Materjalide klassifikatsioon – metallmaterjalid

Traditsioonilise klassifikatsiooni järgi võib materjale jagada metallmaterjalideks, anorgaanilisteks mittemetallilisteks materjalideks (keraamilised materjalid), polümeermaterjalideks ja komposiitmaterjalideks. Teras, kuld ja hõbe on kõik metallist materjalid. Anorgaanilised mittemetallilised materjalid, sealhulgas keraamika ja klaas, hõlmavad klastri koostise poolest oksiide, anorgaanilisi sooli jne. Polümeermaterjalid koosnevad orgaanilistest makromolekulidest, nagu kiud, kumm, vaigud ja plastid. Komposiitmaterjalid koosnevad teatud viisil kahest või enamast materjalist ja neid liigitatakse paljudesse kategooriatesse. Vastavalt maatriksile saab need jagada metallmaatriksiks, keraamiliseks maatriksiks, vaigumaatriksiks jne või vastavalt tugevdusele võib need jagada kiud-, osakeste tugevdatud komposiitmaterjalideks jne, neid on palju.

Mõista metallmaterjale ja arengusuundi. Metallmaterjalid viitavad metalliliste omadustega materjalidele, mis koosnevad metallelementidest või koosnevad peamiselt metallelementidest. Sealhulgas puhtad metallid, sulamid, intermetallilised ühendid ja spetsiaalsed metallimaterjalid.

Meie arusaam metallmaterjalidest peaks algama järgmistest aspektidest:

1. Klassifikatsioon: Metallmaterjalid jagunevad tavaliselt mustmetallideks, värvilisteks metallideks ja spetsiaalseteks metallmaterjalideks.

① Mustmetalle nimetatakse ka terasmaterjalideks, sealhulgas tööstuslikuks puhtaks rauaks, mis sisaldab rohkem kui 90% rauda, ​​malmi, mis sisaldab 2% kuni 4% süsinikku, süsinikteraseks, mis sisaldab vähem kui 2% süsinikku, ning konstruktsiooniteras, roostevaba teras ja kuumuskindel teras. teras erinevatel eesmärkidel. Teras, kõrgtemperatuuriline sulam, täppissulam jne. Üldistatud mustmetallide hulka kuuluvad ka kroom, mangaan ja nende sulamid.

② Värviliste metallide all mõeldakse kõiki metalle ja nende sulameid, välja arvatud raud, kroom ja mangaan, mis tavaliselt jagunevad kergmetallideks, raskmetallideks, väärismetallideks, poolmetallideks, haruldasteks metallideks ja haruldasteks muldmetallideks. Värviliste sulamite tugevus ja kõvadus on üldiselt kõrgemad kui puhastel metallidel ning neil on suurem vastupidavus ja väiksem vastupidavustemperatuuri koefitsient.

③ Spetsiaalsed metallmaterjalid hõlmavad konstruktsioonilisi metallmaterjale ja funktsionaalseid metallmaterjale erinevaks kasutuseks. Nende hulgas on kiirete kondensatsiooniprotsesside käigus saadud amorfsed metallmaterjalid, aga ka kvaasikristallilised, mikrokristallilised, nanokristallilised metallmaterjalid jne; Samuti on olemas spetsiaalsed funktsionaalsed sulamid, nagu stealth, vesinikukindlus, ülijuhtivus, kujumälu, kulumiskindlus, vibratsiooni vähendamine ja summutamine jne, ning metallmaatrikskomposiitmaterjalid jne.

Metallmaterjalid jagunevad vastavalt tootmis- ja vormimisprotsessile valumetallideks, deformeeritud metallideks, survevormitud metallideks ja pulbermetallurgia materjalideks. Valatud metall moodustub valuprotsessi käigus, hõlmates peamiselt valuterast, malmi ja värvilisi metalle ja sulameid.

Deformeerunud metall tekib survetöötlusel nagu sepistamine, valtsimine, stantsimine jne ning selle keemiline koostis erineb veidi vastava valumetalli omast. Sissepritsevormimisprotsessi käigus valmistatakse sissepritsevormimisprotsessi käigus teatud kuju ja struktuuriomadustega osad ja toorikud.

Metallmaterjalide jõudlus võib jagada kahte tüüpi: protsessi jõudlus ja kasutusjõudlus.

2. Performance: 

Metallmaterjalide ratsionaalsemaks kasutamiseks ja nende rolli täielikuks mängimiseks on vaja omandada jõudlus (kasutusvõime), mis erinevatest metallmaterjalidest valmistatud osadel ja komponentidel peaks olema tavapärastes töötingimustes ning nende kasutamisel kuum- ja külmtöötlusel. . Esitus, mida peaks valdama (protsessi jõudlus). Materjalide toimivus hõlmab füüsikalisi omadusi (nt erikaal, sulamistemperatuur, elektrijuhtivus, soojusjuhtivus, soojuspaisumine, magnetism jne), keemilisi omadusi (vastupidavus, korrosioonikindlus, oksüdatsioonikindlus) ja mehaanilisi omadusi. Materjalide protsessijõudlus viitab materjali võimele kohaneda külma ja kuuma töötlemismeetoditega.

3. Tootmisprotsess: 

Metallmaterjalide tootmisel ekstraheeritakse ja sulatatakse tavaliselt metall. Mõnda metalli tuleb enne erinevate spetsifikatsioonide ja omadustega toodeteks töötlemist täiendavalt rafineerida ja õige koostisega kohandada. Metallide ekstraheerimiseks kasutatakse terasel tavaliselt pürometallurgilisi protsesse, st sulatamiseks ja sulatamiseks kasutatakse konvertereid, lahtise kaminahju, elektrikaarahju, induktsioonahju, kupleid (raua valmistamine) jne; värviliste metallide puhul kasutatakse nii pürometallurgilisi kui hüdrometallurgilisi protsesse; kõrge puhtusastmega metallid Spetsiaalseid omadusi nõudvate metallide kõrval kasutatakse ka tsoonisulatus-, vaakumsulatus- ja pulbermetallurgia protsesse. Pärast metallimaterjali sulatamist ja koostise reguleerimist valatakse ja vormitakse see või valmistatakse valu- ja pulbermetallurgiaprotsesside abil valuplokkideks ja kangideks ning seejärel töödeldakse plastiliselt erineva kuju ja spetsifikatsiooniga toodeteks.

4. Arengutrend:

Metallmaterjalide väljatöötamine on eemaldunud puhastest metallidest ja puhastest sulamitest. Materjalide disaini, protsessitehnoloogia ja jõudluse testimise edenedes on traditsioonilised metallmaterjalid kiiresti arenenud ning pidevalt on arendatud uusi suure jõudlusega metallmaterjale. Kõrge temperatuuriga struktuurid, nagu kiiresti kondenseeruvad amorfsed ja mikrokristallilised materjalid, suure eritugevuse ja kõrge erirežiimiga alumiinium-liitiumi sulamid, järjestatud intermetallilised ühendid ja mehaanilised legeerivad sulamid, oksiididispersiooniga tugevdatud sulamid, suunaga tahkuvad sammaskristallid ja monokristallsulamid Materjalid, metall maatrikskomposiitmaterjale ja uusi funktsionaalseid metallmaterjale, nagu kujumälusulamid, neodüümraud-boor-püsimagnetsulamid ja vesinikku salvestavad sulamid, on kasutatud erinevates valdkondades, nagu lennundus, energeetika ja elektromehaanika.