金属资料是指金属元素或以金属元素为主组成的拥有金属个性的资料的统称
。蕴含纯金属、合金、金属资料金属间化合物和特种金属资料等
。（注：金属氧化物（如氧化铝）不属于金属资料）

种类

金属资料通常分为玄色金属、有色金属和特种金属资料
。

（1）玄色金属又称钢铁资料，蕴含含铁90%以上的工业纯铁，含碳2%～4%的铸铁，含碳幼于 2%的碳钢，以及各类用处的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、不锈钢、精密合金（精密合金是GA黄金甲的特色产品，广义的玄色金属还蕴含铬、锰及其合金）等
。

（2）有色金属是指除铁、铬、锰以表的所有金属及其合金，通常分为轻金属、沉金属、贵金属、半金属、罕见金属和稀土金属等
。有色合金的强度和硬度通常比纯金属高，并且电阻大、电阻温度系数幼
。

（3）特种金属资料蕴含分歧用处的结构金属资料和职能金属资料
。其中有通过急剧冷凝工艺获得的非晶态金属资料，以及准晶、微晶、纳米晶金属资料等

；还有隐身、抗氢、超导、状态影象、耐磨、减振阻尼等特殊职能合金以及金属基复合伙料等
。

机能

通常分为工艺机能和使用机能两类
。所谓工艺机能是指机械零件在加工造作过程中，金属资料在所定的冷、热加工前提下阐发出来的机能
。金属资料工艺机能的曲直，决定了它在造作过程中加工成形的适应能力
。由于加工前提分歧，要求的工艺机能也就分歧，如铸造机能、可焊性、可锻性、热处置机能、切削加工性等
。

所谓使用机能是指机械零件在使用前提下，金属资料阐发出来的机能，它蕴含力学机能、物理机能、化学机能等
。金属资料使用机能的曲直，决定了它的使用领域与使用寿命
。在机械造作业中，通常机械零件都是在常温、常压和极度强烈侵蚀性介质中使用的，且在使用过程中各机械零件都将接受分歧载荷的作用
。金属资料在载荷作用下抵抗粉碎的机能，称为力学机能（从前也称为机械机能）
。金属资料的力学机能是零件的设计和选材时的重要凭据
。表加载荷性质分歧（例如拉伸、压缩、旋转、冲击、循环载荷等），对金属资料要求的力学机能也将分歧
。常用的力学机能蕴含：强度、塑性、硬度、冲击韧性、屡次冲击抗力和委顿极限等
。

金属资料特质

1.委顿

很多机械零件和工程构件，是接受交变载荷工作的
。在交变载荷的作用下，固然应力水平低于资料的屈服极限，但经过长功夫的应力反复循环作用以来，也会产生忽然脆性断裂，这种景象叫做金属资料的委顿
。金属资料委顿断裂的特点是：

（1）载荷应力是交变的

；

（2）载荷的作用功夫较长

；

（3）断裂是瞬时产生的

；

（4）无论是塑性资料还是脆性资料，在委顿断裂区都是脆性的
。所以，委顿断裂是工程上最常见、最危险的断裂大局
。

金属资料的委顿景象，按前提分歧可分为下列几种：

（1）高周委顿：指在低应力（工作应力低于资料的屈服极限，甚至低于弹性极限）前提下，应力循环周数在100000以上的委顿
。它是最常见的一衷欤劳破

坏
。高周委顿通常简称为委顿
。

（2）低周委顿：指在高应力（工作应力靠近资料的屈服极限）或高应变前提下，应力循环周数在10000~100000以下的委顿
。由于交变的塑性应变在这衷欤劳粉碎中起重要作用，因而，也称为塑性委顿或应变委顿
。

（3）热委顿：指由于温度变动所产生的扰爪力的反复作用，所造成的委顿粉碎
。

（4）侵蚀委顿：指机械部件在交变载荷和侵蚀介质（如酸、碱、海水、活性气体等）的共同作用下，所产生的委顿粉碎
。

（5）接触委顿：这是指机械零件的接触表表，在接触应力的反复作用下，出现麻点剥落或表表压碎剥落，从而造成机件失效粉碎
。

2.塑性

塑性是指金属资料在载荷表力的作用下，产生永远变形（塑性变形）而不被粉碎的能力
。金属资料在受到拉伸时，长度和横截面积都要产生变动，因而，金属的塑职能够用长度的伸长（延长率）和断面的收缩（断面收缩率）两个指标来衡量
。

金属资料的延长率和断面收缩率愈大，暗示该资料的塑性愈好，即资料能接受较大的塑性变形而不粉碎
。通常把延长率大于百分之五的金属资料称为塑性资料（如低碳钢等），而把延长率幼于百分之五的金属资料称为脆性资料（如灰口铸铁等）
。塑性好的资料，它能在较大的宏观领域内产生塑性变形，并在塑性变形的同时使金属资料因塑性变形而强化，从而提高资料的强度，保障了零件的安全使用
。此表，塑性好的资料能够顺利地进行某些成型工艺加工，如冲压、冷弯、冷拔、校直等
。因而，选择金属资料作机械零件时，必须满足肯定的塑性指标
。

3.耐久性

构筑金属侵蚀的重要状态：

（1）均匀侵蚀
。金属表表的侵蚀使断面均匀变薄
。因而，常用年均匀的厚度减损值作为侵蚀机能的指标（侵蚀率）
。钢材在大气中通常呈均匀侵蚀
。

（2）孔蚀
。金属侵蚀呈点状并形成深坑

？资吹牟虢鹗舻男宰蛹捌渌橹视泄
。在含有氯盐的介质中易产生孔蚀

？资闯Ｓ米畲罂咨钭魑蓝ㄖ副
。管路的侵蚀多思考孔蚀问题
。

（3）电偶侵蚀
。分歧金属的接触处，因所具分歧电位而产生的侵蚀
。

（4）缝隙侵蚀
。金属表表在缝隙或其他荫蔽区域部常产生由于分歧部位间介质的组分和浓度的差距所引起的部门侵蚀
。

（5）应力侵蚀
。在侵蚀介质和较高拉应力共同作用下，金属表表产生侵蚀并向内扩大成微裂纹，常导致忽然破断


；炷林械母咔慷雀纸睿ǜ炙浚┛赡懿庵造苹
。

4.硬度

硬度暗示资料抵抗硬物体压入其表表的能力
。它是金属资料的沉要机能指标之一
。通常硬度越高，耐磨性越好
。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度
。

布氏硬度（HB）：以肯定的载荷（通常3000kg）把肯定大
。ㄖ本锻ǔＮ10mm）的淬硬钢球压入资料表表，维持一段功夫，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值（HB），单元为公斤力/mm2 （N/mm2）
。

洛氏硬度（HR）：当HB>450或者试样过幼时，不能选取布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量
。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在肯定载荷下压入被测资料表表，由压痕的深度求出资料的硬度
。凭据试验资料硬度的分歧，可选取分歧的压头和总试验压力组成几种分歧的洛氏硬度标尺，每一种标尺用一个字母在洛氏硬度符号HR后面加以注明
。常用的洛氏硬度标尺是A,B,C三种（HRA、HRB、HRC）
。其中C标尺利用最为宽泛
。

HRA：是选取60kg载荷钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的资料（如硬质合金等）
。

HRB：是选取100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的资料（如退火钢、铸铁等）
。

HRC：是选取150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的资料（如淬火钢等）
。

维氏硬度（HV）：以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入资料表表，用资料压痕凹坑的表表积除以载荷值，即为维氏硬度值（HV）
。硬度试验是机械机能试验中最单一易行的一种试验步骤
。为了能用硬度试验包办某些机械机能试验，出产上必要一个比力正确的硬度和强度的换算关系
。实际证明，金属资料的各类硬度值之间，硬度值与强度值之间拥有近似的相应关系
。由于硬度值是由肇始塑性变形抗力和持续塑性变形抗力决定的，资料的强度越高，塑性变形抗力越高，硬度值也就越高
。

金属资料的机能

金属资料的机能决定着资料的合用领域及利用的合理性
。金属资料的机能重要分为四个方面，即：机械机能、化学机能、物理机能、工艺机能
。

1.机械机能

（一）应力的概想，物体内部单元截面积上接受的力称为应力
。由表力作用引起的应力称为工作应力，在无表力作用前提下平衡于物体内部的应力称为内应力（例如组织应力、扰爪力、加工过程实现后留存下来的残存应力…）
。

（二）机械机能，金属在肯定温度前提下接受表力（载荷）作用时，抵抗变形和断裂的能力称为金属资料的机械机能（也称为力学机能）
。金属资料接受的载荷有多种大局，它可所以静态载荷，也可所以动态载荷，蕴含单独或同时接受的拉伸应力、压应力、弯曲应力、剪切应力、旋转应力，以及摩擦、振动、冲击等等，因而衡量金属资料机械机能的指标重要有以下几项：

1.1.强度

这是表征资料在表力作用下抵抗变形和粉碎的最大能力，可分为抗拉强度极限（σb）、抗弯强度极限（σbb）、抗压强度极限（σbc）等
。由于金属资料在表力作用下从变形到粉碎有肯定的法规可循，因而通常选取拉伸试验进行测定，即把金属资料造成肯定规格的试样，在拉伸试验机上进行拉伸，直至试样断裂，测定的强度指标重要有：

（1）强度极限：资料在表力作用下能抵抗断裂的最大应力，通常指拉力作用下的抗拉强度极限，以σb暗示，如拉伸试验曲线图中最高点b对应的强度极限，常用单元为兆帕（MPa），换算关系有：1MPa=1N/m2=（9.8）-1kgf/mm2或1kgf/mm2=9.8MPa
。

（2）屈服强度极限：金属资料试样接受的表力超过资料的弹性极限时，固然应力不再增长，但是试样仍产生显著的塑性变形，这种景象称为屈服，即资料接受表力到肯定水平时，其变形不再与表力成正比而产生显著的塑性变形
。产生屈服时的应力称为屈服强度极限，用σs暗示，相应于拉伸试验曲线图中的S点称为屈服点
。对于塑性高的资料，在拉伸曲线上会出现显著的屈服点，而对于低塑性资料则没有显著的屈服点，从而难以凭据屈服点的表力求出屈服极限
。因而，在拉伸试验步骤中，统统例定试样上的标距长度产生0.2%塑性变形时的应力作为前提屈服极限，用σ0.2暗示
。屈服极限指标可用于要求零件在工作中不产生显著塑性变形的设计凭据
。但是对于一些沉要零件还思考要求屈强比（即σs/σb）要幼，以提高其安全靠得住性，不外此时资料的利用率也较低了
。

（3）弹性极限：资料在表力作用下将产生变形，但是去之表力后仍能恢复原状的能力称为弹性
。金属资料能维持弹性变形的最大应力即为弹性极限，相应于拉伸试验曲线图中的e点，以σe暗示，单元为兆帕（MPa）：σe=Pe/Fo式中Pe为维持弹性时的最大表力（或者说资料最大弹性变形时的载荷）
。

（4）弹性模数：这是资料在弹性极限领域内的应力σ与应变δ（与应力相对应的单元变形量）之比，用E暗示，单元兆帕（MPa）：E=σ/δ=tgα式中α为拉伸试验曲线上o-e线与水平轴o-x的夹角
。弹性模数是反映金属资料刚性的指标（金属资料受力时抵抗弹性变形的能力称为刚性）
。

1.2.塑性

金属资料在表力作用下产生永远变形而不粉碎的最大能力称为塑性，通常以拉伸试验时的试样标距长度延长率δ（%）和试样断面收缩率ψ（%）延长率δ=[（L1-L0）/L0]x100%，这是拉伸试验时试样拉断后将试样断口对合起来后的标距长度L1与试样原始标距长度L0之差（增长量）与L0之比
。在现实试验时，统一资料但是分歧规格（直径、截面状态-例如方形、圆形、矩形以及标距长度）的拉伸试样测得的延长率会有分歧，因而通常必要出格加注，例如最常用的圆截口试样，其初始标距长度为试样直径5倍时测得的延长率暗示为δ5，而初始标距长度为试样直径10倍时测得的延长率则暗示为δ10
。断面收缩率ψ=[（F0-F1）/F0]x100%，这是拉伸试验时试样拉断后原横截面积F0与断口细颈处最幼截面积F1之差（断面缩减量）与F0之比
。实用中对于最常用的圆截口试样通
？赏ü本墩闪拷型扑悖害=[1-（D1/D0）2]x100%，式中：D0-试样原直径

；D1-试样拉断后断口细颈处最幼直径
。δ与ψ值越大，批注资料的塑性越好
。

1.3.韧性

金属资料在冲击载荷作用下抵抗粉碎的能力称为韧性
。通常选取冲击试验，即用肯定尺寸和状态的金属试样在划定类型的冲击试验机上接受冲击载荷而折断时，断口上单元横截面积上所亏损的冲击功表征资料的韧性：αk=Ak/F单元J/cm2或Kg·m/cm2，1Kg·m/cm2=9.8J/cm2αk称作金属资料的冲击韧性，Ak为冲击功，F为断口的原始截面积
。5.委顿强度极限金属资料在持久的反复应力作用或交变应力作用下（应力通常均幼于屈服极限强度σs），未经显著变形就产生断裂的景象称为委顿粉碎或委顿断裂，这是由于多种原因使得零件表表的部门造成大于σs甚至大于σb的应力（应力集中），使该部门产生塑性变形或微裂纹，随着反复交变应力作用次数的增长，使裂纹逐步扩大加深（裂纹尖端处应力集中）导致该部门处接受应力的现实截面积减幼，直至部门应力大于σb而产生断裂
。在现实利用中，通常把试样在沉复或交变应力（拉应力、压应力、弯曲或旋转应力等）作用下，在划定的周期数内（通常对钢取106~107次，对有色金属取108次）不产生断裂所能接受的最大应力作为委顿强度极限，用σ-1暗示，单元MPa
。除了上述五种最常用的力学机能指标表，对一些要求出格严格的资料，例如航空航天以及核工业、电厂等使用的金属资料，还会要求下述一些力学机能指标：蠕变极限：在肯定温度和恒定拉伸载荷下，资料随功夫缓慢产生塑性变形的景象称为蠕变
。通常选取高温拉伸蠕变试验，即在恒定温度和恒定拉伸载荷下，试样在规按功夫内的蠕变伸长率（总伸长或残存伸长）或者在蠕变伸长速度相对恒定的阶段，蠕变速度不超过某划定值时的最大应力，作为蠕变极限，以暗示，单元MPa，式中τ为试验持续功夫，t为温度，δ为伸长率，σ为应力

；或者以暗示，V为蠕变速度
。高温拉伸悠久强度极限：试样在恒定温度和恒定拉伸载荷作用下，达到划定的持续功夫而不休裂的最大应力，以暗示，单元MPa，式中τ为持续功夫，t为温度，σ为应力
。金属缺口敏感性系数：以Kτ暗示在持续功夫一样（高温拉伸悠久试验）时，出缺口的试样与无缺口的光滑试样的应力之比：式中τ为试验持续功夫，为缺口试样的应力，为光滑试样的应力


；蛘哂茫喊凳，即在一样的应力σ作用下，缺口试样持续功夫与光滑试样持续功夫之比

？谷刃裕涸诟呶孪伦柿隙曰翟睾傻目沽
。

2.化学机能

金属与其他物质引起化学反映的个性称为金属的化学机能
。在现实利用中重要思考金属的抗蚀性、抗氧化性（又称作氧化抗力，这是出格指金属在高温时对氧化作用的抵抗能力或者说不变性），以及分歧金属之间、金属与非金属之间形成的化合物对机械机能的影响等等
。在金属的化学机能中，出格是抗蚀性对金属的侵蚀委顿危险有着沉大的意思
。

3.物理机能

金属的物理机能重要思考：

（1）密度（比沉）：ρ=P/V单元克/立方厘米或吨/立方米，式中P为沉量，V为体积
。在现实利用中，除了凭据密度推算金属零件的沉量表，很沉要的一点是思考金属的比强度（强度σb与密度ρ之比）来援手选材，以及与无损检测有关的声学检测中的声阻抗（密度ρ与声速C的乘积）和射线检测中密度分歧的物质对射线能量有分歧的吸收能力等等
。

（2）熔点：金属由固态转造成液态时的温度，对金属资料的熔炼、热加工有直接影响，并与资料的高温机能有很大关系
。

（3）热膨胀性
。随着温度变动，资料的体积也产生变动（膨胀或收缩）的景象称为热膨胀，多用线膨胀系数衡量，亦即温度变动1℃时，资料长度的增减量与其0℃时的长度之比
。热膨胀性与资料的比扰仔关
。在现实利用中还要思考比容（资料受温度等表界影响时，单元沉量的资料其容积的增减，即容积与质量之比），出格是对于在高温环境下工作，或者在冷、热交替环境中工作的金属零件，必须思考其膨胀机能的影响
。

（4）磁性
。能吸引铁磁性物体的性质即为磁性，它反映在导磁率、磁滞损耗、渣滓磁感应强度、矫顽磁力等参数上，从而能够把金属资料分成顺磁与逆磁、软磁与硬磁资料
。

（5）电学机能
。重要思考其电导率，在电磁无损检测中对其电阻率和涡流损耗等都有影响
。

4.工艺机能

金属对各类加工工艺步骤所阐发出来的适应性称为工艺机能，重要有以下四个方面：

（1）切削加工机能：反映用切削工具（例如车削、铣削、刨削、磨削等）对金属资料进行切削加工的难易水平
。

（2）可锻性：反映金属资料在压力加工过程中成型的难易水平，例如将资料加热到肯定温度时其塑性的凹凸（阐发为塑性变形抗力的大
。，允许热压力加工的温度领域大幼，热胀冷缩个性以及与显微组织、机械机能有关的临界变形的界限、热变形时金属的流动性、导热机能等
。

（3）可铸性：反映金属资料溶解浇铸成为铸件的难易水平，阐发为溶解状态时的流动性、吸气性、氧化性、熔点，铸件显微组织的均匀性、致密性，以及冷缩率等
。

（4）可焊性：反映金属资料在部门急剧加热，使结合部位迅速溶解或半溶解（需加压），从而使结合部位牢固地结合在一路而成为整体的难易水平，阐发为熔点、溶解时的吸气性、氧化性、导热性、热胀冷缩个性、塑性以及与接缝部位和左近用材显微组织的有关性、对机械机能的影响等
。

金属资料、金属制品格业发展远景

金属制品格业蕴含结构性金属制品造作、金属工具造作、集装箱及金属包装容器造作、集装箱、不锈钢及类似日用金属制品造作，船舶及海洋工程造作等
。随着社会的进取和科技的发展，金属制品在工业、农业以及人们的生涯各个领域的使用越来越宽泛，也给社会创造越来越大的价值
。

金属制品格业在发展过程中也遇到一些难题，例如技术单一，技术水平偏低，不足先进的设备，人才欠缺等，造约了金属制品格业的发展
。为此，能够采取提高企业技术水平，引进先进技术设备，造就合用人才等提高中国金属制品业的发展
。

（文章起源于：热处置生态圈）