Классификация материалов — металлические материалы

Согласно традиционной классификации материалы можно разделить на металлические материалы, неорганические неметаллические материалы (керамические материалы), полимерные материалы и композиционные материалы. Сталь, золото и серебро — все это металлические материалы. Неорганические неметаллические материалы, в том числе керамика и стекло, по кластерному составу включают оксиды, неорганические соли и др. Полимерные материалы состоят из органических макромолекул, таких как волокна, резина, смолы и пластмассы. Композиционные материалы определенным образом состоят из двух или более материалов и подразделяются на множество категорий. В зависимости от матрицы их можно разделить на металлическую матрицу, керамическую матрицу, смоляную матрицу и т. д., а в зависимости от армирования их можно разделить на армированные волокном, армированные частицами композитные материалы и т. д., существует много типов.

Понимать металлические материалы и тенденции развития. Металлические материалы относятся к материалам с металлическими свойствами, которые состоят из металлических элементов или в основном состоят из металлических элементов. Включая чистые металлы, сплавы, интерметаллиды и специальные металлические материалы.

Наше понимание металлических материалов должно начинаться со следующих аспектов:

1. Классификация: Металлические материалы обычно делятся на черные металлы, цветные металлы и специальные металлические материалы.

① Черные металлы также называются стальными материалами, включая промышленное чистое железо, содержащее более 90% железа, чугун, содержащий от 2% до 4% углерода, углеродистую сталь, содержащую менее 2% углерода, а также конструкционную сталь, нержавеющую сталь и жаропрочную сталь. сталь различного назначения. Сталь, жаропрочный сплав, прецизионный сплав и т. д. К обобщенным черным металлам также относятся хром, марганец и их сплавы.

② К цветным металлам относятся все металлы и их сплавы, за исключением железа, хрома и марганца, которые обычно делятся на легкие металлы, тяжелые металлы, драгоценные металлы, полуметаллы, редкие металлы и редкоземельные металлы. Прочность и твердость цветных сплавов обычно выше, чем у чистых металлов, они обладают большей стойкостью и меньшим температурным коэффициентом сопротивления.

③Специальные металлические материалы включают конструкционные металлические материалы и функциональные металлические материалы для различного использования. К ним относятся аморфные металлические материалы, полученные методами быстрой конденсации, а также квазикристаллические, микрокристаллические, нанокристаллические металлические материалы и др.; существуют также специальные функциональные сплавы, такие как малозаметность, водородостойкость, сверхпроводимость, память формы, износостойкость, снижение и демпфирование вибрации и т. д., а также композиционные материалы с металлической матрицей и т. д.

Металлические материалы делятся на литые металлы, деформированные металлы, металлы, полученные литьем под давлением, и материалы порошковой металлургии в зависимости от процесса производства и формования. Литой металл образуется в процессе литья, в основном из литой стали, чугуна, а также литых цветных металлов и сплавов.

Деформированный металл образуется в результате обработки давлением, такой как ковка, прокатка, штамповка и т. д., и его химический состав несколько отличается от соответствующего литого металла. В процессе литья под давлением из металла изготавливают детали и заготовки определенной формы и структурных свойств.

Характеристики металлических материалов можно разделить на два типа: эксплуатационные характеристики и эксплуатационные характеристики.

2. Производительность: 

Для более рационального использования металлических материалов и полного раскрытия их роли необходимо освоить эксплуатационные характеристики (показатели эксплуатационной пригодности), которые должны иметь детали и детали, изготовленные из различных металлических материалов, в нормальных условиях труда и их применения при горячей и холодной обработке. . Производительность, которой следует обладать (производительность процесса). К характеристикам материалов относятся физические свойства (такие как удельный вес, температура плавления, электропроводность, теплопроводность, тепловое расширение, магнетизм и т. д.), химические свойства (долговечность, коррозионная стойкость, стойкость к окислению) и механические свойства. Технологические характеристики материалов относятся к способности материала адаптироваться к холодным и горячим методам обработки.

3. Производственный процесс: 

При производстве металлических материалов металл обычно сначала извлекают и плавят. Некоторые металлы необходимо дополнительно очистить и довести до надлежащего состава, прежде чем перерабатывать в продукты с различными характеристиками и свойствами. Для извлечения металлов из стали обычно применяют пирометаллургические процессы, т. е. для выплавки и выплавки применяют конвертеры, мартеновские печи, электродуговые печи, индукционные печи, вагранки (чугунные) и т. д.; цветные металлы используют как пирометаллургические, так и гидрометаллургические процессы; Металлы высокой чистоты Помимо металлов, требующих особых свойств, также используются процессы зонной плавки, вакуумной плавки и порошковой металлургии. После выплавки металлического материала и корректировки его состава его отливают и формируют или превращают в слитки и заготовки посредством процессов литья и формования порошковой металлургии, а затем пластически перерабатывают в изделия различной формы и характеристик.

4. Тенденция развития:

Разработка металлических материалов отошла от чистых металлов и чистых сплавов. С развитием дизайна материалов, технологических процессов и испытаний производительности традиционные металлические материалы быстро развиваются, и постоянно разрабатываются новые высокоэффективные металлические материалы. Высокотемпературные структуры, такие как быстроконденсирующиеся аморфные и микрокристаллические материалы, алюминиево-литиевые сплавы с высокой удельной прочностью и высоким удельным режимом, упорядоченные интерметаллиды и механические легирующие сплавы, сплавы, упрочненные оксидной дисперсией, направленно затвердевшие столбчатые кристаллы и монокристаллические сплавы. Материалы: металл матричные композиционные материалы и новые функциональные металлические материалы, такие как сплавы с памятью формы, сплавы с постоянными магнитами неодим-железо-бор и сплавы для хранения водорода, применяются в различных областях, таких как аэрокосмическая промышленность, энергетика и электромеханика.