《金屬與合金》課件

《金屬與合金》本課程將深入探討金屬與合金的結構、性能及應用，為金屬材料工程領域的學習和研究奠定堅實基礎。by什么是金屬？定義金屬是具有光澤、延展性、導電性和導熱性的物質，其原子排列緊密，并以金屬鍵結合在一起。實例鐵、銅、鋁、金、銀等常見的金屬材料，在生活中隨處可見。金屬的特性光澤金屬表面能夠反射光線，呈現(xiàn)出光亮的外觀。延展性金屬可以被拉伸成細絲或壓成薄片，而不易斷裂。導電性金屬能夠良好地傳導電流，是電器設備的重要材料。導熱性金屬能夠快速傳遞熱量，常用于制造鍋具、散熱器等。金屬的分類黑色金屬鐵、錳、鉻等，以其顏色和用途命名。有色金屬銅、鋁、鋅等，以其顏色和用途命名。貴金屬金、銀、鉑等，以其稀有性和價值命名。稀有金屬鈦、鋯、釩等，以其在地殼中含量稀少命名。金屬原子結構1原子核由質子和中子構成，帶正電荷。2電子云由帶負電的電子構成，圍繞原子核運動。3價電子位于最外層電子層，決定金屬的化學性質。金屬的價電子排布原子核金屬原子通常有1-3個價電子，易失去電子形成陽離子。電子云價電子在金屬晶體中自由移動，形成“電子?！?，賦予金屬特性。金屬鍵1金屬鍵金屬原子之間的相互作用力，是由自由電子與金屬離子之間的靜電吸引力形成的。2電子海價電子在金屬晶體中自由移動，形成“電子?！保菇饘倬哂辛己玫膶щ娦?、導熱性和延展性。3金屬鍵特點非定向性，使金屬能夠發(fā)生塑性變形。金屬的晶體結構1體心立方鐵、鉻、鎢等。2面心立方鋁、銅、金、銀等。3密排六方鎂、鋅、鈦等。金屬的結構缺陷1點缺陷空位、間隙原子等。2線缺陷位錯，影響金屬強度。3面缺陷晶界，影響金屬性能。金屬的塑性變形外力作用金屬在外力作用下產(chǎn)生塑性變形。位錯運動位錯在晶體中移動，導致金屬塑性變形。形變強化塑性變形后，金屬強度提高，延展性降低。金屬的強化機制固溶強化在金屬中加入少量合金元素，形成固溶體，提高強度。形變強化通過塑性變形，使金屬內(nèi)部產(chǎn)生位錯，提高強度。彌散強化在金屬中加入細小的第二相顆粒，阻礙位錯運動，提高強度。合金概念合金是由兩種或兩種以上金屬或金屬與非金屬熔合在一起而形成的具有金屬特性的物質。合金的分類1按成分鐵合金、鋁合金、銅合金等。2按性能耐熱合金、耐腐蝕合金、高強度合金等。3按用途結構合金、功能合金等。合金相圖概述相圖是表示合金在不同溫度和成分下存在的相及其相互關系的圖形。相圖是研究合金組織和性能的重要工具。相圖解讀和相變分析相圖解讀解讀相圖，了解合金的相組成、相變溫度、相變過程等。相變分析根據(jù)相圖分析合金的相變過程，預測合金的性能變化。鐵碳合金相圖鐵碳合金相圖是研究鋼鐵材料組織結構和性能的重要依據(jù)。鐵碳合金的微觀組織鑄鐵的組織和性能組織灰口鑄鐵、白口鑄鐵、球墨鑄鐵等。性能強度低、硬度高、耐磨損、易加工。鋼鐵的熱處理退火使金屬軟化，提高塑性和韌性。正火細化晶粒，提高強度和韌性。淬火提高硬度和強度，降低韌性?；鼗鸾档痛慊鸷蟮挠捕?，提高韌性。有色金屬合金除鐵以外的金屬合金，包括鋁合金、銅合金、鎳合金、鈦合金、鎂合金等。鋁合金特性密度低、強度高、耐腐蝕性好。應用航空航天、汽車制造、建筑材料等。銅合金黃銅銅鋅合金，耐腐蝕，用于水管、五金件等。青銅銅錫合金，強度高，用于軸承、齒輪等。白銅銅鎳合金，耐腐蝕，用于裝飾、器皿等。鎳基合金耐高溫高溫下強度和穩(wěn)定性高。耐腐蝕對多種介質具有優(yōu)異的抗腐蝕性能。應用航空發(fā)動機、渦輪機等高溫環(huán)境。鈦合金1輕質高強密度低，強度高。2耐腐蝕抗腐蝕性強，生物相容性好。3應用航空航天、醫(yī)療器械等。鎂合金1輕質鎂合金是密度最小的金屬材料。2高比強度強度與重量比高。3應用汽車、電子產(chǎn)品、醫(yī)療器械等。功能性金屬材料具有特殊功能的金屬材料，如形狀記憶合金、超導金屬材料等。生物醫(yī)用金屬材料特性生物相容性好，無毒，易于加工。應用人工關節(jié)、骨骼固定器等。金屬材料腐蝕及防護腐蝕類型化學腐蝕、電化學腐蝕等。防護措施表面處理、電鍍、涂層等。金屬材料的再利用金屬材料的回收利用可以減少資源消耗，保