金属材料是工业应用材料中最重要基础材料,其用量也最大,是设备制造和工业设施的基础。
分类材料发展的历史从生产力的侧面反映了人类社会发展的文明史，因此，历史学家往往根据当时有代表性的材料将人类社会划分为石器时代、青铜器时代和铁器时代等。人们在大量地烧制陶瓷的实践中，熟练地掌握了高温加工技术，利用这种技术来烧炼矿石，逐渐冶炼出铜及其合金青铜，这是人类社会最早出现的金属材料。 第二次世界大战后，各国致力于恢复经济、发展工农业生产，对材料提出质量小、强度高、价格低等一系列新的要求。具有优异性能的工程塑料部分地代替了金属材料，合成纤维、合成橡胶、涂料和胶黏剂等都得到相应的发展和应用。合成高分子材料的问世是材料发展中的重大突破，从此，以金属材料、陶瓷材料和合成高分子材料为主体，建立了完整的材料体系，形成了材料科学。金属材料在一个国家的国民经济中占有举足轻重的位置，因为金属材料的资源比较丰富，已积累有一整套相当成熟的生产技术，有组织大规模生产的经验，产品质量稳定，价格低廉、性能优异。此外，金属材料自身还在不断发展，传统的钢铁工业在冶炼、浇铸、加工和热处理等方面不断出现新工艺。新型的金属材料如高温合金、形状记忆合
金、储氢合金、永磁合金、非晶态合金相继问世，大大扩展了金属材料的应用范围。
鉴于金属材料在国民经济中的重要地位和日常生活中的广泛应用，编写一节金属材料的内容，以体现教科书内容的时代性，反映教学与生产、生活实际的联系。通过这一节的教学，让学生了解金属材料的发展历史、重要作用和面临的挑战，通过激发学生的爱国热情和社会责任感来提高学生的求知欲。
桂南采茶戏金属材料的基本元素是金属。因此，笼统地说，金属材料具有高强度、优良的塑性和韧性，耐热、耐寒，可铸造、锻造、冲压和焊接，还有良好的导电性、导热性和铁磁性，因此是一切工业和现代科学技术中最重要的材料。
金属材料可分为两大类：钢铁和非铁金属（或有金属）。
含碳量在2%～4.3%的铁的合金为铸铁，含碳量一般在0.03%～2%的铁的合金为钢。在Fe-C合金中，有目的地加入各种适量的合金元素，来提高钢铁的强度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性等性能。常用的合金元素有Si、Mn、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti、Nb、B等，形成了形形的合金铸铁或合金钢。
非铁合金大体可分为：轻合金（铝合金、钛合金、镁合金、铍合金等）、重有合金（铜合金、锌合金、锰合金、镍合金等）、低熔点合金（铅、锡、镉、铋、铟、镓、汞及其合金）、难熔合金（钨合金、钼合金、铌合金、钽合金等）、贵金属（金、银、铂、钯等）和稀土金属等。其中应用最广的是铝合金。据统计，协和式超音速飞机全部结构的71%是用特殊的铝合金制造的；高速火车、汽车等交通工具对铝型材的用量需求不断加大；建筑装饰用的铝材越来越多，既漂亮、又耐腐蚀；电力系统和家用电器中铝导线的用量超过铜导线；铝箔可用于包装食品和香烟；铝合金还可用作电容器等。
近一二十年来，金属材料的发展受到了巨大的压力，这种压力来自外部和内部两个方面。就外部来讲，从20世纪中期开始，高分子材料的崛起，尤其是工程塑料从性能到应用许多方面已能和传统的金属材料相抗衡，加上原料丰富、价格便宜，产量以惊人的速度增长。与此同时，先进陶瓷材料也崭露头角，特别是在现代电子工业中占有重要地位。因此，材料领域从金属材料的一统天下转变为金属、陶瓷、高分子材料三足鼎立的新格局。从内部来讲主要是能源、资源和环境三个方面。金属材料的近百年的大力发展，某些主要的金属矿产资源日渐紧张，高品位的金属矿产很快减少，低品位的矿产使能源消耗和成本增加。金属工业是能源的最重要消耗者，也是严重的环境污染者。这些问题对金属材料今后的发
展提出了有力的挑战。
应对措施，一是对已有的金属材料要最大限度地提高它的质量，挖掘它的潜力，使其产生最大效益。近些年来，金属材料的制造技术有非常迅速的进步，先进的冶炼技术、精炼技术、铸造技术、连铸连轧技术、成型加工技术和热处理技术在不断提高，微量杂质的技术、微量元素的合金化技术有所创新。二是开拓金属材料的新功能，以适应更高的使用要求。超高强度钢、超低碳不锈钢等新的合金钢和新的有合金应运而生。三是加强废旧金属的回收和再利用。
金属材料可分为几类：
按组成成分分：1纯金属（简单金属）2合金（复杂金属）。
arx按实用分：1黑金属（指铁和铁的合金）2有金属（又称废铁金属）指除黑金属外的金属和合金。
金属材料的性能：1铸造性2可锻性3切削加工性4焊接性5热处理
物理性能：1密度2熔点3导电性4导热性5热膨胀性
化学性能：1耐腐蚀2抗氧化3化学稳定性
机械性能：1极限强度2屈服点3弹性极限4延伸性5断面伸缩性6硬度7冲击韧。
其中金属材料应用中的耐磨性不仅决定于材料的硬度Hm,而且更主要的是决定于材料硬度Hm和磨料硬度Ha的比值。当Hm/Ha比值超过一定值后,磨损量便会迅速降低。
当 Hm/Ha≤0.5-0.8时为硬磨料磨损,此时增加材料的硬度对材料的耐磨性增加不大。
当Hm/Ha>0.5-0.8时为软磨料磨损,此时增加材料的硬度,便会迅速地提高材料的耐磨性。
金属耐磨材料一般都指的是耐磨钢,能抵抗磨料磨损的钢。这类钢还没有成为一个完全独立的钢种,其中公认的耐磨钢是高锰钢。山中避雨教案
水泥企业主要使用的耐磨钢
在水泥工业中大多以磨料磨损为主要磨损方式。耐磨材料主要用于磨机衬板、隔仓板、篦板,球、段,破碎机锤头、板锤、反击板、颚板,立磨辊、盘等。从材质上可分为以下三大类:
1.高锰钢系列
该材质在八十年代前的一百余年中始终占据耐磨材料的主导地位,优点:韧性极好,在强冲击条件下产生加工硬化;缺点:易塑性变形,不耐磨。已从非强冲击条件下应用的易损件(磨机衬板类)中退出,但是在强冲击负荷下应用的易损件中,仍保持不可替代的优势。
普通高锰钢以及为了提高屈服强度添加各种合金元素的合金高锰钢,在大型破碎机锤头、板锤、反击板、篦板、颚式破碎机颚板及圆锥破碎机内外锥等易损件中,占主导地位。超高锰钢仅限用于大型破碎机锤头和板锤。中锰钢也有部分应用。
2.合金钢系列
低碳中合金、中碳低合金、中碳中合金、低碳高合金等各种合金钢,由于其化学成分、热处理工艺可在很大范围内变化,最终产品的机械性能指标差距很大,硬度HRC40-60,冲击韧性ak10-100J/cm2,因此可根据易损件的应用工况条件,分析其主要磨损机制,优化和选择合金钢的化学成分和综合机械性能,达到最经济合理的选用。
中碳低合金钢的优点是:合金量少,生产成本较低,依靠水淬或油淬提高硬度,满足易损件的耐磨寿命。
中碳中合金钢的优点是:中等的合金含量使其基体组织得到固溶强化且有弥散碳 化物,热处理工艺简单且稳定,综合机械性能较佳。与中碳低合金钢相比,即使硬度相同,耐磨性明显增高,但生产成本偏高。
低碳高合金钢的优点是:低碳、高合金的化学成分配合恰当的热处理工艺,可获得非常高的韧性和较高的硬度,对受冲击负荷较大、结构复杂的易损件具有绝对的优势,缺点是生产成本高。
3.抗磨白口铸铁系列
该系列有高铬铸铁、中铬铸铁、低铬铸铁、镍硬铸铁及高铬铸钢等品种。总体优点:硬度高,耐磨性好。缺点:韧性不足。
高铬铸铁(Cr14-30%)的耐磨性最好,应用范围最广,如中小型磨机衬板,球和段,小型破碎机锤头和板锤,立磨辊和盘等。大型磨机前配置了辊压机后,高铬铸铁即可扬长避短,充分发挥其优异的耐磨性,衬板使用寿命可达8年以上。
低铬铸铁 (Cr1.5-3%)的硬度、韧性均大大低于高铬铸铁,主要应用于球、段以及细磨仓衬板,爱因斯坦和小女孩教学设计
优点是生产成本低,缺点是应用范围窄,综合性能和抗磨指标一般。
中铬铸铁(Cr8-14%)仅用于铸球,降低铬含量,既可以降低生产成本,也可满足球的破碎率指标,市场中仍称之为高铬球。
晏子春秋内篇谏上 根据1998年教育部颁布的本科专业介绍[1],金属材料工程专业培养能在冶金、材料结构研究与分析、金属材料及复合材料制备、金属材料成型等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才。培养学生具有材料科学的基础理论,掌握金属材料及其复合材料的成分、组织结构、生产工艺、环境与性能之间关系的基本西藏教育规律。通过综合合金设计和工艺设计,提高材料的性质、质量和寿命,并开发新的材料及工艺。使学生具有金属材料的设计、选用及正确选择生产工艺及设备的初步能力;具有研究开发新材料、新工艺和设备的初步能力;具有本专业必需的机械、电工与电子技术、计算机应用的基本知识和技能。
金属材料工程专业的中心体系是金属材料的结构与成分、合成与工艺、性能和使用效能,及这些要素之间的相互关系。基于中心体系的四要素,与计算机、物理和化学等理论学科的结合是加强专业基础的重要措施,这也是交叉学科今后的一个主要的发展方向。这种核心体
系不仅可以拓宽学生基础知识面,还可以使其更适应工业快速发展的技能需求,从而更好适应社会对人才发展需求。核心体系的优势在于既可以规范基础教学,又可以灵活照顾专业需求
金属型锻造过程当中所用的铸型使用生存的年限长，成形周期短。并且，由于铸型的强冷却效用，会增大铸件的冷却速度，细化内部组织，有利于铸件力学性能的提高，最有可能餍足批量生产的要求。
合用于钛合金的金属型铸型材料应餍足如下几方面的要求。
(1) 具备较高的熔点。由于钛合金熔点较高，应避免在凝固过程当中铸型被熔融，使铸型与铸件之间发生粘结。
（2）具备较强的导热能力。大多数金属都能够餍足这一要求。
（3）与钛合金之间的反映较弱。如许，可以只管即便避免因界面反映给铸件成分带来的影响。
钛合金金属型锻造是成立在面向实际应用根蒂根基之上的，铸型的设计应在一次成形过
程当中生产出尽可能多的铸件。在成形过程当中还应考虑到铸件的紧缩余量，因为钛合金的熔点普遍较高，熔融时又具备一定的过热度，冷却过程当中要经过液-液、液-固和固-固3个放热阶段，导致铸件孕育发生较大的紧缩。如果在设计铸型的时辰忽视了这一点，很可能使锻造出的铸件报废，造成材料的浪费。
此外，铸型的设计还应考虑到缩孔、缩松及裂纹等缺陷的孕育发生位置，尽可能地减小填充过程当中的紊流倾向，排除尖角处的残存气体，避免冷却过程当中因紧缩而孕育发生的裂纹，进而减小缺陷对铸件质量的影响。
在铸型材料的选择方面，许多研究者进行了不同尝试。Edison Materials Technology Denter of Kettering(EMTED)。针对钛铝合金排气阀，采用钢作为成形材料。哈尔滨工业大学国防科工委精密热加工重点实验室也使用低碳钢作为DF-413风冷发动机排气阀的铸型材料。这首要是因为钢铸型与钛合金铸件之间具备铸型和金属反映弱，东西腐蚀少及微不雅结构好等优点。另外，也有人使用铜和钛来作为铸型材料。总之，铸型材料的选择应餍足铸型冷却效果好、铸型和合金反映弱及廓张层薄的特点。
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