金屬材料工程18307

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1、金屬材料的種類、性能、用途及發(fā)展展望姓名：宋俊峰班級：金屬材料工程02班學(xué)號：2010444173成績：金屬材料的種類、性能、用途及展望宋峻峰（重慶科技學(xué)院冶金與金屬材料工程學(xué)院）摘要：材料工業(yè)中金屬材料一直占絕對優(yōu)勢。近半個世紀(jì)以來，隨著高分子材料、無機(jī)非金屬材料以及各種先進(jìn)的復(fù)合材料的發(fā)展，金屬材料絕對優(yōu)勢的地位才逐漸被取代。但是在可以預(yù)見的未來，金屬材料仍將占據(jù)材料工業(yè)的主導(dǎo)地位。本項研究將主要從金屬材料的種類、性能及用途等方面對金屬材料的未來發(fā)展進(jìn)行展望。關(guān)鍵詞：金屬材料、金屬性能、發(fā)展展望一、金屬材料的分類工業(yè)用鋼的鋼種很多,可

2、按其成份、性能、用途及及金屬內(nèi)部組織不同進(jìn)行分類，我國常用的鋼材分類方法有四種，具體如下：（一）按冶煉方法分類可按爐分為氧氣轉(zhuǎn)爐和電爐鋼；按脫氧程度分為鎮(zhèn)定鋼、半鎮(zhèn)定鋼和沸騰鋼；按澆鑄制度分為連鑄鋼和模鑄鋼。根據(jù)冶煉方法和冶煉設(shè)備的不同，分為平爐鋼、轉(zhuǎn)爐鋼和電爐鋼三大類。在上述煉鋼方法中，大量的碳素鋼和低合鋼都在轉(zhuǎn)爐和平爐中煉制的；合金鋼多數(shù)是在電爐煉制的。1．沸騰鋼1．1定義指采用錳和鋁脫氧，脫氧后鋼水中還剩有相關(guān)數(shù)量的氧以FeO形式存在于鋼水中，F(xiàn)eO和C起反應(yīng)釋放出CO，在澆注鋼錠時,鋼液中不斷產(chǎn)生和析出CO氣體,而產(chǎn)生沸騰現(xiàn)象,故

3、叫沸騰鋼。1．2特點鋼成材率高，成本低。碳和硅含量一般分別不大于0.25%和0.07%；但在這種鋼的鋼錠中分布有許多小氣泡，雖然這些小氣泡在熱加工軋制時可“焊合”，但有時不能完全“焊合”，從而使軋制鋼板時產(chǎn)生氣孔延長，加上碳化物等影響，使鋼板易產(chǎn)生夾層、夾灰等缺陷；另外，這種鋼時效傾向嚴(yán)重，時效后沖擊韌性低，鋼中偏析嚴(yán)重，化學(xué)成分不均，冷脆轉(zhuǎn)變溫度高，質(zhì)量不均勻。這些都影響了材料的性能。做為壓力容器用鋼的主要有A3鋼，目前已不使用。2．鎮(zhèn)靜鋼2．1定義先用Mn，后用Si和Al作脫氧劑，在澆鑄鋼錠時C不與FeO作用,不產(chǎn)生一氧化碳?xì)怏w,因此

4、鋼錠模內(nèi)不產(chǎn)生沸騰現(xiàn)象,所以稱為鎮(zhèn)定鋼。2．1特點冶煉的鋼較純潔，內(nèi)外部偏析較輕，由于在鋼中形成三氧化二鋁及氮化鋁，這些化合物在鋼中呈彌散分布，偏析少，鋼組織致密，這些化合物還起到細(xì)化晶粒的作用，晶粒細(xì)化后，將大大提高鋼的強(qiáng)度和韌性，還可以降低鋼的冷脆轉(zhuǎn)變溫度，同時由于鋁能固定鋼中的氮，形成氮化物，這也大大降低鋼的時效傾向，避免應(yīng)變時效脆裂的發(fā)生。但鋼錠頭部有巨大縮孔，鍛、軋成材后，切頭量較多，成材率較低；對質(zhì)量要求嚴(yán)格的大鍛件，鋼錠成材率有時尚不到50%。1．半鎮(zhèn)定鋼半鎮(zhèn)定鋼是介于鎮(zhèn)定鋼和沸騰鋼之間，它兼有兩者的優(yōu)缺點，鋼材得材率比鎮(zhèn)靜

5、鋼高，且經(jīng)濟(jì)，偏析比沸騰鋼又有很大改善，但冶煉操作時比較難控制，因此產(chǎn)量不大。（一）按化學(xué)成份分類按化學(xué)成份可以把鋼為碳素鋼和合金鋼兩大類；1．碳素鋼：分為普通碳素鋼和優(yōu)質(zhì)碳素鋼。優(yōu)質(zhì)碳素鋼按其含碳量多少分為低碳鋼（含碳量低在0．25%－0.5%之間）和高碳鋼(含碳量大于0.5%)。按含錳量分為普通含錳量和高含錳量兩大類。按鋼中雜質(zhì)Ｓ、Ｐ含量不同分為優(yōu)質(zhì)鋼、高級優(yōu)質(zhì)鋼、特級優(yōu)質(zhì)鋼。這類鋼必須同時保證鋼的化學(xué)成分和機(jī)械性能的要求。壓力容器上常用的鋼種有２０號、３５號鋼等，這類鋼的國家標(biāo)準(zhǔn)是ＧＢ６９９－９９　普通碳素鋼分為甲類鋼、乙類鋼和特類

6、鋼。甲類鋼只保證機(jī)械性能，嚴(yán)格講也保證一定的化學(xué)成分，乙類鋼只保證化學(xué)成分，不保證機(jī)械性能；特類鋼必須同時保證鋼的化學(xué)成分和機(jī)械性能的要求．２．合金鋼：含有一種或多種適量的合金元素，也就是說，合金鋼是在普通碳素鋼中加入少量合金元素（如錳、硅、鈦等）而成。這些元素的加入可以改善鋼材的性能，有時還可以使鋼具有某些特殊性能。用它代替普通碳鋼，可以大大節(jié)約鋼材。合金鋼可分為低合金鋼（合金元素含量小于5%），中合金鋼（合金鋼總含量為5%--10%）；高合金鋼（合金元素總含量大于10%）。按鋼中主要元素的種類，可分為二元合金鋼，三元合金鋼和多元合金鋼

7、；按鋼中主要元素的名稱分為錳鋼、鉻鋼、鉻鉬鋼等。（一）按用途分類1．結(jié)構(gòu)鋼可分為建造用鋼和機(jī)械用鋼建造用鋼是指用于建造廠房、船舶、鍋爐、壓力容器、橋梁等。這類鋼一般都需要經(jīng)過焊接施工，要求有良好的可焊性，所以含碳量一般是不超過0.25%的低碳鋼，多在熱軋或正火狀態(tài)下使用。機(jī)械制造用鋼是用于制造機(jī)器設(shè)備或其它機(jī)械零件的鋼，這類鋼通常要經(jīng)過滲碳或調(diào)質(zhì)處理后使用。適于滲碳處理的鋼一般用含碳量在0.1%-0.3%的低碳鋼，適于調(diào)質(zhì)處理的鋼一般用含碳量在0.3%--0.5%的中碳鋼.。機(jī)械用鋼中包括彈簧鋼和軸承鋼，因其含碳量較高，有專門用途，有的也

8、把它作為單獨一類。1．工具鋼用于制造各種工具的鋼，它分為高、中碳鋼和合金鋼，包括碳素工具鋼、合金工具鋼和高速工具鋼。2．特殊用鋼以特殊方法生產(chǎn)具有特殊的物理和化學(xué)性能能作特殊的鋼。包括不銹鋼、