Materiaaliluokitus - Metallimateriaalit

Perinteisen luokituksen mukaan materiaalit voidaan jakaa metallimateriaaleihin, epäorgaanisiin ei-metallisiin materiaaleihin (keraamiset materiaalit), polymeerimateriaaleihin ja komposiittimateriaaleihin. Teräs, kulta ja hopea ovat kaikki metallimateriaaleja. Epäorgaaniset ei-metalliset materiaalit, mukaan lukien keramiikka ja lasi, sisältävät oksidit, epäorgaaniset suolat jne. klusterin koostumuksen suhteen. Polymeerimateriaalit koostuvat orgaanisista makromolekyyleistä, kuten kuiduista, kumista, hartseista ja muoveista. Komposiittimateriaalit koostuvat kahdesta tai useammasta materiaalista tietyllä tavalla, ja ne luokitellaan useisiin luokkiin. Matriisin mukaan ne voidaan jakaa metallimatriisiin, keraamiseen matriisiin, hartsimatriisiin jne., tai vahvistuksen mukaan ne voidaan jakaa kuituvahvisteisiin, hiukkasvahvistettuihin komposiittimateriaaleihin jne., tyyppejä on monia.

Ymmärrä metallimateriaalit ja kehitystrendit. Metallimateriaalilla tarkoitetaan materiaaleja, joilla on metallisia ominaisuuksia ja jotka koostuvat metallielementeistä tai koostuvat pääasiassa metallielementeistä. Sisältää puhtaat metallit, metalliseokset, metallien väliset yhdisteet ja erikoismetallimateriaalit.

Käsityksemme metallimateriaaleista tulee lähteä seuraavista näkökohdista:

1. Luokitus: Metallimateriaalit jaetaan yleensä rautametalleihin, ei-rautametalleihin ja erikoismetallimateriaaleihin.

① Rautametalleja kutsutaan myös teräsmateriaaleiksi, mukaan lukien teollinen puhdas rauta, joka sisältää yli 90 % rautaa, valurauta, joka sisältää 2 % - 4 % hiiltä, ​​hiiliteräs, joka sisältää alle 2 % hiiltä, ​​ja rakenneteräs, ruostumaton teräs ja lämmönkestävä teräs. terästä eri tarkoituksiin. Teräs, korkean lämpötilan metalliseos, tarkkuuslejeeringit jne. Yleistyneitä rautametalleja ovat myös kromi, mangaani ja niiden seokset.

② Ei-rautametallilla tarkoitetaan kaikkia metalleja ja niiden seoksia paitsi rautaa, kromia ja mangaania, jotka yleensä jaetaan kevytmetalleihin, raskasmetalleihin, jalometalleihin, puolimetalleihin, harvinaisiin metalleihin ja harvinaisiin maametalleihin. Ei-rautametalliseosten lujuus ja kovuus ovat yleensä korkeampia kuin puhtaiden metallien, ja niillä on suurempi vastus ja pienempi lämpötilavastuskerroin.

③Erikoismetallimateriaaleja ovat rakenteelliset metallimateriaalit ja toiminnalliset metallimateriaalit eri käyttötarkoituksiin. Niiden joukossa ovat amorfiset metallimateriaalit, jotka on saatu nopeilla kondensaatioprosesseilla, sekä kvasikiteiset, mikrokiteiset, nanokiteiset metallimateriaalit jne.; on myös erityisiä toiminnallisia seoksia, kuten stealth, vedynkestävyys, suprajohtavuus, muotomuisti, kulutuskestävyys, tärinänvaimennus ja -vaimennus jne. , ja metallimatriisikomposiittimateriaalit jne.

Metallimateriaalit jaetaan valumetalleihin, deformoituneisiin metalleihin, ruiskumuovattuihin metalleihin ja jauhemetallurgian materiaaleihin valmistus- ja muovausprosessin mukaan. Valumetallia muodostetaan valuprosessin kautta, ja se sisältää pääasiassa valuterästä, valurautaa ja valumetallia ja metalliseoksia.

Epämuodostunut metalli muodostuu painekäsittelyllä, kuten takomalla, valssaamalla, meistämällä jne., ja sen kemiallinen koostumus eroaa hieman vastaavasta valumetallista. Ruiskumuovausprosessin avulla ruiskumuovausmetallista valmistetaan osia ja aihioita, joilla on tietyt muodot ja rakenteelliset ominaisuudet.

Metallimateriaalien suorituskyky voidaan jakaa kahteen tyyppiin: prosessin suorituskyky ja käyttösuorituskyky.

2. Suorituskyky: 

Metallimateriaalien järkevämpään käyttöön ja niiden roolin täyttämiseksi on välttämätöntä hallita suorituskyky (käytettävyys), joka eri metallimateriaaleista valmistetuilla osilla ja komponenteilla tulee olla normaaleissa työolosuhteissa ja niiden käytössä kuuma- ja kylmäkäsittelyssä . Suorituskyky, jolla pitäisi olla (prosessin suorituskyky). Materiaalien suorituskyky sisältää fysikaaliset ominaisuudet (kuten ominaispaino, sulamispiste, sähkönjohtavuus, lämmönjohtavuus, lämpölaajeneminen, magnetismi jne.), kemialliset ominaisuudet (kestävyys, korroosionkestävyys, hapettumisenkestävyys) ja mekaaniset ominaisuudet. Materiaalien prosessin suorituskyvyllä tarkoitetaan materiaalin kykyä mukautua kylmä- ja kuumakäsittelymenetelmiin.

3. Tuotantoprosessi: 

Metallimateriaalien valmistuksessa metalli uutetaan ja sulatetaan yleensä ensin. Joitakin metalleja on edelleen jalostettava ja säädettävä oikeaan koostumukseen, ennen kuin ne jalostetaan tuotteiksi, joilla on erilaisia ​​ominaisuuksia ja ominaisuuksia. Metallien uuttamiseen teräs käyttää yleensä pyrometallurgisia prosesseja, toisin sanoen sulattamiseen ja sulattamiseen käytetään muuntimia, tulipesäuuneja, sähkökaariuuneja, induktiouuneja, kupoleja (raudanvalmistus) jne.; ei-rautametallit käyttävät sekä pyrometallurgisia että hydrometallurgisia prosesseja; erittäin puhtaat metallit Erikoisominaisuuksia vaativien metallien lisäksi käytetään myös vyöhykesulatusta, tyhjiösulatusta ja jauhemetallurgisia prosesseja. Metallimateriaalin sulatuksen ja sen koostumuksen säätämisen jälkeen se valetaan ja muotoillaan tai siitä valmistetaan harkot ja aihiot valu- ja jauhemetallurgian muovausprosesseilla, minkä jälkeen se jalostetaan muovisesti erimuotoisiksi ja erityyppisiksi tuotteiksi.

4. Kehityssuunta:

Metallimateriaalien kehitys on siirtynyt pois puhtaista metalleista ja puhtaista seoksista. Materiaalisuunnittelun, prosessitekniikan ja suorituskyvyn testauksen kehittyessä perinteiset metallimateriaalit ovat kehittyneet nopeasti ja uusia korkean suorituskyvyn metallimateriaaleja on kehitetty jatkuvasti. Korkean lämpötilan rakenteet, kuten nopeasti kondensoituvat amorfiset ja mikrokiteiset materiaalit, alumiini-litiumlejeeringit, joilla on suuri ominaislujuus ja korkea ominaismoodi, järjestetyt metallien väliset yhdisteet ja mekaaniset seosmetalliseokset, oksididispersiolla vahvistetut seokset, suunnattu jähmettynyt pylväskiteet ja yksikideseokset Materiaalit, metallit matriisikomposiittimateriaaleja ja uusia funktionaalisia metallimateriaaleja, kuten muotomuistiseoksia, neodyymiraudan boorikestomagneettiseoksia ja vetyä varastoivia seoksia on käytetty useilla aloilla, kuten ilmailu-, energia- ja sähkömekaniikassa.