Classificació de materials- Materials metàl·lics

Segons la classificació tradicional, els materials es poden dividir en materials metàl·lics, materials inorgànics no metàl·lics (materials ceràmics), materials polimèrics i materials compostos. L'acer, l'or i la plata són tots materials metàl·lics. Els materials inorgànics no metàl·lics, incloses la ceràmica i el vidre, inclouen òxids, sals inorgàniques, etc. pel que fa a la composició del grup. Els materials polimèrics estan formats per macromolècules orgàniques, com ara fibres, cautxú, resines i plàstics. Els materials compostos es componen de dos o més materials d'una manera determinada i es classifiquen en moltes categories. Segons la matriu, es poden dividir en matriu metàl·lica, matriu ceràmica, matriu de resina, etc., o segons el reforç, es poden dividir en materials compostos reforçats amb fibra, reforçats amb partícules, etc., n'hi ha molts tipus.

Comprendre els materials metàl·lics i les tendències de desenvolupament. Els materials metàl·lics es refereixen a materials amb propietats metàl·liques que es componen d'elements metàl·lics o estan compostos principalment per elements metàl·lics. Inclou metalls purs, aliatges, compostos intermetàl·lics i materials metàl·lics especials.

La nostra comprensió dels materials metàl·lics hauria de partir dels següents aspectes:

1. Classificació: els materials metàl·lics solen dividir-se en metalls fèrrics, metalls no fèrrics i materials metàl·lics especials.

① Els metalls ferrosos també s'anomenen materials d'acer, incloent ferro pur industrial que conté més del 90% de ferro, ferro colat que conté entre un 2% i un 4% de carboni, acer al carboni que conté menys del 2% de carboni i acer estructural, acer inoxidable i resistent a la calor. acer per a diferents finalitats. Acer, aliatges d'alta temperatura, aliatges de precisió, etc. Els metalls ferrosos generalitzats també inclouen el crom, el manganès i els seus aliatges.

② Els metalls no fèrrics es refereixen a tots els metalls i els seus aliatges excepte el ferro, el crom i el manganès, que normalment es divideixen en metalls lleugers, metalls pesants, metalls preciosos, semimetalls, metalls rars i metalls de terres rares. La resistència i la duresa dels aliatges no fèrrics són generalment superiors a les dels metalls purs, i tenen una major resistència i un coeficient de resistència de temperatura més petit.

③ Els materials metàl·lics especials inclouen materials metàl·lics estructurals i materials metàl·lics funcionals per a diferents usos. Entre ells hi ha materials metàl·lics amorfs obtinguts mitjançant processos de condensació ràpida, així com materials metàl·lics quasicristal·lins, microcristal·lins, nanocristal·lins, etc.; També hi ha aliatges funcionals especials com ara el sigil, la resistència a l'hidrogen, la superconductivitat, la memòria de forma, la resistència al desgast, la reducció de vibracions i l'amortiment, etc., i materials compostos de matriu metàl·lica, etc.

Els materials metàl·lics es divideixen en metalls fosos, metalls deformats, metalls formats per injecció i materials de metal·lúrgia en pols segons el procés de producció i modelat. El metall fos es forma mitjançant el procés de fosa, incloent principalment acer colat, ferro colat i metalls i aliatges no fèrrics colats.

El metall deformat es forma mitjançant processaments a pressió com ara forja, laminació, estampació, etc., i la seva composició química és lleugerament diferent del metall fos corresponent. El metall de conformació per injecció es fa en peces i en blancs amb determinades formes i propietats estructurals mitjançant el procés de conformació per injecció.

El rendiment dels materials metàl·lics es pot dividir en dos tipus: rendiment del procés i rendiment d'ús.

2. Rendiment: 

Per tal d'utilitzar els materials metàl·lics de manera més racional i donar-li ple rendiment al seu paper, cal dominar el rendiment (rendiment d'usabilitat) que haurien de tenir les peces i components fets de diversos materials metàl·lics en condicions normals de treball i el seu ús durant el processament en calent i en fred. . El rendiment que s'ha de tenir (acompliment del procés). El rendiment dels materials inclou propietats físiques (com ara la gravetat específica, el punt de fusió, la conductivitat elèctrica, la conductivitat tèrmica, l'expansió tèrmica, el magnetisme, etc.), propietats químiques (durabilitat, resistència a la corrosió, resistència a l'oxidació) i propietats mecàniques. El rendiment del procés dels materials es refereix a la capacitat del material d'adaptar-se als mètodes de processament en fred i calent.

3. Procés de producció: 

En la producció de materials metàl·lics, el metall generalment s'extreu i es fon primer. Alguns metalls s'han de refinar i ajustar a la composició adequada abans de ser processats en productes de diverses especificacions i propietats. Per extreure metalls, l'acer acostuma a utilitzar processos pirometal·lúrgics, és a dir, s'utilitzen convertidors, forns de foc obert, forns d'arc elèctric, forns d'inducció, cúpules (ferreria), etc. els metalls no fèrrics utilitzen processos tant pirometal·lúrgics com hidrometal·lúrgics; metalls d'alta puresa A més dels metalls que requereixen propietats especials, també s'utilitzen processos de fosa de zones, fosa al buit i metal·lúrgia de pols. Un cop fos el material metàl·lic i s'ajusta la seva composició, es col·loca i es conforma, o es converteix en lingots i palanxes mitjançant processos de fosa i formació de pols metal·lúrgica, i després es processa plàsticament en productes de diverses formes i especificacions.

4. Tendència de desenvolupament:

El desenvolupament de materials metàl·lics s'ha allunyat dels metalls purs i dels aliatges purs. Amb l'avenç del disseny de materials, la tecnologia del procés i les proves de rendiment, els materials metàl·lics tradicionals s'han desenvolupat ràpidament i s'han desenvolupat contínuament nous materials metàl·lics d'alt rendiment. Estructures d'alta temperatura, com ara materials amorfs i microcristal·lins de condensació ràpida, aliatges d'alumini-liti amb alta resistència específica i mode específic elevat, compostos intermetàl·lics ordenats i aliatges d'aliatge mecànic, aliatges reforçats per dispersió d'òxids, cristalls columnars solidificats direccionalment i aliatges monocristalls. Materials, metall. S'han aplicat materials compostos de matriu i nous materials metàl·lics funcionals com ara aliatges amb memòria de forma, aliatges d'imants permanents de ferro bor de neodimi i aliatges d'emmagatzematge d'hidrogen en diversos camps com ara l'aeroespacial, l'energia i l'electromecànica.