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金属材料基础金属材料是以金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属间化合物和特种金属材料等。人类文明的发展的今天和社会的进步同金属材料关系十分密切。继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代,均以金属材料的应用为其时代的显著标志。现代种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。性能一般分为工艺性能和使用性能两类。工艺性能是指机械零件在加工制造过程中,金属材料在所定的冷、热加工条件下表现出来的性能。金属材料工艺性能的好坏,决定了它在制造过程中加工成形的适应能力。由于加工条件不同,要求的工艺性能也就不同,如铸造性能、可焊性、可锻性、热处理性能、切削加工性等。使用性能是指机械零件在使用条件下,金属材料表现出来的性能,它包括力学性能、物理性能、化学性能等。金属材料使用性能的好坏,决定了它的使用范围与使用寿命。在机械制造业中,一般机械零件都是在常温、常压和非常强烈腐蚀性介质中使用的,且在使用过程中各机械零件都将承受不同载荷的作用。金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能,称为力学性能(过去也称为机械性能)。金属材料的力学性能是零件的设计和选材时的主要依据。外加载荷性质不同(例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等),对金属材料要求的力学性能也将不同。常用的力学性能包括:强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。金属材料的分类随着科学技术的发展不仅新的金属材料品种不断出现,而且传统的金属材料,如钢铁、铜、铝等合金材料品种也日益增加。金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。①黑色金属又称钢铁材料,包括含铁90%以上的工业纯铁,含碳2%~4%的铸铁,含碳小于2%的碳钢,以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。②有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金,通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。有色金属铜、铝、锡、铅、锌以及黄铜、青铜、白铜、铝合金和轴承合金等,另外在工业上还采用镍、钼、钴、钒、钨、钛等,这些金属主要用作合金化元素,以改善金属性能,其中钨、钴、钛多用于硬质合金的制造。上述有色金属,都称为工业常用金属,以区别于贵金属及稀有金属。有色合金的强度和硬度一般比纯金属高,并且电阻大、电阻温度系数小。③特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料,以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等;还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金,以及金属基复合材料等。其他分类方法:(1)按元素分:钢铁材料,如铁、钢、碳素钢、合金钢等;有色金属材料,如铝、铜、镍、贵金属材料等。(2)按主要性能和用途分为:金属结构材料和金属功能材料,其中有要求力学性能(强度、硬度、韧性等)为主的材料,如结构材料、工具材料等;有要求物理性能(磁性、导电性、弹性等)的材料,如精密合金、半导体材料、超导材料等;要求物理化学性能的材料,如耐蚀材料、金属催化剂、消气材料等。按加工制造工艺可分为:铸造合金、变形(可进行金属塑性加工合金和粉末冶金材料。(3)按材料提供使用的形态可分为:板材、丝材、棒材、带材和多孔材料、纤维强化复合材料等。此外,还可按金属的组织状态分为结晶态金属材料和非晶态金属材料等。金属材料的生产工