处理。方法有：粉碎、酸浸、碱浸等。预处理后，还要进行杂质的除去，方法有氧化、调节PH等等。一般不直接用来冶炼。

3.铝热剂指的是铝粉和金属氧化物（如Fe2O3等）组成的混合物。此外，还可以是Al和

第6篇：金属材料范文

1钛合金焊接特点

1.1钛合金化学性质钛合金因具有极强的耐酸碱能力和良好的韧度，在航天航空、化工等行业应用广泛。钛的化学性质很活泼，很容易与空气中的N、O2、H2发生化学反应，如，温度达到250℃时钛合金开始亲和H2，温度达到400℃时开始亲和O2，温度达到600℃时开始亲和N2。在焊接过程中，要注意对钛金属进行保护。此外，钛合金电阻大，焊接费时费力，散发的热量多，为了防止温度达到250℃甚至更高，焊接时要用惰性气体或利用真空来隔离钛合金。

1.2惰性气体焊接特点氩气化学性质非常稳定，不能与金属发生化学反应，也不溶于金属，所以能够很好地把周围的空气隔绝。在进行氩弧焊时，产生的电弧能够很好的清理金属表面的氧化物。产生的电弧比较稳定，尤其适合焊接较薄的金属材料。热输入比较好调节，能够对材料的各个位置进行焊接。氩弧焊时热源比较集中，热影响区域小，大大提高了焊缝的质量。

1.3真空惰性气体焊接的特点氩气保护焊时并没有安全隔绝空气中的氧气、氮气等其他气体的污染，这会对降低焊缝的质量。为消除氧气、氮气、氢气等有害气体的侵入而对焊接带来的不良影响，可以在真空状态下对钛合金材料进行氩气保护焊接，可提高焊接中氩气的纯度。并且真空状态下可以使焊缝的冷却时间延长，提高焊缝内部焊接质量。真空环境还能够净化环境，降低焊接时光辐射、放射性及有害气体等对操作人员的危害。

2铝合金焊接特点

铝合金的化学性质比较活泼，金属表面容易发生氧化反应，形成一层氧化膜，形成的氧化膜严重影响了铝合金的焊接操作，加大了铝合金焊接的难度。其中，焊接时表面飞溅和烧毁电极就是最常见到的两个问题。许多研究证实，电极的使用寿命和焊接接头的质量好坏和刚接通电源阶段的温度有很大关系，在对铝合金进行点焊时，很容易发生电极的部门烧毁和发生粘连。

3铝镁金属材料焊接的特点

铝镁金属材料的化学稳定性比较高，有较强的耐腐蚀能力，强度、导电性和导热性也比较高，所以铝镁合金材料广泛应用于航天、航空、机械制造、汽车等行业中。再对铝镁合金材料进行焊接时，主要存在的问题是铝镁合金材料容易发生氧化，焊接时容易发生气孔、裂缝等，还非常容易生成金属间的化合物，从而大大降低了焊接的质量。

3.1铝镁合金压焊的特点铝镁合金压焊包括真空扩散焊、搅拌摩擦焊等。①真空扩散焊的特点是能够使互相之间不能溶解的金属材料，或者在进行熔焊时产生脆性金属间化合物的金属材料，被广泛应用于铝镁合金的焊接中。②搅拌摩擦焊接是一种最新的焊接技术，尤其适用于铝镁合金材料的焊接，该方法提高了焊缝区域材料的硬度。

3.2铝镁合金钎焊的特点铝镁合金钎焊时，加热的温度较低，所以母材无论是组织结构上还是性能上，发生的变化较少，防止产生金属间化合物。

3.3铝镁合金熔焊的特点熔焊是一种经济高效的焊接方法，但在铝镁合金的熔焊过程中，最常遇到的难题就是容易产生金属间化合物。常见的有激光焊、TIG焊、激光－TIG焊、激光凝结焊等。①激光焊的特点是加热比较集中、焊接工件需要的热输入量低，适用于像铝镁合金这样热敏感性较强的材料的焊接。②TIG焊为传统的铝镁合金焊接方法，用该方法直接焊接铝镁材料时，扩散层容易产生金属间化合物，扩撒层容易断裂;而进行镀锡焊接时，应用熔焊－钎焊的方法，得到的接头质量较高。③采用激光－TIG复合焊接方法对铝镁合金进行焊接时，激光使TIG电弧能量的利用率提高了，显著加快了焊接的速度，该方法克服了传统TIG焊易形成金属间化合物、铝镁接触面易开裂的缺点，使金属间化合物呈弥散状分布，较软的组织和较硬的组织相互交错在一起，提高了接头的焊接质量，并且焊缝比较美观。④激光胶焊接是将点焊技术和胶接技术结合在一起，其特点是净载荷强度较高、应力分布比较均匀，抗老化、耐剥离等，利用激光胶技术焊接铝镁合金形成的焊缝较好且没有气孔，形成的金属间化合物比传统的激光焊减少，接头的强度比单独采用激光焊或者胶焊都要大。

4结语

第7篇：金属材料范文

金属材料的变形分为弹性变形和塑性变形两种。

弹性变形：材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，材料变形即可消失并能完全恢复原来形状的性质称为弹性。这种可恢复的变形称为弹性变形。

塑性变形是物质包括流体及固体在一定的条件下，在外力的作用下产生形变，当施加的外力撤除或消失后该物体不能恢复原状的一种物理现象。

（来源：文章屋网 ）

第8篇：金属材料范文

关键词:金属材料加工工艺材料特性

金属材料加工单位在实际发展过程中，要注意引进先进的生产技术工艺，不断降低能耗，节约资源，提升自身核心竞争力。随着节约型社会的建立，在进行金属材料加工过程中，材料加工企业要不断引进先进的节能生产技术工艺，有效的降低企业生产加工成本，创造更多的经济效益。因此，为了满足当前激烈的市场竞争要求，金属材料单位要分析不同类型金属的特点，对当前的加工工艺技术进行探索，不断开发新的加工技术，提升生产效率，为企业创造更多的经济利润。因此，本文首先分析金属材料特性，接着针对金属材料加工工艺展开论述，从而为金属材料加工制作提供参考意见和建议。

1金属材料的特性

在人类文明长期发展过程中，金属发挥了巨大的作用，并且通过不同的具体形式渗透到社会各个领域，推动社会经济不断向前发展。但是金属材料具有其特殊的性能。金属材料在实际应用过程中，主要是晶格结构的固体表现形式，具有良好的导热和导电性能，表面拥有独特的色泽，并且延展性很好。金属材料通过加工制作，可以制成各种金属间化合物，与其他金属可以融合，形成合金，有效的改善原有金属的性能。另外，大部分金属具有活泼的化学性能，很容易出现氧化现象，需要加工技术人员结合产品设计标准，选择不同的加工方式。

2金属材料加工特性分析

在当前社会经济迅速发展的前提下，金属材料得到广泛的应用。但是由于不同类型的金属，具有不同的特性，需要采用不同的加工技术工艺，才能发挥金属材料最大的作用。下面就针对金属材料加工特性展开论述。第一，金属材料铸造工艺。在通常情况下，铸造工艺对金属材料进行高温加热，在金属材料呈现出液态以后，根据产品设计标准，进行重新的制作。但是在实际铸造过程中，很容易受到外界因素的影响，从而影响金属在液态情况的流动性和收缩性，最终降低金属产品的质量，影响产品使用性能。第二，锻压工艺。就是加工技术人员在进行锻压过中，根据金属材料的特性，提升其抗冲击能力。锻压技术对生产制作条件要求比较高，一旦出现变形情况，就可能导致金属材料出现裂缝情况，无法满足产品生产加工的质量标准。第三，焊接工艺。在进行金属材料焊接过程中，焊接要避免出现缝隙或者气孔问题，提升金属产品的使用寿命，提升其性能，保证焊接质量。第四，切削工艺。加工技术人员根据产品设计标准，对金属材料进行相应切割或者削切，但是会受到材料自身性能以及硬度的影响，需要切割人员根据金属材料的性质，选择不同的切割方法。第五，热处理性能，根据字面意思，就是在进行金属加热过程中，体现出来的特性。

3金属材料加工方法分析

在进行金属材料加工过程中，加工技术人员要结合金属材料的特点，根据产品设计标准，采用不同的加工方法，从而保证产品质量，提升企业生产的经济效益。下面就针对金属材料加工技术方法展开论述。

3．1热处理加工方法

在通常情况下，金属材料热处理方法主要包括加热、保温以及冷却等过程中，需要加工技术人员做好各个阶段的衔接工作，利用陶瓷换热器，提升金属材料的导热性和抗氧化性，提升预热的回收率，降低企业实际的生产成本，获得良好的效果。在实际加工操作过程中，就是加工人员把金属材料放到一定的介质里，然后通过加热或者冷却，促进金属材料内部结构出现变化，从而改变原有金属材料的特性和性能。这种方式在实际生产过程中，得到了广泛的应用，主要包括以下几方面的内容。第一，就是在金属材料加热过程中，金属零件会发生养护反应，就会对整个零件性能产生不利影响。因此，加工技术人员需要采用一定的保护措施，控制好加工的环境和温度。但是在加工期间，气温不是恒定的，需要经过加热超过箱变气温，从而满足金属零件加工温度的标准。在进行冷却过程中，加工技术人员需要结合金属材料加工工艺的不同，控制好冷却的速率，保证产品的生产质量。

3．2高速切削加工技术工艺

为了做好金属材料切削，需要控制好切削的速度，避免在受热的情况下，导致形状发生改变。首先，加工技术人员要选择合理的刀具，保证具有良好的硬度和硬性特点，在通常情况下，加工技术人员可以选择陶瓷刀具和涂层硬质合金刀具等。在选择具体切割技术工艺过程中，需要控制好切割每一个环节，协调好相互之间的关系，控制好金属加工剩余数量，从而为后续加工切割创造良好的条件，制定出科学合理的技术方案，提升金属材料切削的精度。

3．3温挤压成型加工技术工艺

在进行金属材料温挤压成型加工过程中，主要利用金属材料的可塑性特征，把金属放置在挤压模具里面，然后通过外界的挤压力，从而让保证金属材料达到设计的规格和形状。第一，在选择挤压模具过程中，需要控制好模具的尺寸、形状，提升模具的精度。在进行挤压模具设计过程中，需要结合金属零件的特点，明确设计方案，控制好设计工序，精确计算挤压压力，科学设置模具结构，从而满足实际金属材料加工的要求。第二，在挤压温度控制过程中，温度越高的，相应的变形抗力就会越低，可以减少额外的施加机械能。根据大量实际复合挤压的情况，当温度达到200℃作用，相应的施加压力就会减少10%。另外，在进行冷挤压成型材料挤压过程中，材料变形在达到70%左右过程中，相应的挤压里不会出现明显的白哪壶，需要把实际挤压的温度控制在400到500℃之间，才能保证实际挤压的效果。第三，一旦挤压模具连续在高温下进行作业，就会大大降低模具的性能和强度，不仅会影响到实际挤压的效果，而且会缩短模具的寿命。因此，实际技术操作人员要结合实际情况，采用不同的挤压方法。比如在进行小批量作业过程中，可以通过压缩空气的手段，冷却金属材料凹凸模;在进行大规模生产过程中，为了满足实际生产的需要，在每完成一次行程以后，送一个毛坯，从而保证模具的冷却时间，选择不同的冷却方式，可以在模具开设一些小孔或者采用喷雾冷却的方式，从而满足实际生产的技术标准，保证产品的生产质量。

3．4金属材料焊接技术工艺

在进行金属材料焊接过程中，对焊接人员技术水平要求比较高。通常情况下，金属材料焊接包括多种焊接方式，需要结合不同情况，选择不同的焊接方式，从而满足不同性能产品的要求。在通常情况下，金属材料焊接主要包括电弧焊、电渣焊以及爆炸焊等。第一，在进行钎焊过程中，需要结合实际情况，利用黄铜或者钎焊料等进行金属焊接，才能保证焊接质量。第二，在进行碳钢和金钢焊接过程中，需要做好碳钢预热和热处理，从而提升焊接应力。第三，在进行不锈钢焊接过程中，焊接人员要充分考虑到晶间腐蚀问题。在进行马氏体不锈钢焊接过程，要焊接前预热和焊后热处理工作，把温度达到设定的标准。第四，在进行有色金属焊接过程中，需要焊接人员结合不同的金属材料，选择不同的焊接方式。对铜焊接，需要采用钎焊的方式;铝制金属材料主要采用氩弧焊;钛主要采用自动焊接的方式。综上所述，在进行金属材料加工过程中，加工技术人员要结合实际情况，根据不同类型的金属材料，采用先进的加工技术工艺，控制好加工过程，明确加工技术标准，提升加工质量，不断打造金属精品，为金属材料加工企业创造更多的经济效益。

参考文献

［1］刘方靓，马牧群．金属材料在现代工艺加工中的应用研究［J］．世界有色金属，2017(04)．

［2］马红超．试论金属材料加工工艺中激光技术的应用［J］．科技资讯，2016(25)．

［3］荆永丽．金属复合材料加工工艺的研究［J］．世界有色金属，2016(12)．

第9篇：金属材料范文

【关键词】脆性金属材料；数控车削；问题

一、探索脆性金属材料数控车削技术的必要性

如今数控机床使用广泛，而金属切削刀具也在不断发展，在机械加工中所运用的生产方式也开始由以前的集中式生产转变为精细生产，在数控加工中运用脆性金属材料做生产原材料也越来越广泛。脆性金属材料与其他材料相比具有的优点较多，如流动性强，可塑性高、硬度较低等等，具备良好的切削加工性能。但是真正在操作中却很容易出现各种问题，如：切屑崩碎，造成使用冷却液堵塞泵喷灌；由于不便于使用冷却液，容易导致机床形成热变形，影响精准度；刀具使用时极易磨损；高速切削，产生大量细小漂浮颗粒物，影响机械设备和操作者身体健康等。所以探索脆性金属材料数控车削技术具有重大的意义。

二、非脆性金属材料数控车削技术中常见的几种问题

以制造一件拉伸工具为例，要求拉伸的尺寸、形状精准度、表面光滑度都非常高。例如要求铸造一件拉伸工具，而该拉伸工具由于是细长类，在铸造的时候如果是选用砂铸，就容易出现砂眼、弯曲、白口等缺陷，为数控车削带来一定的困难。

这件拉伸工具在具体制造时，出现的问题大概可以用以下几点概括：该工具刚性非常差，在制造的时候，刀尖车到有砂眼和气孔的位置时，容易使工具折断也损坏刀具；毛坯尺寸一旦改变，修改制作程序会非常麻烦而且不妥善；毛坯出现外硬内软的状况，在实施精细操作时，为制作带来麻烦；由于毛坯表面粗糙，导致装夹不牢或者是切削力增加等。

三、脆性金属材料数控车削技术

数控车床增加脆性金属材料主要是依据毛坯状态、添加工件表面质量、加工中常见问题、安全可靠性等进行合理实施，使用数控车削技术主要包括加工工艺、工件装夹方式、加工方案、切削用量、编程技巧等。根据制作内容合理研究脆性金属材料数控车削技术。

（一）加工工艺

在具体加工中应注意一定的加工工艺，遵循既定的原则进行加工。加工工艺的原则主要包括以下几个方面：基准先行、精加工和粗加工分开、一次性装夹。

基准先行主要是指脆性材料在毛坯铸造状态，选择定位基准相当重要，在进行粗基准加工时，应该选择与加工表面互相位置要求较高的不加工表面作为基准，充分考虑装夹时间迅速的可行性，若是进行精基准加工，要确保工件的精准度，然后再考虑装夹的时间和可靠性。要求精加工和粗加工主要是考虑精加工和粗加工工艺标准不同，如精加工需要确定精准度，而粗加工则会因为夹紧力、切削热、内应力而导致工件出现变形或是松动等问题。对铸造毛坯或加工余量较大的工件，以粗加工和精加工分开为主，不仅可以及时发现毛坯内部的问题也能够及时解决问题，减少变形。精加工时要充分考虑粗加工时产生的热变形对尺寸的影响，在具体加工时，可以依据热胀冷缩的数值，对尺寸进行适当扩大。同时建立相应的数据库，精准数据尺寸。

有些单件小批量生产，对于有具置要求精准度的地方应一次性装夹，以免多次装夹影响工件精准度。

（二）工件装夹方式

在数控车床上使用脆性金属材料铸造毛坯时，要注意选择正确的装夹方式确保工件加工质量和安全，有些工件表面相对粗糙、体型大、粗加工剩余量大，在装夹时要使用四爪卡盘装夹，同时安装轴向定位装置，避免轴向在铸造完成后出现移位或者是松动的现象。脆性材料的硬度相对要低，在装夹的时候，最好选用软爪或者是开口夹套，避免在装夹中出现夹痕。对于轴类、套类工件，避免表面加工中出现找正时间或者是重复安装，可以选择使用芯轴、轴向定位、专用夹具等进行装夹。对于需要进行多次装夹或者是加工工序较多的轴类工具，在装夹时可以选择双顶装夹，在装夹时需注意的是对中心孔的长度尺寸要按照标准进行严格控制，防止在数控加工时出现轴向尺寸超差，更甚者出现撞刀等事故。

（三）加工方案

在确定加工方案时，需充分考虑脆性金属材料所造工件的具体结构、尺寸、行位精度、表面粗糙度、加工数量等，除此之外还需结合加工条件，考虑工件质量、成本和效率。下文以前文中列举的拉伸工具为例说明加工工序：

1、最初采用粗车，然后使用半精车，而后磨削，尽管车削难度有一定降低，但是在工具两端需要钻中心孔确定轴度。

2、工序分散、装夹两次。第一次装夹主要是完成粗车以及半精车，第二次装夹主要是要完成精车拉伸。在铸造中控制机床使用时间能够有效减少精车使用中产生的切屑，使用合适的切屑液，也能够保证拉伸部位的加工质量。

3、将工序集中，完成一次性装夹。在进行由粗车到半精车最后到精车的制作工序中能够有效减少机床的使用次数，从而提高加工的效率。但是切削热能够改变工具制造形状，对刀具的各种尺寸和精准度都有一定影响，造成工具精车加工质量不够稳定。

（四）选择合适切削用量

脆性材料与普通材料相比切削速度应适当降低，在粗加工工件刚性好的时候，应该要选择切削速度较低的刀进行切削，这种切削刀背吃刀量和进给量都相对较大。但是对于工件刚性差的材料，应该要选择工件变形较少，背吃刀量和进给量偏小的速度，保证效率和速度。

（五）应用编程技巧

在数控车床中常遇见一些较难的技术问题，这时候可以选择利用数控车床编程技巧。在铸造中，对于一些毛坯余量变化小的工件，在走刀时可以选择按照工件轮廓进行连续走刀，有效保障走刀时间。但是对于有些毛坯工件类似的铸造，可以选择使用一定的编程指令，从而减少铸造过程中的走刀路线和编程内容。例如使用G73仿形循环指令编程，在加工工序中可以使用“/”来表示跳步，这主要是解决铸造毛坯尺寸不一样的问题；使用“MOO”能够表示暂停，对铸造进行尺寸检查，调整夹紧力等等，也可以使程序暂停然后进行冷却，从而保障工件加工的质量。

（六）安装吸尘装置

前文有说到，在精加工中产生的切屑会对设备和人体造成威胁，尽管在数控车床中安置有半封闭或者是全封闭的防护罩，但是这些防护罩并不能从根本上解决问题，在实施批量高速脆金属加工中，切屑依然会到处飘，这些随处漂浮的切屑对绝缘设备和操作者身体健康的影响都非常大。安装吸尘装置主要是对准切屑口，不仅可以吸走细小碎屑和灰尘，还能够吸走切削中产生的大量热量，有效减少切屑对设备和人体的伤害，并保障各种设备的使用性能和使用寿命。

（七）引进先进切削技术

先进的切削技术能够有效提高工作效率，也可以保障铸造工件的质量，如果铸造工件允许，可以在车削脆性金属材料时优先使用高速切削技术以及干切削技术，在结合两者技术特点的条件下，能够大大提高铸造加工效率以及加工精度，满足当今社会绿色生产的要求，保持生产的经济性和生态性。

结束语

在实际铸造过程中，应根据脆性金属材料铸造工件的具体特性来选定加工工序以及加工设备，在加工中注意选用合适的设备以免造成对工件精准度和安全性的影响。同时在使用数控车削技术时，也要注重对新技术的引进，提高加工质量，减少数控车削技术中可能对操作者造成的健康伤害。

参考文献

[1]张立君，张树军.细长轴零件的数控车削技术[J].金属加工（冷加工），2013（11）.