《金属材料的基础知识》课件.ppt

《金属材料的基础知识》本课件旨在系统介绍金属材料的基础知识，涵盖金属材料的定义、分类、晶体结构、缺陷、强化机制、性能、常见类型、选择与应用、加工方法、腐蚀与防护以及未来发展趋势。通过学习本课件，您将全面了解金属材料的特性及其在各个领域的应用，为相关专业的学习和工作打下坚实的基础。让我们一起探索金属材料的奥秘，揭开其在现代工业中的重要作用！rrw

课程目标：了解金属材料的种类、性能及应用种类掌握黑色金属、有色金属的分类及其代表性材料，了解各种金属材料的特点和用途。性能理解金属材料的力学性能、物理性能和化学性能，能够根据实际需求选择合适的金属材料。应用熟悉金属材料在不同领域的应用实例，如汽车工业、航空航天、建筑行业等，了解金属材料在各行业中的重要作用。

金属材料的定义与分类定义金属材料是指具有金属特性的材料，通常具有较高的强度、延展性、导电性和导热性。这些特性使得金属材料在工程领域得到广泛应用。分类金属材料主要分为两大类：黑色金属和有色金属。黑色金属主要指钢铁及其合金，而有色金属则是除钢铁外的所有金属及其合金。

金属材料的定义：具有金属特性的材料金属光泽具有独特的金属光泽，表面能够反射光线，呈现出亮丽的外观。良好的导电性能够有效地传导电流，是电气工程中重要的导电材料。良好的导热性能够迅速传导热量，常用于制造散热器和热交换器。延展性具有良好的延展性，可以进行拉伸、弯曲等加工，制成各种形状的零件。

金属材料的主要分类：黑色金属、有色金属1黑色金属主要包括钢铁及其合金，如碳钢、合金钢、不锈钢等。钢铁是现代工业的基础材料，广泛应用于建筑、机械、交通等领域。2有色金属指除钢铁外的所有金属及其合金，如铝、铜、钛、镁等。有色金属具有各自独特的性能，在航空航天、电子、化工等领域发挥重要作用。

黑色金属：钢铁及其合金1碳钢按含碳量分为低碳钢、中碳钢和高碳钢，具有不同的强度和韧性，适用于不同的用途。2合金钢通过加入合金元素，可以提高钢的强度、耐磨性、耐腐蚀性等性能，满足特殊的使用要求。3不锈钢含铬量较高，具有良好的耐腐蚀性，广泛应用于化工、食品、医疗等领域。

有色金属：除钢铁外的所有金属及其合金铝合金轻质高强，具有良好的耐腐蚀性，广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。铜合金良好的导电性、导热性和耐腐蚀性，常用于制造电线、电缆、散热器等。钛合金高强度、耐腐蚀，耐高温，主要应用于航空航天、医疗等领域。

晶体结构：金属材料的原子排列方式晶体结构金属材料中的原子并非随机排列，而是按照一定的规律排列形成晶体结构。不同的晶体结构对金属材料的性能有重要影响。晶胞晶胞是晶体结构中最小的重复单元，通过晶胞的周期性排列，可以构成整个晶体。

常见晶体结构：面心立方、体心立方、密排六方面心立方(FCC)原子位于立方体的顶点和每个面的中心，如铝、铜、金等。体心立方(BCC)原子位于立方体的顶点和中心，如铁、铬、钨等。密排六方(HCP)原子排列紧密，具有六边形的对称性，如钛、镁、锌等。

晶格常数：晶胞的大小晶格常数晶格常数是描述晶胞大小的参数，通常用a、b、c表示三个方向上的长度。晶格常数的大小直接影响金属材料的密度和力学性能。影响因素晶格常数受温度、压力和合金元素的影响。温度升高会导致晶格膨胀，压力增大则会使晶格收缩。合金元素的加入也会改变晶格常数。

晶体缺陷：点缺陷、线缺陷、面缺陷点缺陷零维缺陷，包括空位和间隙原子，影响金属材料的扩散和塑性变形。线缺陷一维缺陷，主要指位错，是金属材料塑性变形的主要载体。面缺陷二维缺陷，包括晶界和孪晶界，影响金属材料的强度和韧性。

点缺陷：空位、间隙原子空位晶格中原子缺失形成的空位，影响金属材料的扩散性能。1间隙原子原子占据晶格间的空隙位置，影响金属材料的强度和塑性。2

线缺陷：位错位错晶体中原子排列不规则形成的线状缺陷，是金属材料塑性变形的主要载体。位错的运动和增殖是金属材料塑性变形的基本方式。位错类型主要包括刃型位错和螺型位错。刃型位错是多余半原子面的边缘，螺型位错是晶体中原子螺旋排列形成的位错。

面缺陷：晶界、孪晶界1晶界晶粒之间的界面，晶界的原子排列不规则，影响金属材料的强度和韧性。2孪晶界晶体中原子排列呈现对称关系的界面，孪晶界可以提高金属材料的强度和塑性。

位错与金属材料的塑性变形1塑性变形金属材料在外力作用下产生永久变形而不发生断裂的现象，是金属材料加工成形的基础。2位错运动位错在外力作用下在晶体中运动，导致晶体产生滑移，从而实现塑性变形。

金属的塑性变形机理：位错的运动位错的产生在外力作用下，晶体内部产生新的位错。1位错的运动位错在晶体中运动，导致晶体产生滑移。2位错的增殖位错不断增殖，导致塑性变形持续进行。3位错的湮灭位错在晶界处湮灭，塑性变形停止。4

冷加工与热加工冷加工在再结晶温度以下进行的加工，可以提高金属