金属材料包括哪些材料

金属材料&多孔金属材料Metal Material & Porous Metal Material

报告人： 符彩涛

学

号：157692196

材料科学与工程 导 师：刘芳老师

目录研究进展 多孔金属结构特征与特性 多孔金属的制备方法 多孔金属的应用 多孔金属的展望

1.研究进展1密度小、孔隙率高、比表面 积大

优点3

2

强度及韧性高、导电导热性好、 抗冲击能力强

能量吸收性好及特殊的传热 和声学等特点

多孔金属材料 是20世纪40年代发 展起来的一种新型 材料，由金属基体 和大量孔隙组成， 孔隙将金属相分割 成许多小单元，又 称为多孔泡沫金属， 具有与传统材料不 同的新型结构。

多孔金属在近几十年得到了广泛的关注并实现了快速的发展，在能源环 保、石油化工等领域得到了应用，可解决生产过程中液体、气体原料和贵重 资源的回收，产品的提纯净化等问题，推动了现代工业技术的进步。

王静,杨军,张建. 多孔金属材料制备技术研究进展[A]. 兵器材料科学与工程,2013.

多孔金属材料的类型根据其孔洞的连通性可分为闭孔和开孔二大类，前者是含有大量独立 存在的孔洞，后者是连续畅通的三维多孔结构。

三维闭孔材料

三维开孔材料

闭孔材料具有比重小，刚性和比强度好，吸振及吸音性

名词解释

合金元素：特别添加到钢中为了保证获得所要求的组织结构从而得到一定的物理、化学或机械性能的化学元素。（常用Me表示） 微合金元素：有些合金元素如V，Nb，Ti, Zr和B等，当其含量只在0.1%左右（如B 0.001%，V 0.2 %）时，会显著地影响钢的组织与性能，将这种化学元素称为微合金元素。 奥氏体形成元素 ：在γ-Fe中有较大的溶解度,且能稳定γ-Fe的元素C,N,Cu,Mn,Ni,Co,W等

铁素体形成元素： 在α-Fe中有较大的溶解度，且能γ-Fe不稳定的元素Cr，V，Si，Al，Ti，Mo等

原位析出：指在回火过程中，合金渗碳体转变为特殊碳化物。碳化物形成元素向渗碳体富集，当其浓度超过在合金渗碳体中的溶解度时, 合金渗碳体就在原位转变成特殊碳化物。如Cr钢碳化物转变

异位析出： 含强碳化物形成元素的钢，在回火过程中直接从过饱和α相中析出特殊碳化物，同时伴随着渗碳体的溶解，如V，Nb，Ti。（Ｗ和Mo既有原味析出又有异位析出） 网状碳化物 ：热加工的钢材冷却后，沿奥氏体晶界析出的过剩碳化物（过共析钢）或铁素体（亚共析钢）形成的网状碳化物。

水韧处理 ： 高锰钢铸态组织中沿晶界析出的网状碳化物显著降低钢的强度、韧性和

《金属材料》第一课时教案

广西容县石头水口中学 夏文天

人教版义务教育课程标准实验教科书九年级化学下册第八单元

一、教学目标设计

1、知识目标：了解常见金属材料的物理性质，认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。

2、能力目标：帮助学生形成获取信息和整合信息的能力；并在探究过程中培养学生观察、分析、归纳的能力。

3、情感目标；通过资源共享，激励学生的合作参与意识。 二、教学重、难点分析

1、重点：认识金属物理性质的相似性质的相似性和差异性。 2、难点：如何合理开发金属物质的用途。 三、教学策略及教法设计

按照学生的认识规律以及教学内容的特点，本节采用实验探究法，直观演示法为辅，按照提出问题—实验探究—观察分析—得出结论的程序实行探究式教学。 四、教学对象分析

课前，学生对金属的性质和用途已有一定的感性基础，并具一定的问题探究能力，能够通过查找资料、调查研究进行一些分析总结和评价。所以在教学中让学生采用调查考察，实验探究，收集资料，整理归纳，小组讨论及交流分享等学习方法。

五、教学媒体设计

1、利用Internet查找资料和收集数据。

2、课件、录像贯穿整个教学过程，并用投影仪辅助教学。 六、教学过程设计与分析

教学过程 [课前准备]

《金属和金属材料》复习学案

一、【复习目标】

1、了解金属的物理特征，知道生铁和钢等重要的合金。

2、掌握金属的化学性质，能灵活应用金属活动性顺序表解决实际问题。 3、了解金属锈蚀条件及防锈措施，增强节约金属资源的意识。 二、【复习过程】 （一）（知识整理） 几种常见的金属： 、 、

纯金属 共性：常温下，大多是 体， 色，有金属光泽，为电

和热的 ，有延展性，密度 ，

物理性质 熔点 。

金属 特性：铜 色，金呈 色；常温下， 为液体。

合金

合金与纯金属的性质比较：硬度： 熔点： 1、与氧气的反应： 、 在常温下就能反应；但 、 在高温下

才与氧气反应； 即使高温也不反应。

金属的 2、与酸的反应：（镁、铁、锌、铝与盐酸、稀硫酸）

金 化学性质 属 和金 3、与化合物溶液反应：（铁、

材料0801

金属材料学

第1章 钢的合金化概论

1、什么是合金元素？钢中常用的合金元素有哪些？

为合金化目的加入其含量有一定范围的元素称为合金元素。

Si,Mn,Cr,Ni,W,Mo,V,Ti,Nb,Al,Cu,B等。

2、哪些是奥氏体形成元素？哪些是铁素体形成元素？

在γ-Fe中有较大溶解度并稳定γ固溶体的元素称为奥氏体

形成元素：Ni、Mn、Co，C、N、Cu；无限互溶，有限溶解。

在α-Fe中有较大溶解度并稳定α固溶体的元素称为铁素体

形成元素：Cr、V，W、Mo、Ti。

3、合金元素在钢中的存在形式有哪几种？

固溶体、化合物、游离态。（其中，化合物分为：碳化物、金属间化合物、非金属夹杂物）

4、哪些是碳化物形成元素？哪些是非碳化物形成元素？ Zr、Ti、Nb、V；W、Mo、Cr；Mn、Fe（强->弱） 非K：Ni、Si、Al、Cu。

5、钢中的碳化物按点阵结构分为哪几类？各有什么特点？什么叫合金渗碳体？特殊碳化物？

1）①简单点阵结构：M2C、MC。又称间隙相。 特点：硬度高，熔点高，稳定性好。 ②复杂点阵结构：M23C6 、M7C3 、M3C。 特点：硬度、熔

材料0801

金属材料学

第1章 钢的合金化概论

1、什么是合金元素？钢中常用的合金元素有哪些？

为合金化目的加入其含量有一定范围的元素称为合金元素。

Si,Mn,Cr,Ni,W,Mo,V,Ti,Nb,Al,Cu,B等。

2、哪些是奥氏体形成元素？哪些是铁素体形成元素？

在γ-Fe中有较大溶解度并稳定γ固溶体的元素称为奥氏体

形成元素：Ni、Mn、Co，C、N、Cu；无限互溶，有限溶解。

在α-Fe中有较大溶解度并稳定α固溶体的元素称为铁素体

形成元素：Cr、V，W、Mo、Ti。

3、合金元素在钢中的存在形式有哪几种？

固溶体、化合物、游离态。（其中，化合物分为：碳化物、金属间化合物、非金属夹杂物）

4、哪些是碳化物形成元素？哪些是非碳化物形成元素？ Zr、Ti、Nb、V；W、Mo、Cr；Mn、Fe（强->弱） 非K：Ni、Si、Al、Cu。

5、钢中的碳化物按点阵结构分为哪几类？各有什么特点？什么叫合金渗碳体？特殊碳化物？

1）①简单点阵结构：M2C、MC。又称间隙相。 特点：硬度高，熔点高，稳定性好。 ②复杂点阵结构：M23C6 、M7C3 、M3C。 特点：硬度、熔

第八单元 金属和金属材料

课题 1 金属材料

想想议议1. 试从日常生活入手，举出铁、铜、金三种金属的 用途(各任举 2 例)。 2. 用元素符号表示下列物质。 涂在保温瓶胆夹层内的银白色金属是 _________ ; 银

包装糖果、香烟的银白色材料是 _________ ;白炽灯泡 铝内的灯丝通常是由 ________ 制成的；温度计中填充的 钨 汞 金属是__________ 。

东汉晚期的青铜奔马(马踏飞燕)

河北沧州的铁狮子

一、几种重要的金属

1. 金属物理性质的相似性： 有光泽、延展性、导热性、导电性等。

物理性质导电性(以银的导电 性为 100 作标准)

一些金属物理性质的比较银 铜 金 铝 锌 铁 铅 (优) 100 99 74 61 27 17 7.9 (良) 金 铅 银 铜 铁 锌 铝 (大) 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70 (小) 钨 铁 铜 金 银 铝 锡(高)3 410 1 535 1 083 1 064 962 660 232 (低)

密度/g

·cm-3

熔点/℃

铬 铁 银 铜 金 铝 铅 硬度(以金刚石的 硬度为 10 作标准) (大)9 4~5 2.5~4 2.5~3 2.5~3 2~

合金钢：

一、 钢的合金化概论

目前常用的合金元素有：硅、锰、烙、镍、钨、钼、钒、钛、铌、锆、铝、铜、钴、氮、硼、稀土等 （一）、钢中的合金元素

钢是以铁为基础的合金，其点阵结构是由铁决定的。由于冶炼时所用的原材料冶炼方法和工艺操作等的影响，使其还有十多种或更多种元素。钢中除了碳可能还有其他元素【硅、锰、硫、磷、铜、镍等它一般作为杂质或残余元素对待，而不认为是合金元素】

锰可有生铁带入钢中 ，锰与硅还可以以脱氧剂的形式加入。残余元素的存在有时可以起到一定有益的作用（如镍、烙可以提高钢的淬透性），但在大多数情况下会产生不利的影响（残留的镍、烙、铜存在会对钢的焊接性冷变形加工形产生不利的影响），所以对于优质碳素钢都规定了残余元素的最高许可量。

在冶炼过程中，钢液不可避免的隐含微量的气体—氧、氮、氢。这些元素在钢中的含量虽然过少，但在一定的条件下或超过一定的含量后，都会对钢的性能显示重要影响，因此不能不加以考虑。 PS：【碳素钢】压力加工较方便，价格低，其机械性能可以满足多方面的要求，尤其是经过热处理后，性能有很大的改善，因此碳素钢的产量占90%以上。

【碳素钢局限】不锈、耐酸、耐磨物理性能、工艺性能、大尺寸、

高强度。

PS：【硫：降低韧性，可以

工程材料参考答案

第1章 机械工程对材料性能的要求

思考题与习题P20

1.3、机械零件在工作条件下可能承受哪些负荷？这些负荷对零件产生什么作用？p4

工程构件与机械零件（以下简称零件或构件）在工作条件下可能受到力学负荷、热负荷或环境介质的作用。有时只受到一种负荷作用，更多的时候将受到两种或三种负荷的同时作用。

在力学负荷作用条件下，零件将产生变形，甚至出现断裂；

在热负荷作用下，将产生尺寸和体积的改变，并产生热应力，同时随温度的升高，零件的承载能力下降；

环境介质的作用主要表现为环境对零件表面造成的化学腐蚀，电化学腐蚀及摩擦磨损等作用。 1.4 整机性能、机械零件的性能和制造该零件所用材料的力学性能间是什么关系？p7

机器的整机性能除与机器构造、加工与制造等因素有关外，主要取决于零部件的结构与性能，尤其是关键件的性能。在合理而优质的设计与制造的基础上，机器的性能主要由其零部件的强度及其它相关性能来决定。

机械零件的强度是由结构因素、加工工艺因素、材料因素和使用因素等确定的。在结构因素和加工工艺因素正确合理的条件下，大多数零件的体积、重量、性能和寿命主要由材料因素，即主要由材料的强度及其它力学性能所决定。

在设计机械产品时，主要是根据零件失