《金属与合金》课件

《金属与合金》本课程将深入探讨金属与合金的结构、性能及应用，为金属材料工程领域的学习和研究奠定坚实基础。by什么是金属？定义金属是具有光泽、延展性、导电性和导热性的物质，其原子排列紧密，并以金属键结合在一起。实例铁、铜、铝、金、银等常见的金属材料，在生活中随处可见。金属的特性光泽金属表面能够反射光线，呈现出光亮的外观。延展性金属可以被拉伸成细丝或压成薄片，而不易断裂。导电性金属能够良好地传导电流，是电器设备的重要材料。导热性金属能够快速传递热量，常用于制造锅具、散热器等。金属的分类黑色金属铁、锰、铬等，以其颜色和用途命名。有色金属铜、铝、锌等，以其颜色和用途命名。贵金属金、银、铂等，以其稀有性和价值命名。稀有金属钛、锆、钒等，以其在地壳中含量稀少命名。金属原子结构1原子核由质子和中子构成，带正电荷。2电子云由带负电的电子构成，围绕原子核运动。3价电子位于最外层电子层，决定金属的化学性质。金属的价电子排布原子核金属原子通常有1-3个价电子，易失去电子形成阳离子。电子云价电子在金属晶体中自由移动，形成“电子海”，赋予金属特性。金属键1金属键金属原子之间的相互作用力，是由自由电子与金属离子之间的静电吸引力形成的。2电子海价电子在金属晶体中自由移动，形成“电子海”，使金属具有良好的导电性、导热性和延展性。3金属键特点非定向性，使金属能够发生塑性变形。金属的晶体结构1体心立方铁、铬、钨等。2面心立方铝、铜、金、银等。3密排六方镁、锌、钛等。金属的结构缺陷1点缺陷空位、间隙原子等。2线缺陷位错，影响金属强度。3面缺陷晶界，影响金属性能。金属的塑性变形外力作用金属在外力作用下产生塑性变形。位错运动位错在晶体中移动，导致金属塑性变形。形变强化塑性变形后，金属强度提高，延展性降低。金属的强化机制固溶强化在金属中加入少量合金元素，形成固溶体，提高强度。形变强化通过塑性变形，使金属内部产生位错，提高强度。弥散强化在金属中加入细小的第二相颗粒，阻碍位错运动，提高强度。合金概念合金是由两种或两种以上金属或金属与非金属熔合在一起而形成的具有金属特性的物质。合金的分类1按成分铁合金、铝合金、铜合金等。2按性能耐热合金、耐腐蚀合金、高强度合金等。3按用途结构合金、功能合金等。合金相图概述相图是表示合金在不同温度和成分下存在的相及其相互关系的图形。相图是研究合金组织和性能的重要工具。相图解读和相变分析相图解读解读相图，了解合金的相组成、相变温度、相变过程等。相变分析根据相图分析合金的相变过程，预测合金的性能变化。铁碳合金相图铁碳合金相图是研究钢铁材料组织结构和性能的重要依据。铁碳合金的微观组织铸铁的组织和性能组织灰口铸铁、白口铸铁、球墨铸铁等。性能强度低、硬度高、耐磨损、易加工。钢铁的热处理退火使金属软化，提高塑性和韧性。正火细化晶粒，提高强度和韧性。淬火提高硬度和强度，降低韧性。回火降低淬火后的硬度，提高韧性。有色金属合金除铁以外的金属合金，包括铝合金、铜合金、镍合金、钛合金、镁合金等。铝合金特性密度低、强度高、耐腐蚀性好。应用航空航天、汽车制造、建筑材料等。铜合金黄铜铜锌合金，耐腐蚀，用于水管、五金件等。青铜铜锡合金，强度高，用于轴承、齿轮等。白铜铜镍合金，耐腐蚀，用于装饰、器皿等。镍基合金耐高温高温下强度和稳定性高。耐腐蚀对多种介质具有优异的抗腐蚀性能。应用航空发动机、涡轮机等高温环境。钛合金1轻质高强密度低，强度高。2耐腐蚀抗腐蚀性强，生物相容性好。3应用航空航天、医疗器械等。镁合金1轻质镁合金是密度最小的金属材料。2高比强度强度与重量比高。3应用汽车、电子产品、医疗器械等。功能性金属材料具有特殊功能的金属材料，如形状记忆合金、超导金属材料等。生物医用金属材料特性生物相容性好，无毒，易于加工。应用人工关节、骨骼固定器等。金属材料腐蚀及防护腐蚀类型化学腐蚀、电化学腐蚀等。防护措施表面处理、电镀、涂层等。金属材料的再利用金属材料的回收利用可以减少资源消耗，保