金属材质(6篇)
金属材质篇1
关键词：金属材料；腐蚀；防腐措施
在当前许多领域中都会应用到金属材料，但在金属材料使用过程中，由于受到各种外部因素的影响，金属材料腐蚀现象十分常见，而这种腐蚀会对金属材料造成较大的损害，影响材料性能的发挥，因此需要做好金属材料的防腐工作，更好的发挥出金属材料的性能，确保其使用寿命的延长。
1金属材料概述
金属材料多以金属元素或以金属元素作为主要构成，并具备金属特性的材料，日常我们所应用的金属材料多以纯金属、合金、金属化合物及特种金属材料为主。金属材料性能也主要是指其机械性能，具体可分为工艺性能和使用性能。工艺性能是金属材料在机械零件加工制造过程中在冷、热加工条件下所表现出来的性能，工艺性能直接关系到其在制造过程中加工成形的适应能力。但由于金属材料加工时所处条件不同，这也使其工艺性能会存在一定的差异。金属材料在使用过程中所表现出来的性能即是其使用性能，使用性能的好坏直接关系到金属材料的使用范围和使用寿命。
机械制造业中所使用的机械零件多为金属材料，其使用条件多处于常温、常压及非强烈腐蚀性介质中，而且在使用过程中需要承受不同的荷载，当荷载作用于金属材料上时，金属材料需要具备较好的抵抗破坏的能力，即金属材料的机械性能，这也是金属材料设计过程中的重要依据，在具体设计过程中或是选材时，需要针对外加载荷性质来选择适宜的金属材料机械性能，如强度、塑性等。外加载何性质不同情况下对金属材料的强度和塑性也具有不同的要求。
2金属材料的腐蚀
当金属材料与周围介质发生接触时，避免不了会发生化学或是电化学反应，从而造成金属材料的腐蚀现象发生，一旦金属材料出现腐蚀现象，则会导致设备出现跑、冒、滴、漏及污染环境等问题发生，严重时还会引发功能通过事故，造成资源和能源的极大浪费。当前金属材料腐蚀主要以化学腐蚀及电化学腐蚀为主，但不管发生哪种形式的腐蚀，在腐蚀过程中，组成金属材料的金属原子都会被氧化，从而转化为金属阳离子。
2.1化学腐蚀
当金属材料与非电解质发生接触时，会直接引化化学作用，这是一种纯氧化和还原的纯化学反应，腐蚀介质会与金属表面的原子直接发生反应，形成腐蚀产物，整个过程中没有电流产生，与化学动力学规律相符合，这种腐蚀被称为化学腐蚀。
2.2电化学腐蚀
当电解质溶液作用于金属表面时所引发的化学反应，在反应过程中阳极会失去电子，阴极获得电子，整个过程中遵循电化学的基本规律，当电解质溶液酸碱度不同时，这种电化学腐蚀还可分为吸氢腐蚀和析氢腐蚀两类。
3金属材料的主要防腐措施
3.1合理选材
在机械设备防腐措施中，合理选材作为最有效的方法之一，在具体做法选材过程中，需要对环境因素及腐蚀因素进行充分了解，并对相关资料数据进行深入研究，针对实际条件来开展模拟试验，从而为选材获得可靠的数据，还要对材料的耐蚀性和经济性进行综合考虑，以此来采取有效和适宜的防腐蚀措施。也可以针对材料用途不同来选择不同材料组成耐蚀合金，或是将合金元素添加到金属中，有效的提高金属材料的耐蚀性，减缓其腐蚀，确保材料防腐能力的增强。
3.2形成保护层
可以对金属材料或是金属制品表面采取有效的防护层，有效的隔开金属表面下外界的介质，避免两者之间发生反应，而且还能够起到美化外观的效果。在金属材料及制品防腐措施中，表面防护是极为普遍的方法，通常以金属镀层及非金属涂层为主。
3.2.1扩散渗镀
通过热扩散方法使具有较好耐腐蚀能力的金属或是合金渗入到金属材料或是金属制品的表面，使其与基体金属溶为一体，形成渗镀层，具有较强的耐蚀性。在具体渗镀过程中，在包渗箱中加入惰性填料、渗镀金属元素及卤化物活化剂，并将待镀件埋置在其中，将包渗箱保持在规定温度下，将待镀件置于其中保持一定时间，这样渗入金属与基体金属之间互相扩散，从而在金属表面形成合金覆盖层。通常情况下渗入元素以锌、铝、铬、硅等为主，需要根据基体材料及耐蚀性要求来选择适宜的渗入元素，从而使金属材料及金属制品表面具备良好的氧化性能和硫化性能。
3.2.2喷镀
主要是利用喷枪并借助于压缩空气或惰性气体流将熔融金属喷射到金属制品表面，形成防护性覆盖层。这种方法在高熔点金属及难溶材料中较为常用，同时在大面积工件及修复工作也会采用喷镀的方法，具体喷镀时通常会采用火焰喷镀法和等离子喷镀法，但这种方法所形成的保护层与基体金属之间结合不紧固，覆盖层较为疏松。
3.2.3电镀
利用直流电从电镀液中电解析出金属，并在作为阴极的工件表面沉积结晶，形成电镀层。电镀技术应用广泛，主要用于耐蚀、耐磨和装饰的器件。
此外，还有热浸镀层、金属包覆、真空镀膜、气相沉积和阴极溅射等表面防护技术。近来离子注入和激光非晶态表面处理等新技术也在迅速发展。
3.2.4其他
为了提高制品的耐蚀性和装饰性，会采用非金属涂层的方法，如采用油漆、塑料、橡胶、搪瓷及玻璃等作为涂料。在非金属涂层中还可以利用化学转化膜，在特定化学溶液中对工件进行电解和浸渍处理，在工件金属表面形成一层镀膜。另外还会采用暂时性防护剂、介质处理及添加缓蚀剂等方法来提高金属制品的防腐性能。
暂时性防护剂是在金属制品运输和贮存时使用，能够防锈并在使用前去除掉。环境（介质）处理改变起腐蚀作用的介质的性质，以防止或减轻介质对金属制品或设备的腐蚀。这种方法只能在有腐蚀性的介质的体积有限的条件下使用，除去或减少介质中的有害组分。
添加缓蚀剂是在腐蚀介质中加入少量能显著降低腐蚀速度的物质，不同的缓蚀剂虽然化学结构不同，但在酸性介质中的缓蚀率都相当大。缓蚀剂的使用效果同腐蚀介质的各种参数和条件有密切的关系，使用时应严格选择。一些缓蚀剂有毒，不能用于与制备食品有关的介质中。此外，气相缓蚀剂（如防锈纸等）也广泛用来防止大气对金属制品的腐蚀。
4结束语
近年来，随着对金属材料腐蚀研究的不断深入，取得了较好的防腐成果，而且在实际防腐工作中进行应用，有效的降低了金属材料腐蚀的损失。当前现代腐蚀科学发展速度较快，一些新的防腐蚀技术不断涌现出来，这对我国腐蚀知识的普及起到了有效的促进作用，各种防腐蚀技术在各个领域开始广泛应用，这对金属材料使用寿命的增强起到了重要作用，而且有效的实现了对资源的保护，减少了污染和灾害隐患，无论是在社会效益、环境效益还是经济效益方面都取得了显著的成效。
参考文献
[1]劳军，陈发泉，何克甫，等.关于金属材料的防腐蚀措施的几点研究[J].民营科技，2012（9）.
金属材质篇2
关键词:金属材料加工工艺材料特性
金属材料加工单位在实际发展过程中，要注意引进先进的生产技术工艺，不断降低能耗，节约资源，提升自身核心竞争力。随着节约型社会的建立，在进行金属材料加工过程中，材料加工企业要不断引进先进的节能生产技术工艺，有效的降低企业生产加工成本，创造更多的经济效益。因此，为了满足当前激烈的市场竞争要求，金属材料单位要分析不同类型金属的特点，对当前的加工工艺技术进行探索，不断开发新的加工技术，提升生产效率，为企业创造更多的经济利润。因此，本文首先分析金属材料特性，接着针对金属材料加工工艺展开论述，从而为金属材料加工制作提供参考意见和建议。
1金属材料的特性
在人类文明长期发展过程中，金属发挥了巨大的作用，并且通过不同的具体形式渗透到社会各个领域，推动社会经济不断向前发展。但是金属材料具有其特殊的性能。金属材料在实际应用过程中，主要是晶格结构的固体表现形式，具有良好的导热和导电性能，表面拥有独特的色泽，并且延展性很好。金属材料通过加工制作，可以制成各种金属间化合物，与其他金属可以融合，形成合金，有效的改善原有金属的性能。另外，大部分金属具有活泼的化学性能，很容易出现氧化现象，需要加工技术人员结合产品设计标准，选择不同的加工方式。
2金属材料加工特性分析
在当前社会经济迅速发展的前提下，金属材料得到广泛的应用。但是由于不同类型的金属，具有不同的特性，需要采用不同的加工技术工艺，才能发挥金属材料最大的作用。下面就针对金属材料加工特性展开论述。第一，金属材料铸造工艺。在通常情况下，铸造工艺对金属材料进行高温加热，在金属材料呈现出液态以后，根据产品设计标准，进行重新的制作。但是在实际铸造过程中，很容易受到外界因素的影响，从而影响金属在液态情况的流动性和收缩性，最终降低金属产品的质量，影响产品使用性能。第二，锻压工艺。就是加工技术人员在进行锻压过中，根据金属材料的特性，提升其抗冲击能力。锻压技术对生产制作条件要求比较高，一旦出现变形情况，就可能导致金属材料出现裂缝情况，无法满足产品生产加工的质量标准。第三，焊接工艺。在进行金属材料焊接过程中，焊接要避免出现缝隙或者气孔问题，提升金属产品的使用寿命，提升其性能，保证焊接质量。第四，切削工艺。加工技术人员根据产品设计标准，对金属材料进行相应切割或者削切，但是会受到材料自身性能以及硬度的影响，需要切割人员根据金属材料的性质，选择不同的切割方法。第五，热处理性能，根据字面意思，就是在进行金属加热过程中，体现出来的特性。
3金属材料加工方法分析
在进行金属材料加工过程中，加工技术人员要结合金属材料的特点，根据产品设计标准，采用不同的加工方法，从而保证产品质量，提升企业生产的经济效益。下面就针对金属材料加工技术方法展开论述。
3．1热处理加工方法
在通常情况下，金属材料热处理方法主要包括加热、保温以及冷却等过程中，需要加工技术人员做好各个阶段的衔接工作，利用陶瓷换热器，提升金属材料的导热性和抗氧化性，提升预热的回收率，降低企业实际的生产成本，获得良好的效果。在实际加工操作过程中，就是加工人员把金属材料放到一定的介质里，然后通过加热或者冷却，促进金属材料内部结构出现变化，从而改变原有金属材料的特性和性能。这种方式在实际生产过程中，得到了广泛的应用，主要包括以下几方面的内容。第一，就是在金属材料加热过程中，金属零件会发生养护反应，就会对整个零件性能产生不利影响。因此，加工技术人员需要采用一定的保护措施，控制好加工的环境和温度。但是在加工期间，气温不是恒定的，需要经过加热超过箱变气温，从而满足金属零件加工温度的标准。在进行冷却过程中，加工技术人员需要结合金属材料加工工艺的不同，控制好冷却的速率，保证产品的生产质量。
3．2高速切削加工技术工艺
为了做好金属材料切削，需要控制好切削的速度，避免在受热的情况下，导致形状发生改变。首先，加工技术人员要选择合理的刀具，保证具有良好的硬度和硬性特点，在通常情况下，加工技术人员可以选择陶瓷刀具和涂层硬质合金刀具等。在选择具体切割技术工艺过程中，需要控制好切割每一个环节，协调好相互之间的关系，控制好金属加工剩余数量，从而为后续加工切割创造良好的条件，制定出科学合理的技术方案，提升金属材料切削的精度。
3．3温挤压成型加工技术工艺
在进行金属材料温挤压成型加工过程中，主要利用金属材料的可塑性特征，把金属放置在挤压模具里面，然后通过外界的挤压力，从而让保证金属材料达到设计的规格和形状。第一，在选择挤压模具过程中，需要控制好模具的尺寸、形状，提升模具的精度。在进行挤压模具设计过程中，需要结合金属零件的特点，明确设计方案，控制好设计工序，精确计算挤压压力，科学设置模具结构，从而满足实际金属材料加工的要求。第二，在挤压温度控制过程中，温度越高的，相应的变形抗力就会越低，可以减少额外的施加机械能。根据大量实际复合挤压的情况，当温度达到200℃作用，相应的施加压力就会减少10%。另外，在进行冷挤压成型材料挤压过程中，材料变形在达到70%左右过程中，相应的挤压里不会出现明显的白哪壶，需要把实际挤压的温度控制在400到500℃之间，才能保证实际挤压的效果。第三，一旦挤压模具连续在高温下进行作业，就会大大降低模具的性能和强度，不仅会影响到实际挤压的效果，而且会缩短模具的寿命。因此，实际技术操作人员要结合实际情况，采用不同的挤压方法。比如在进行小批量作业过程中，可以通过压缩空气的手段，冷却金属材料凹凸模;在进行大规模生产过程中，为了满足实际生产的需要，在每完成一次行程以后，送一个毛坯，从而保证模具的冷却时间，选择不同的冷却方式，可以在模具开设一些小孔或者采用喷雾冷却的方式，从而满足实际生产的技术标准，保证产品的生产质量。
3．4金属材料焊接技术工艺
在进行金属材料焊接过程中，对焊接人员技术水平要求比较高。通常情况下，金属材料焊接包括多种焊接方式，需要结合不同情况，选择不同的焊接方式，从而满足不同性能产品的要求。在通常情况下，金属材料焊接主要包括电弧焊、电渣焊以及爆炸焊等。第一，在进行钎焊过程中，需要结合实际情况，利用黄铜或者钎焊料等进行金属焊接，才能保证焊接质量。第二，在进行碳钢和金钢焊接过程中，需要做好碳钢预热和热处理，从而提升焊接应力。第三，在进行不锈钢焊接过程中，焊接人员要充分考虑到晶间腐蚀问题。在进行马氏体不锈钢焊接过程，要焊接前预热和焊后热处理工作，把温度达到设定的标准。第四，在进行有色金属焊接过程中，需要焊接人员结合不同的金属材料，选择不同的焊接方式。对铜焊接，需要采用钎焊的方式;铝制金属材料主要采用氩弧焊;钛主要采用自动焊接的方式。综上所述，在进行金属材料加工过程中，加工技术人员要结合实际情况，根据不同类型的金属材料，采用先进的加工技术工艺，控制好加工过程，明确加工技术标准，提升加工质量，不断打造金属精品，为金属材料加工企业创造更多的经济效益。
参考文献
［1］刘方靓，马牧群．金属材料在现代工艺加工中的应用研究［J］．世界有色金属，2017(04)．
［2］马红超．试论金属材料加工工艺中激光技术的应用［J］．科技资讯，2016(25)．
［3］荆永丽．金属复合材料加工工艺的研究［J］．世界有色金属，2016(12)．
金属材质篇3
关键词：生产实习；实习质量；实习方式；师资队伍
中图分类号：G712文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）07-0160-02
0引言
实习是高等工科院校学生在大学实践学习中必不可少的一个重要环节，尤其是工科大学生，生产实习是获得“一线工程师”基本训练的一个重要过程[1]。通过实习，可以提高学生认识和解决工程实践问题的能力，培养学生在生产实践活动中的创造性思维和创新意识。还可以帮助学生接触社会，为毕业后走向工作岗位打下良好的基础。如何进行生产实习、加强生产实习的管理，达到良好的实习效果，是能否办好专业的重要一环，关系到提高实践教学质量与人才培养的大问题。
1生产实习教学的现状
金属材料工程专业是我校较早获批的部级特色专业，专业办学水平高、办学条件好、师资力量强、开办时间长。专业的培养目标是：为企业输送合格的“一线工程师”，所以专业尤其注重实践教学环节，开设了多种实践教学环节。
生产实习于第6学期，在我校的企业实习基地——洛阳一拖集团开展，实习基地专业对口、生产设备齐全，技术、工艺、管理等方面能与理论教学相结合。同时实习基地周围有还有洛阳铜加工厂、洛阳轴承厂、河南柴油机厂、耐火材料厂以及中信重机厂等众多大型国有企业可作为在实习的补充。这些为实习工作的开展创造了有利条件。实习期间，请企业工程技术人员做专题讲座，增加感性认识，进厂参观以了解企业生产情况、加深对所学专业知识的理解。同时还安排学生在上述企业参观学习，开阔学生的眼界、扩大知识面。多年来，生产实习工作得以顺利开展，为学生实践能力的培养起到了积极的作用。
但是，由于社会经济环境变化以及其它各种因素的影响，我校生产实习工作出现了不少新的问题和矛盾，面临不少困难，传统的实习方式受到了很大的冲击，实习效果也不尽如人意。存在的问题主要有以下几个方面：
1.1自1998年国家教育部颁布了新的高等院校本科专业目录以来，我们学校也调整了专业内容，将原来的铸造、热处理和焊接专业合并成金属材料工程专业，拓宽了专业口径，增加专业基础教学。在生产实习的时候，也将原来单一的方向拓宽成三个方向。需要实习的内容增加了，但教学学时没有增加，实习的内容很难涵盖各专业方向。
1.2企业接收学生实习的积极性下降。由于多方面的原因，目前，国营大中型企业的效益不如以前，各企业都实行岗位责任制，任务到人，工作中不允许有任何失误。为确保万无一失，车间不敢让学生动手操作，也无暇回答学生提出的问题，更不用说共同探讨了。学生只能在一边充当看客，认真的学生还记录设备型号，记录生产流程，抄工艺卡，不认真地的学生就在一边偷懒。生产实习已经没有动手实践的环节，变成“参观型”生产实习。
金属材料专业的实习基地中国一拖集团是国有大型企业，是50年代前苏联援建的项目，很多的分厂设备陈旧，工艺落后，学生在这样的环境下实习，学生看不到先进的设备、先进的技术和先进的管理，无法达到生产实习预期的效果。另外，某些环境恶劣的分厂，还会对学生的专业学习兴趣造成打击。比如球铁分厂的60年代建设的国产KW铸造生产线，噪音极大、粉尘很多，一天实习下来，学生非常失落。
1.3经费不足，影响实习时间近几年，随着经济的发展，物价水平提高很快。实习单位的实习费用，住宿费用也水涨船高。而我们学校的实习费用涨幅很少，远远不够计划学时为一个月的实习费用。在这种情况下，除了学院出资一部分，还要向学生收取一部分费用。即便如此，实习时间从一个月缩短为2-3个星期，甚至在经费最紧张的一年实习时间还不足两周。最近几年的实习，带队老师都是每天晚上算所用经费，剩余经费，一旦发现经费不足以支撑一天实习，只能立即返回学校。实习的总时间缩短很多，需要实习的内容又成倍增加，导致了每部分内容的时间都只有半天，实习过程变成“走马观花”，很难深入进行，实习时间和效果大打折扣。
1.4师资队伍经验不足，针对性指导不足目前我校教师队伍中，年轻教师所占的比例越来越大，由于用人体制的原因，现在入校的老师绝大部分是从学校到学校，教师没有在企业一线工作的经历，接触社会也少，教师缺乏到工矿企业参加生产实践的经历。尽管青年教师热情很高，但在指导学生实验、实习或毕业设计时，还是体现出实践经验不足这个问题。生产实习指导教师在生产实习过程中处于主导地位，如果老师很难给学生进行很有针对性的专业指导，会严重影响生产实习的效果。
2改进措施
针对以上的问题，我们可以在工作方式和管理模式上作一些相应调整：
2.1做好实习动员，提高学生认识，加强实习环节管理，保证实习效果生产实习的过程中，学生是学习的主体，实习收获多少，学生起决定因素。而不少学生实习态度不端正，往往把生产实习当作集体参观，认为实习就是看热闹，高兴时好好看看，不高兴时就不学。因此，在进行生产实习之前一定要开好实习动员会，给学生讲清楚生产实习在专业学习中的重要性，端正学生的实习态度。同时，对学生的实习提出具体要求，下发实习内容和实习提纲，让学生带着问题进入实习环节，在实习中做到有的放矢；实习过程中应加强对学生的监督工作，布置实习作业、抽查学生的实习笔记等；强化生产实习的总结和考核，改变过去实习仅仅上交实习报告就全部通过的方式，要求学生参加最后随机抽题的实习答辩，对没有达到实习要求的坚决给予不通过，要求第二年重新实习。这样，从各方面调动起学生实习的主观能动性，以提高生产实习质量[2]。
2.2改进实习方式针对实习经费不足，实习时间短这个问题，可以将实习分为两阶段组成[3，4]。
第一阶段为集中实习，实习时间缩短为二周，地点在实习基地——洛阳第一拖拉机集团。洛拖规模大，生产设备齐全、与金属材料专业专业对口，同时实习基地周围的众多大型国有企业可作为实习的补充。在这两周内，学生可以对自己所学的专业有感性的，全面的认识。
第二阶段为分散实习，实习时间放在大三第二学期期末，时间为二周。4-5名学生一组，去国企、民营企业、私企或科研单位。由学生自己联系或老师介绍，实习内容不需要面面俱到，只要针对某一方向，进行深入的学习，着重培养学生的动手能力和解决实际问题的能力。在新学期报到的时候提交实习报告。
2.3加强青年教师的实践培养现在年轻教师的人数已经占到我院的一半，虽然青年教师的工作积极性很高，但是经验不足也是不争的事实，因此加强对青年教师在生产实际中的再培养显得非常重要。
一方面加强老带新，学院安排德高望重、富有经验的教师带队指导实习，加快对年轻教师的培养，熟悉实习基地的基本情况，深入生产第一线，摸清企业设备、工艺、产品、管理等问题，尽可能多的将理论知识与现场实践结合起来，这样既可提高教师自身素质，又能更好地指导学生。
另一方面，在生产实习之外的时间提供青年教师下工厂的机会。在生产实习的过程中，老师更注重的是学生的安全问题，希望能把学生高高兴兴带出来，平平安安带回去。而且在生产实习的过程中，老师和学生一样都没有实际动手的机会。学院应利用产学研结合的机会让青年教师在寒暑假期间下工厂或科研院所，到生产第一线，在实际生产中发现问题，解决问题，在实践中更好的掌握理论知识。这样，不仅可以在生产实习中指导学生游刃有余，而且在理论课上也能讲的更精彩，更自信。
参考文献：
[1]徐超，陈敏，韩效钊等.工科院校生产实习问题的研究与实践[J].合肥工业大学学报（社会科学版）.2001年6月（15）：97-99.
[2]黄艳秋，于微波.生产实习教学模式改革与实习基地建设[J].长春工业大学学报（高教研究版）.2010年3月（31）：49-50.
金属材质篇4
关键词技术材料；应用；热处理技术
中图分类号TG1文献标识码A文章编号1674-6708（2013）97-0105-02
金属材料作为一种热门应用材料，每年全球范围内拥有数以亿计的使用量，金属经过采矿、冶炼、轧制等一系列工艺后广泛应用于个各行业，为了提高金属的工艺性能和产品质量，通常要对金属材料进行热处理。以下简单介绍金属材料热处理的传统技术和新型技术。
1金属材料的运用
1.1多孔金属材料的应用
作为一种新兴的功能性材料，多孔金属材料具有渗透性好、耐高温、耐腐蚀等特性，目前在工业领域，通讯领域、国防领域和环保领域有着广泛的应用。
1）过滤与分离
多孔金属良好的渗透性决定其成为过滤器的理想制备材料，多孔金属用作分离媒介，其孔道对固体粒子进行阻流和捕集，对气体或液体进行过滤分离，进而实现其过滤分离作用。多孔金属制成的过滤器还可以用于厌氧细菌的生长、钢铁厂中高炉煤气的净化、原子能工业中硫化床尾气过滤、纺织和造纸业中去除染料颗粒和污水处理、石化行业中排除石油钻井的泥沙等。
2）能量吸收
汽车的防冲挡、宇宙飞船的起落架等能量吸收装置都是利用多孔材料的能量吸收性质，基于这一性质，多孔材料还可以作为燃气轮机等排气系统的消音材料等，展现了良好的消音效果。
3）电极材料
蓄电池、燃料电池、空气电池中的电极大多采用多孔镍制成，用轻质高孔率的发泡沫基板等金属材料代替传统烧结基板可减少镍的消耗，并且提高能量密度。
4）流体分布与控制
石油化工和冶金工业中青铜、镍、不锈钢等烧结成的多孔板作为流体分布板；多孔不锈钢用于控制火箭鼻链体偏航指示仪外壳的冷却液；多孔材料还可用于制作自动化系统中的信号控制延时器。
5）热交换
多孔金属是热交换器和加热器的理想材料，气孔体可作为热交换器和散热器，并且具有较高的效率和使用性能。此外，泡沫钢可以用来制作汽车发动机的排气支管；多孔金属还可以用来制作灭火器。
6）电磁屏蔽
目前电磁波辐射日益严重，信息外漏和信号干扰情况普遍，三维网状的铜和镍空隙之间互相连通，具有电磁波吸收性能，可用于电磁屏蔽，小巧轻便、散热、且屏蔽效果好。
1.2纳米金属材料的应用
纳米金属材料具有纳米级尺寸的组织结构，具有良好的力学性能和功能特性，在航航天事业中，用于航天飞行器机身以及辅助装置的制造材料。目前，纳米金属材料主要应用于以下几种领域。
1）高硬度和耐磨WC—Co纳米复合材料
纳米结构的WC—Co硬度高，且耐磨性能好，目前应经广泛应用于保护涂层和切削工具的制造，工业中，WC—Co纳米合金的使用量非常大。
2）铝基纳米复合材料
铝基纳米复合材料在非晶基体上弥散分布着纳米尺度的a—Al粒子，具有极高的强度和抗疲劳性能，通过加工，部分非晶态合金可以转变为晶体，是高强度部件的首选材料。
3）电沉积纳米晶体镍
电沉积薄膜具有柱状晶结构，在350K时径粒长大，通过加入溶质使其结构稳定，适合用作管材内部的涂覆材料。
2热处理技术
金属材料经过热处理技术可以提高金属质量性能，增强可塑性，但是材料内部化学组成和化学性质并未发生改变。传统热处理分为基本热处理、表面热处理和化学热处理，随着金属材料与现代科学技术的发展，许多新型热处理工艺相继出现，如真空热处理技术、感应淬火热处理等。
2.1传统热处理技术
1）基本热处理
基本热处理是通过适当的加热处理改善工件的组织和结构性能，其温度区间变化如图所示。
退火过程是将工件加热到一定温度后，再进行缓慢冷却，从而使工件硬度降低，可塑性增强。正火是将金属材料加热到Ac3以上温度，此温度下保持一段时间后，将其取出，在空气中冷却。与退火相比，其强度、硬度、韧性较高。猝火是将金属材料加热到Ac3或Acl以上某一温度，大于临界冷却速度获得马氏体组织，淬火后必须配以适当的回火工艺，增强工件性能，延长使用寿命，常用的淬火方法有单液淬火、双液淬火和等温淬火。
2）表面热处理
表面热处理主要对工件裹层进行热处理，表面淬火处理前需要进行正火处理或调质处理，然后快速加热使金属材料迅速升温，直至猝火温度，材料内部尚未存在热量传导时，冷却，进行低温回火处理。此时材料表层获得硬而耐磨的马氏体组织，且材料内部性能完好。通常中碳或中碳合金钢材料适合表面淬火工艺。
3）化学热处理
化学热处理是将介质中的活性原子加入材料表面，从而改变材料表面的结构性能，使其抗疲劳性、耐磨性和抗蚀能力增强。化学热处理常用方法有渗碳、渗氮和碳氮共渗等。
2.2热处理新工艺
1）真空热处理技术
真空热处理是将真空技术与热处理技术相结合，其部分在真空状态下进行的，几乎所有的处理工艺均可通过真空人处理来解决。它是在压强低于一个大气压的条件下，进行气氛控制热处理。真空热处理可以使金属材料表面洁净明亮，改善材料外观的同时提高材料性能。
2）感应热处理
感应热处理是通过电磁感应使金属材料内部产生漩涡，将其加热，工业生产中，通过感应热处理可以提高生产效率，减少能耗、降低成本，减轻污染，所以感应热处理技术是今后的发展方向。
3）热处理新设备
随着热处理技术的发展，许多节能高效的新设备不断更新，如真空加热高压气淬设备。低压渗碳双室高压气淬炉、密封渗碳高压气淬炉、马氏体分级淬火生产线等，这些进设备的产生极大地改善了金属热处理技术，标志着热处理技术的重大进步。
4）热处理新材料
生态淬火剂作为热处理的新材料对热处理的工艺效果发挥重要作用，它是向植物油中加入添加剂，提高热处理工件寿命和渗碳温度。常用淬火剂的有水、盐水、熔盐、冷热矿物油和NiAl金属键化合物，
3结论
金属材料由于其优异的性能和广泛的来源使其在全球各个领域得到普遍的应用，具有良好的应用前景。金属材料的热处理工艺是改善金属性能的重要手段，所以我们要不断地进行金属材料和热处理技术的研究创新，不断完善设备功能、控制手段和工艺技术，通过新型热处理技术，促进我国工业，航天、医疗事业的发展。
金属材质篇5
关键词：机械设计；材料；选择；应用
机械行业的发展是现代化工业体系创建的重要保障，当前机械需求量增加迅速，对于质量和使用性能的要求也越来越高，材料的选择和使用成为机械设计所面临的关键问题。材料作为机械设计的基本元素，其选择和使用是机械设计发展的基础。在综合考虑使用性能、工艺要求、环保节能需求以及经济适用等因素后，选择和使用最合适的材料用于机械设计中，对于机械使用性能及寿命的提高有重要保障。
1机械设计中的常用材料
1、金属材料
金属材料是机械设计应用最为广泛的材料，占据使用量的90%以上。钢铁材料由于其韧性、硬度、价格、能满足各种加工要求等，成为使用最多的材料，包括金属元素以及主要由金属元素组成的呈金属性的材料。自然界中就能为机械设计提供近80种金属材料。除纯金属材料外，合金、特种金属和金属间化合物材料也属于金属材料。合金材料也是使用广泛的一种材料。合金材料作为两种及以上金属材料的混合物，其特性优良，提升了机械使用性能。特种金属材料以及金属间化合物材料是科技领域的重要材料。
2、复合材料
复合材料是使用化学或物理技术把两种或两种以上材料复合后，得到的使用性能较为特定且能满足多种工艺要求的新材料。复合材料包含金属及非金属材料。金属材料主要指铝、镁以及合金材料等。非金属材料则主要包括树脂、橡胶以及陶瓷等。另外还有玻璃纤维、金属丝以及碳化纤维等增强型材料。
3、高分子材料
高分子材料即将化合物作为基体，为满足使用要求而在化合物中掺入相应的添加剂或助剂，从而形成一种聚合物材料。高分子材料的生产原材极为广泛，获取便利，合成纤维、塑料等生活中使用率很高的材料就是高分子材料。这种材料可以从自然界的物质中提取，如天然气等，延展性高、加工能耗低，具备了较强的可再生性及可循环性。目前，在机械设计中，高分子材料正逐步代替很多金属材料，聚甲醛材料的耐磨性，使其代替金属材料成为齿轮、轴承等机械零件的使用材料。汽车制造业是高分子材料的主要使用领域，既减轻了汽车重量，又降低了能耗。
4、陶瓷材料
陶瓷材料就是通^天然化合物或合成化合物，经高温烧结后形成的非金属材料。陶瓷材料主要包括氮化硅及碳化硅。因其高硬度特性，被广泛应用于密封零件的设计中；其耐磨性和耐腐性是化学仪器设计制造的重要材料；其电物性能应用于电容器制造中。纳米陶瓷技术的发展，使陶瓷材料成为航空航天和卫星通讯等领域的重要材料。
2机械设计中材料选择和应用
1、实用型材料的选择与应用
机械材料的应用要将使用性作为最基本的标准，根据机械设计中的零件性能及使用要求选择材料。此外，在机械设计中，需要依照具体的工艺指标进行材料加工，对于材料特性有严格的要求，铸造、锻造、焊接、切削、粘接、热处理等都需要相应的材料特性有不同要求，焊接时需要满足敏感性及使用性能，锻造时则需要材料能够可锻性、冷却度、热裂倾向性、冲压性等要求，因此，在选择和应用材料时，就必须满足这些工艺的要求，同时，满足机械零件及整体的性能和要求。在满足工艺和性能要求后，再选择经济性较高的材料。
2、荷载型材料的选择和应用
材料的荷载能力对于机械零件使用性能及寿命有重要影响，一旦荷载能力不能满足使用标准，就可能造成材料的失效或者使用中的机械零件失效。选择材料时，必须确保材料荷载能力能够满足机械设计要求，结合经济性选择更强荷载能力的材料，确保机械设计使用正常。材料荷载能力能够通过热处理技术完善。热处理技术主要包括调质、表面硬化以及分析氮化等技术。调质技术使用最为广泛，能够提升材料屈服度以及拉伸强度，提高材料塑性及强度，在使用调质技术时，要注意明确标注调质技术处理，并标明调质硬度范围，确保材料硬度能够满足实际强度的要求。表面硬化技术是对金属材料表面的针对性处理，主要作用在于提升材料耐蚀性以及耐磨性，其中氮化技术以及渗碳技术较为常用。渗碳技术即通过渗碳炉提高材料表面的碳含量，再经过淬火后提升表面硬度，之后通过低温回火消除应力，稳定表面组织结构。氮化技术主要应用于氮化钢的处理，在处理过程中不会引起较大的材料变形，硬化层也较小，能够结合调质技术使用，提升材料耐磨性及强度。
3、碳素钢、合金钢
碳素钢因其良好的加工工艺性及价格优势得到了广泛使用，但其强度及韧性较差，零件超过中等形状后就无法进行整体淬透，因此一般会加入一定的合金元素，从而形成合金钢。合金元素使碳素钢的强度、韧性、淬透性、耐磨性都得以提高，因此材料性能也有了较大提高，能够发挥更好的耐热、耐腐性、耐蚀性能。一般应用于荷载应力较大且较复杂时。或者在淬火工艺性要求较高、防止淬火裂纹或者降低变形时使用。合金钢使用的限制，既是为了有针对性地提高零件质量，也是为了减少资源浪费。
4、环保节能型材料的选择和应用
在材料选择时，尤其要注意那些对环境有不同程度破坏的材料，如砷、铅、锂、六价铬等，在满足机械设计需求的条件下，尽量选择其他无公害型材料，既减少环境污染，又有益于人体健康。热处理技术是当前机械材料来提高材料使用性能及寿命，但这种技术不仅污染环境，还会加大能耗，因此，要尽量选择能够用热轧或冷拔状态进行处理后，就能发挥使用性能的材料。在不能避免使用热处理技术时，尽量选择热处理程序更少的材料，如使用低淬透性钢制造齿轮时，可以实现穿透性加热，冷却后，表面就会淬硬。
5、可循环利用型材料的选择和应用
机械设计中多使用金属材料，在设计中，对不同零件往往需要根据其使用性能综合使用金属材料，为满足零件性能，将这些材料混合加工为合金材料，从而满足使用需求。这种使用方式对机械报废后的回收难度和回收成本都有很大的影响。为提高材料报废后的废物资源化，机械设计时，要尽量选择可循环利用的材料，单一合金或者金属种类较少的合金材料是更科学的选择，材料循环利用的可能性也更高。
3结语
机械设计中材料的选择和应用要综合考虑各种因素，确保机械设计能够满足设计标准及使用要求。还要满足当前环境保护的发展趋势，确保选材的环保性、可循环性、无害性，促进机械设计行业的可持续发展。
参考文献
[1]刘洋君.机械设计中的材料的选择和应用[J].湖南农机，2012，39（9）：92-93.
[2]吴宗烨.刍议机械设计中材料的选择和应用[J].技术与市场，2016，23（11）：123-123.
[3]胡烨，贾耀曾.机械设计中的材料的选择和应用分析[J].现代制造技术与装备，2016（4）：100-101.
金属材质篇6
【关键词】：粉末冶金；材料；分类；应用
0.引言
所谓的粉末冶金材料指的是用几种金属粉末或者金属与非金属粉末为原料，通过配比、压制成型以及烧结等特殊工艺制成的各类材料的总称，而这种与熔炼和铸造明显不同的工艺也被统称为粉末冶金法。因其生产流程与陶瓷制品比较类似，所以又被称为金属陶瓷法。就目前而言，粉末冶金法不单是用来制取某些特殊材料的方法，也是一种优质的少切屑或者无切屑方法，且其具有材料利用率高、生产效率高，节省占地面积及机床等优点。然而粉末冶金法也并非万能之法，其无论是金属粉末还是模具都有着较高的成本，且制品的形状和大小都受到一定的限制。
1.粉末冶金材料的主要分类
1.1传统的粉末冶金材料
第一，铁基粉末冶金材料。作为最传统也是最基本的粉末冶金材料，其在汽车制造行业的应用最为普遍，并随着经济的迅猛发展，汽车工业的不断扩大，铁基粉末冶金材料的应用范围也就变得越来越广阔，因此其需求量也越来越大。与此同时，铁基粉末冶金材料对其他行业来说也非常重要。
第二，铜基粉末冶金材料。众所周知，经过烧结铜基制作的零件抗腐蚀性相对来说比较好，且其表面光滑没有磁性干扰。用来做铜基粉末冶金材料的主要材料有：烧结的青铜材质、黄铜材质以及铜镍合金材料等，此外还有少量的具有弥散性的强化铜等材质。在现代，铜基粉末冶金材料主要备用到电工器件、机械设备零件等各个制造类领域中，同时也对过滤器、催化剂以及电刷等有一定的作用。
第三，难熔金属材料。因这类材料的熔点、硬度、强度都比较高，因此其主要成分为难熔性的金属及金属合金复合材料，主要被应用国防、航空航天以及和研究领域等。
第四，硬质合金材料。所谓合金材料指的是由一种或者几种难熔性的金属经过碳化之后形成的硬质材料的总称。其主要是由金属粘结剂进行粘合之后，再用粉末冶金技术制作而成。因这类硬质合金材料具有高熔点、高硬度、高强度，所以常被用到切削领域。
第五，粉末冶金电工材料。在现代工业中，这种材料主要应用于仪表和电气领域，尤其是各类分断和接通电路重点额电接触元件和电阻焊用的电极上。近几年，随着国内无线电技术的迅速发展，电阻器件的应用范围也越来越广泛，其主要材质就是这类材料。此外，粉末冶金电动材料对真空技术领域中的电力管阴极和电加热元件也有着重要的作用。
第六，摩擦材料。顾名思义，这类材料具有很强的摩擦磨损性能，可以用于制造摩擦离合器以及制动器的摩擦部分。利用其摩擦磨损性较强的特点，有效实现各个元件之间动力的阻断性和传递性，以此实现运动物体的及时减速和停止运动等。
第七，减摩材料。与摩擦材料相反，这类材料则具有较低的摩擦系数以及较高的耐磨性，其可以是金属材质也可以是由非金属材质构成。通常情况下，建模材料主要是由教导强度的金属基体和具有减摩成分的剂构成。因粉末冶金法在一定程度上能够对金属材料的基体和减摩成分进行有效调整和控制，此外，这类减摩材料还具有较强的自性能，这就使得其在金属铸造领域和塑料减摩材料领域中发挥着重要作用。
1.2现代先进粉末冶金材料
第一，信息领域中的粉末冶金材料。在这里主要指的是软磁材料，通常情况下，其又可以分为铁氧体软磁材料和金属软磁材料两种，最大区别是前者出现较早，且只能通过粉末冶金烧结法获取。因其在烧结过程中，软磁材料有着较强的饱和磁化性能和较高的导磁率，所以被各个磁行业广泛应用。
第二，能源领域中的粉末冶金材料。顾名思义，这种能源材料指的是在不断的发展过程中，能够对促进新能源建立和发展具有重要作用的材料，其能够满足各种新能源的不同需求。能源领域中的粉末冶金材料不仅仅是当今社会新能源发展的关键组成部分，还是新能源材料发展的重要前提和基础。就目前而言，电池、氢能、太阳能等方面成为新能源材料发展的主要方向，并随着技术的不断进步，这类材料的应用范围也变得越来越广阔。
第三，生物领域中的粉末冶金材料。最近几年以来，国内的生物研究领域取得了较大的进步，生物研究逐渐对我国的经济发展及产业结构调整有着越来越重要的影响，为此国家对于生物研究领域所取得的重大突破也给予了高度关注，特别是生物材料研究方面。在医学领域中，生物材料能够有效改善人们的健康状况，大大提高了人们的生活质量。
2.粉末冶金材料的应用研究
2.1在机械合金方面的应用
机械合金主要应用的是粉末冶金技术中的高性能球磨技术。其应用原理为：在高能球磨的基础之上，有效利用了金属粉末混合物的变形和易断裂特性，逐步调整金属粉末原子之间的距离，并最终形成合金粉末。所谓机械合金指的就是在固态形式下进行的固态反应，从而科学实现了合金化，而在这种状态下形成的合金不会收到物质熔点及蒸汽压力等因素的影响，进而表现出较强的稳定性。
2.2在干燥喷雾方面的应用
所谓的烦躁喷雾指的是运用雾化器将呈现出一定浓度的原料液转变成一种具有喷射性能的雾状液滴的形式，之后再经过一系列的接触热空气程序将雾状液滴迅速转化成干燥剂，这就是粉粒状干燥喷雾的制作过程。通常情况下，制作干燥喷雾需要经过四个基本阶段，依次是料液雾化、热干燥、蒸发干燥、分离四个流程。更为重要的是，在粉末的制作过程中，还可以依据不同的需求对粉粒形状、大小进行相应的规定。
3.结语
上文系统的总结了粉末冶金材料的种类，并对其应用领域进行了分析研究。从中不难看出，相对普通材料来说粉末冶金材料无论是从性能上还是获取上，都有着无法比拟的强大优势，这也是目前这类材料应用广泛的原因之一。未来，随着经济的发展及科技的进步，粉末冶金材料将会发挥出越来越重要的作用。
【参考文献】
[1]张宪铭，张江峰.标准：粉末冶金材料的分类和牌号[J].世界有色金属，2009（05）.
