金属材料非金属材料

以金属(包括合金与纯金属)为基础的材料。可分为钢铁材料和有金属材料两大类。
金属材料的性能决定着材料的适用范围及应用的合理性。金属材料的性能主要分为四个方面,即:机械性能、化学性能、物理性能、工艺性能
机械性能:金属在一定温度条件下承受外力(载荷)作用时,抵抗变形和断裂的能力称为金属材料的机械性能(也称为力学性能)。衡量金属材料机械性能的指标主要有以下几项:
1.强度:这是表征材料在外力作用下抵抗变形和破坏的最大能力
2.塑性:塑性是指金属材料在载荷外力的作用下,产生永久变形而不被破坏的能力。
3.硬度:硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力
4.韧性:金属材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力称为韧性
化学性能
金属与其他物质引起化学反应的特性称为金属的化学性能。在实际应用中主要考虑金属的抗蚀性、抗氧化性(又称作氧化抗力,这是特别指金属在高温时对氧化作用的抵抗能力或者说稳定性),以及不同金属之间、金属与非金属之间形成的化合物对机械性能的影响等等。在金属的化学性能中,特别是抗蚀性对金属的腐蚀疲劳损伤有着重大的意义。
物理性能
金属的物理性能主要考虑:
密度(比重)
熔点:金属由固态转变成液态时的温度,对金属材料的熔炼、热加工有直接影响,并与材料的高温性能有很大关系。
⑶热膨胀性随着温度变化,材料的体积也发生变化(膨胀或收缩)的现象称为热膨胀。
⑷磁性能吸引铁磁性物体的性质即为磁性,它反映在导磁率、磁滞损耗、剩余磁感应强度、矫顽磁力等参数上,从而可以把金属材料分成顺磁与逆磁、软磁与硬磁材料
⑸电学性能主要考虑其电导率,在电磁无损检测中对其电阻率和涡流损耗等都有影响。
工艺性能
金属对各种加工工艺方法所表现出来的适应性称为工艺性能,主要有以下四个方面:
切削加工性能:反映用切削工具(例如车削、铣削、刨削、磨削等)对金属材料进行切削加工的难易程度。
可锻性:反映金属材料在压力加工过程中成型的难易程度,例如将材料加热到一定温度时其塑性的高低(表现为塑性变形抗力的大小),允许热压力加工的温度范围大小,热胀冷缩特性以及与显微组织、机械性能有关的临界变形的界限、热变形时金属的流动性、导热性能等。
⑶可铸性:反映金属材料熔化浇铸成为铸件的难易程度,表现为熔化状态时的流动性、吸气性、氧化性熔点,铸件显微组织的均匀性、致密性,以及冷缩率等。
可焊性:反映金属材料在局部快速加热,使结合部位迅速熔化或半熔化(需加压),从
而使结合部位牢固地结合在一起而成为整体的难易程度,表现为熔点、熔化时的吸气性、氧化性、导热性、热胀冷缩特性、塑性以及与接缝部位和附近用材显微组织的相关性、对机械性能的影响等。
非金属材料
非金属材料由非金属元素化合物构成的材料。
高强度的结构材料
非金属材料的密度较、铁、、铅等金属材料小得多,有些比铝、镁、钛等还轻。按比强度(强度/比 重)计算,有的纤维树脂复合材料的常温比强度超过高强度钢和高强度铝。这些材料被用来制造手轮、手柄、支架、罩壳、仪表板等一般轻质结构件,也可用来制造飞机机翼和叶片、整体船艇、汽车车身和传动轴、高速纺织综框、高压容器等高强度结构件,这样可以减轻自重、增加运载能力或提高运行速度、节约能源。
减摩耐磨材料
某些无机非金属材料因硬度高而耐磨,如用金刚石碳化硅刚玉等制作的砂轮、砂布(纸)、油石研磨剂刀具,可供磨削和切削之用;有些材料因有高弹性而耐磨,如橡胶轮胎和运输皮带能抵抗泥沙、矿石、煤炭等颗粒的磨损;有些材料借其自身固有的润滑性能和低摩擦系数而能减少摩擦和磨损,如塑料、石墨、氮化硅等制成的轴承、导轨、活塞环、密封圈等机械零件,能在无油干摩擦或少油润滑条件下安全运行,这对忌油脂或不便供给油润滑的场合特别有利。
耐腐蚀材料
如陶瓷、搪瓷、石墨、铸石、塑料等的大多数品种,都能耐酸、碱、盐、有机溶剂和很多其他化学药品。如不透性石墨能抵抗浓酸和浓碱,聚四氟乙烯塑料则几乎能耐所有化学药品,甚至在氧化性最强的沸腾王水中也不受侵蚀。这些材料适于制造化工用的容器、塔器、鼓风机、泵、管、阀等机械设备和零部件。
密封材料
橡胶塑料、石棉和柔性石墨等因有良好的柔性和弹性而适于制造动态和静态的密封零
件,如压缩机的活塞环、密封填料、O型和V型密封圈等。20世纪60年代以来,还出现了一种以树脂或橡胶为基体、称为液体密封胶的密封材料,适用于各种静态密封,使用方便。
电绝缘材料
如橡胶、塑料、陶瓷、石棉、云母、玻璃布层压板(属复合材料)都是应用广泛的电绝缘材料。
耐高温保温材料
耐火材料石棉、蛭石、氧化铝、耐火纤维等具有良好的高温性能和低的热导率,适用于高温窑炉如化铁炉、转炉、电炉、热处理炉、隧道窑等的炉体、内衬或保温层,以防止热量外流;塑料因传热慢,人体与之接触时有温暖感,适用于制造手轮、手柄、方向盘之类物件。
非金属材料还有一项特殊用途,就是用作耐烧蚀材料,如酚醛和石棉、石英等纤维复合制成的用于宇航方面的烧蚀部件,能在2500℃以上较长时间内燃烧、分解、散热、碳化,形成隔热层,有效地保护内部结构。此外,一些非金属材料还有消音、消振、透光、无磁性
等特点,可用于制造如橡胶弹簧、避振垫片、光学透镜等零件。
非金属材料的强度一般不及金属材料高。其中无机非金属材料的共同缺点是质地脆、不耐冲击;有机非金属材料则耐热性不高,存在老化、尺寸稳定性较差等问题。
无机非金属材料
消音材料无机非金属材料也和金属材料以及有机高分子材料等一样,是当代完整的材料体系中的一个重要组成部
非金属材料切割机
分。以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硫系化合物(包括硫化物、硒化物及碲化物)和硅酸盐、钛酸盐、铝酸盐、磷酸盐等含氧酸盐为主要组成的无机材料的泛称。包括陶瓷玻璃水泥耐火材料、搪瓷、磨料以及新型无机材料等。其中陶瓷一词,随着与陶瓷工艺相近的无机材料的不断出现,其概念的外延也不断扩大。最广义的陶瓷概念几乎与无机非金属材料的含意相同。
生产工艺分类
分为陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料、搪瓷、碳素材料等类,同时新型材料按其生产工艺、用途和发展状况,又逐步形成一些新的材料类别,例如无机复合材料、无机多孔材料等。有些品种按习惯并入传统分类中,例如:铁电、压电陶瓷并入陶瓷;微晶玻璃、光导纤维等并入玻璃等。
主要成分分类
有的还可按照材料中的主要成分分类,有硅酸盐、铝酸盐、钛酸盐、磷酸盐、氧化物、氮化物、碳化物材料等;根据材料的用途分,有日用、建筑、化工、电子航天通信生物医学材料等;
材料的性质分类
根据材料的性质分,有胶凝、耐火、隔热、耐磨、导电、绝缘、耐腐蚀、半导体材料等;根据材料的物质状态分,有晶体(单晶体、多晶体、微晶体)、非晶体及复合材料等,还可以从材料的外观形态分,有块状、多孔、纤维、晶须、薄膜材料等。
特点
耐压强度高、硬度大、耐高温、抗腐蚀。此外,水泥在胶凝性能上,玻璃在光学性能上,陶瓷在耐蚀、介电
非金属材料
性能上,耐火材料在防热隔热性能上都有其优异的特性,为金属材料高分子材料所不及。但与金属材料相比,它抗断强度低、缺少延展性,属于脆性材料。与高分子材料相比,密度较大,制造工艺较复杂。特种无机非金属材料的特点是:
①各具特,例如:高温氧化物等的高温抗氧化特性;氧化铝、氧化铍陶瓷的高频绝缘特性;铁氧体的磁学性质;光导纤维的光传输性质;金刚石、立方氮化硼的{TodayHot}超硬性质;导体材料的导电性质;快硬早强水泥的快凝、快硬性质等。
②各种物理效应和微观现象,例如:光敏材料的光-电、热敏材料的热-电、压电材料的力-电、气敏材料的气体-电、湿敏材料的湿度-电等材料对物理和化学参数间的功能转换特性。
③不同性质的材料经复合而构成复合材料,例如:金属陶瓷、高温无机涂层,以及用无机纤维、晶须等增强的材料。

本文发布于:2024-09-23 15:28:42,感谢您对本站的认可!

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