產(chǎn)品工學(xué)基礎(chǔ)及應(yīng)用材料認(rèn)知入門能力培養(yǎng)項(xiàng)目

典型金屬材料金屬材料黑色金屬－鋼鐵有色金屬－金、銀、銅、鎳、鋁、鉛等金屬材料金屬材料是具有光澤、延展性、導(dǎo)電、傳熱等性能的物質(zhì)，除汞外，在常溫下均為固體。金屬具有較高的強(qiáng)度、硬度及韌性。通常金屬材料分為兩大類：一類稱為鐵金屬材料，以鐵為主，因其色為黑色，故又稱為黑金屬。另一類稱為有色金屬材料，如金、銀、銅、鎳、鋁、鉛等，各具顏色，故稱有色金屬。若一種金屬元素與其它金屬元素熔合而成的物質(zhì)，則稱為合金。黑金屬及其合金黑色金屬包括鋼,鑄鐵和鐵合金.在工程上,黑金屬得到了最廣泛的應(yīng)用.在結(jié)構(gòu)和工具材料范圍內(nèi),鋼鐵的用量占到了90%以上。鋼鐵之所以會(huì)得到如此廣泛的應(yīng)用,是于其性能密切相關(guān)的.鋼鐵有優(yōu)越的綜合工程性能,包括機(jī)械工程(強(qiáng)度,剛度,沖擊韌性等),冷熱加工成型性能,抗腐蝕性能等.此外,價(jià)格比較便宜也使其得到廣泛應(yīng)用的重要原因。鑄鐵含碳量大于

2.11%的鐵碳合金稱為鑄鐵。由于工藝簡單、價(jià)格便宜，鑄鐵在機(jī)械中有極其廣泛的應(yīng)用。例如:在農(nóng)機(jī)中，鑄鐵的應(yīng)用達(dá)到40%-60%(質(zhì)量分?jǐn)?shù));在汽車拖拉機(jī)中，占到50%-70%;在機(jī)床中，更占到60%-90%。

在鑄鐵中，碳是以石墨形式存在的。石墨的形態(tài)就在很大程度上決定了鑄鐵的品種(灰口鑄鐵、白口鑄鐵、可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵)及其性能。鑄鐵灰口鑄鐵鑄鐵球墨鑄鐵／石墨球狀鑄鐵球墨鑄鐵／蝶閥碳鋼碳素鋼簡稱碳鋼，就是含碳量在0.0218%～2.11%范圍內(nèi)的普通鐵碳合金。但在鋼的熔煉過程申會(huì)帶入許多雜質(zhì)。由于雜質(zhì)不是我們主觀上主動(dòng)要求帶人的，而是在熔煉過程中被動(dòng)帶入的，因此碳鋼被稱之為鐵碳二元合金。但雜質(zhì)的帶人會(huì)影響到碳鋼的性能，尤其是有害雜質(zhì)的帶入使鋼的性能大幅度下降。因此，在熔煉鋼的生產(chǎn)過程中，必須有效控制有害雜質(zhì)的含量。

錳(Mn)硅(Si)硫(S)磷(P)氧(0)氮(N)氫(H)碳鋼普通碳素鋼鋼筋碳鋼普通碳素鋼鋼板碳鋼高級(jí)碳素鋼精密量具合金鋼合金結(jié)構(gòu)鋼滾珠軸承合金鋼合金結(jié)構(gòu)鋼彈簧合金鋼合金工具鋼刀具合金鋼合金工具鋼模具合金鋼特殊性能鋼不銹鋼合金鋼特殊性能鋼不銹鋼合金鋼特殊性能鋼不銹鋼有色金屬及其合金除了鋼鐵外的所有其他金屬統(tǒng)稱為有色金屬。有色金屬中，目前應(yīng)用最廣的是鋁和銅及其合金。

有色金屬的品種很多。許多稀有金屬有能用于航天、航空、軍事等領(lǐng)域及其他特殊場合。隨著技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，許多稀貴金屬逐步進(jìn)入普通用途領(lǐng)域。例如，金屬鈦以其質(zhì)輕、高強(qiáng)、耐高溫、耐腐蝕以及低溫下韌性好的特殊性能而被譽(yù)為“太空金屬”。目前在眼鏡架及許多金屬裝飾件或其表面開始得到越來越多的應(yīng)用。盡管如此，鈦及其合金目前的價(jià)格仍然比較高，只能用于高檔商品上。許多用于金屬和非金屬表面涂鍍裝飾的金屬也大多是稀貴金屬。由于用量少，性能好，也正在得到越來越廣泛的應(yīng)用。鋁和鋁合金鋁的相對(duì)密度為2.7，僅為鋼鐵的三分之一。鋁合金的強(qiáng)度可達(dá)到與低合金高強(qiáng)度鋼接近。鋁的導(dǎo)電性能好，僅次于銀、銅和金。鋁靠電解鋁礬土得到，資源豐富。鋁抗大氣腐蝕的性能好(但接觸酸、堿或鹽類后的抗腐蝕性不佳)。鋁的加工性能好:可冷成型，切削性能好，鑄造性能也好。因此，鋁的應(yīng)用十分廣泛。鋁和鋁合金防銹鋁合金鋁管旅游牙膏鋁和鋁合金硬鋁合金曲柄鋁和鋁合金硅鋁合金B(yǎng)MW全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)鋁和鋁合金鋁鎂合金-硬盤盒鋁和鋁合金鋁鎂合金-800萬單反奧巴e-300銅和銅合金銅是電和熱的良導(dǎo)體。銅對(duì)大氣和水的抗腐蝕性強(qiáng)。銅還抗磁，在電子設(shè)備中可用于磁屏蔽。銅的加工性能好，易冷熱成型;銅的鑄造性能也很好。此外，銅的色澤很美觀。因此，銅的應(yīng)用廣泛。

銅的有些合金還有一些特殊的性能。例如，青銅和黃銅有很好的減摩性及耐磨性;磷青銅和鈹青銅具有很高的彈性和疲勞極限，在電器中得到廣泛應(yīng)用。

銅及其合金的價(jià)格較貴，限制了其應(yīng)用范圍的擴(kuò)大。最常見的銅合金包括，青銅與黃銅。青銅原指銅錫合金，常在青銅名字前冠以第一主要添加元素的名。黃銅(Brass)是紅銅及鋅的合金銅和銅合金純銅-現(xiàn)代DDR333內(nèi)存256M銅和銅合金純銅-zippo-銅鉆石影子，388元，鏡面純銅銅和銅合金黃銅-黃銅手爐，福建，晚清銅和銅合金黃銅-黃銅管件，套管鎂、鋅、錫、金、銀鎂:符號(hào)Mg(magnesium)。銀白色、質(zhì)輕。鎂和鋁的合金是制造飛機(jī)的重要材料。

鋅:符號(hào)Zn(zincum)，質(zhì)脆，大多用作壓鑄合金或鋼板的防腐鍍料之用。

錫:符號(hào)Sn(stannum)。純錫為銀白色，富有延展性，在空氣中不易變化，多用作鍍鐵、焊接金屬或制造合金。

金:符號(hào)Au(aurum)。赤黃色，質(zhì)柔軟，延展性強(qiáng)，化學(xué)性能穩(wěn)定。屬貴重金屬，合金常用于制造貨幣和裝飾品等。因難于氧化，故設(shè)計(jì)中常在裝飾部位或電器接點(diǎn)處作鍍金處理。銀:符號(hào)Ag(argentum)。呈白色，質(zhì)軟，延展性很強(qiáng)，是熱和電的良導(dǎo)性。在空氣中不易氧化