金屬材料的應(yīng)用與發(fā)展趨勢探究

（蘭州交通大學(xué)，甘肅 蘭州 730070）

金屬材料作為日常生產(chǎn)生活中極為常見的一種材料，廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，從生活用品、大型機械到各類基礎(chǔ)公共設(shè)施都離不開金屬材料的應(yīng)用。而由于人類已經(jīng)掌握了較為成熟的金屬材料加工技術(shù)，金屬材料的應(yīng)用也變得十分廣泛。從工業(yè)角度出發(fā)，這種發(fā)展趨勢對于金屬材料在當(dāng)代工業(yè)空間的應(yīng)用極為有利[1-3]。

通過對金屬材料應(yīng)用于工業(yè)空間的歷程作以回顧，并對金屬材料進(jìn)行分類，來從當(dāng)代工業(yè)發(fā)展角度對金屬材料應(yīng)用于工業(yè)當(dāng)中的意義進(jìn)行分析[4]。

1 金屬材料的概況

1.1 我國金屬材料的使用歷程

金屬材料作為大自然在幾千年的歷史演變中賜予人類的瑰寶，人類對其使用的日漸全面、各類金屬材質(zhì)鑄造的工藝品造型日臻完美的體現(xiàn)著人類文明及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。據(jù)現(xiàn)今史料分析，人類很早就開始使用金屬材料進(jìn)行工業(yè)加工[5]。我國在先秦時期的青銅鑄造水平就已達(dá)到了很高的高度，各個設(shè)計應(yīng)用等方面都已領(lǐng)先世界。在此后的漫長歷史進(jìn)程中，我國的金屬材料鑄造工藝也一直處于世界先進(jìn)行列。

1.2 金屬材料產(chǎn)品分類

金屬材料產(chǎn)品按用途劃分可分為兩類。

第一類是黑色金屬，黑色金屬又可分為鐵基合金和鉻、鎢、錳等合金。金屬材料作為工業(yè)中比較常用的一種材料，受到很多工業(yè)生產(chǎn)的歡迎。其中鐵元素材料因可以在空氣中發(fā)生氧化反應(yīng)而會給材料表面產(chǎn)生出一種氧化銹，不能很好的運用到工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，未能體現(xiàn)出很好的應(yīng)用效果。此外，現(xiàn)如今新型合金材料的廣泛應(yīng)用使金屬材料的特性可以根據(jù)人的意愿進(jìn)行改變，更加豐富了工業(yè)生產(chǎn)方式，所以合金材質(zhì)的工業(yè)品在當(dāng)代空間工業(yè)中使用的比較廣泛。金屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)品是指在建筑結(jié)構(gòu)，如窗、門、梁等上面，通過工業(yè)產(chǎn)業(yè)加工及工業(yè)裝飾的粘貼等方式，豐富建筑結(jié)構(gòu)的層次，在實用價值的基礎(chǔ)上豐富這些結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟價值[6]。

第二類是含有金屬元素的有色金屬實用性工業(yè)品，有色金屬有可分鋁、銅、鎂等包括其合金。尤以青銅和鋼鐵材質(zhì)在工業(yè)生產(chǎn)中的運用備受青睞。青銅材料具有強度好、鑄造水平高、造型表現(xiàn)力強等優(yōu)點，可以更為全面、細(xì)致、運用到工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，操作人員運用更為簡潔。這類工業(yè)產(chǎn)品的實用價值遠(yuǎn)大于其裝飾價值，比較具有代表性的如居家生活用的碗、盤子、勺子等廚具，這類工業(yè)品的工業(yè)價值都是建立在實用性的基礎(chǔ)上的，其中選用金屬材料作為制作原料主要是因為其特殊的工業(yè)表現(xiàn)力可以滿足不同的生產(chǎn)要求。

2 金屬材料在當(dāng)代工業(yè)中的應(yīng)用

2.1 金屬材料的現(xiàn)代制作工藝

金屬材料在現(xiàn)代工業(yè)中的廣泛應(yīng)用離不開逐漸發(fā)展進(jìn)步，以及日趨成熟的金屬加工方法和工業(yè)優(yōu)化技術(shù)。在過去原有的鑄造、煅造、焊接等手法的基礎(chǔ)上，又增加了一些新型加工手段，如鉆孔，切割，拋光等。同時一些科技前沿的電子計算機技術(shù)的應(yīng)用更使金屬材料的加工、切割、拋光等方面上了一個新的臺階，如電鍍拋光就以一種不破壞原有立體結(jié)構(gòu)的方式在金屬表面進(jìn)行切割以達(dá)到在平面層面上減少在工業(yè)機械中的摩擦感。

此外，現(xiàn)階段的工業(yè)機械運用中，金屬材料已經(jīng)不只局限于單一的材料設(shè)備，通過對聲光電等相關(guān)技術(shù)的結(jié)合，操作人員可以從多角度將金屬材料運用到工業(yè)生產(chǎn)中，同時也有助于提高產(chǎn)品的生產(chǎn)量、質(zhì)量，更高的帶動工業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展。

2.2 金屬材料的特點

由于金屬材料加工方法的革新及制作工藝的不斷改進(jìn)，其能夠運用到的范圍也更加廣泛。簡要概括起來有如下幾個方面，首先，金屬材料具有塑性，塑性是金屬材料的主要特點之一，在荷載外力的情況下，會產(chǎn)生永久變形而不被破壞的能力，并且，金屬材料在受到拉伸時，長度與橫截面積都要發(fā)生變化，因此，金屬材料的可塑性可以用長度的伸長和斷面的收縮兩個指標(biāo)來衡量。耐久性，金屬材料的耐久性是根據(jù)材料的耐腐蝕性得出，金屬材料表面的腐蝕斷面均勻變薄，因此，腐蝕的標(biāo)準(zhǔn)以常年平均的厚度減弱程度來衡量。在腐蝕介質(zhì)較高的拉應(yīng)力共同作用下，金屬材料表面產(chǎn)生腐蝕并向內(nèi)擴展成微裂紋，常導(dǎo)致突然斷裂。另外由于金屬材料強度好，合金材料不易被腐蝕，產(chǎn)品適宜長期保存，能夠長期地對這一工業(yè)理念進(jìn)行符號表達(dá)。

2.3 電鍍金屬材料的表現(xiàn)形式

隨著人類文明的不斷進(jìn)步，人的視野廣度、思想深度都有了極大的進(jìn)步，更多的新思潮、新觀念的涌入決定了工業(yè)產(chǎn)品單一具象化的內(nèi)涵已經(jīng)無法滿足人類的審美需要。當(dāng)下比較主流的金屬材料工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)為主，即設(shè)操作人員進(jìn)行加工生產(chǎn)時，也包含了多種工業(yè)內(nèi)涵，這種工業(yè)生產(chǎn)風(fēng)格符合當(dāng)今社會思想多元化、需求多元化、理念多元化的特點，因而受到更多當(dāng)代人的歡迎。此外，在當(dāng)前的工業(yè)領(lǐng)域，還有一種比較超前的意向化工業(yè)風(fēng)格也逐漸有現(xiàn)代經(jīng)濟快速發(fā)展的趨勢，這種工業(yè)風(fēng)格能夠使工業(yè)內(nèi)涵脫離實際，一般的操作人員不易掌握這種工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，因而對這種風(fēng)格的未來仍需要持觀望態(tài)度。

3 結(jié)語

隨著當(dāng)前科技水平的不斷發(fā)展，金屬材料能夠?qū)崿F(xiàn)更多方面的功能。而在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，由于其可塑性與抗腐蝕性較強，且應(yīng)用范圍較為廣泛，所以更多獲得更多工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)的青睞，選擇金屬材料來表提高經(jīng)濟效益。金屬材料應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，為工業(yè)生產(chǎn)來了廣闊的發(fā)展前景，為經(jīng)濟發(fā)展提供了更好的條件。

[1]張永濤,劉漢源,王昌,等.生物醫(yī)用金屬材料的研究應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].熱加工工藝,2017(4):21-26.

[2]曹飛,王同敏.同步輻射成像技術(shù)在金屬材料研究中的應(yīng)用[J].中國材料進(jìn)展,2017,36(3):161-167.

[3]李敏,王祖成,王逸瑋,等.建筑表皮中金屬材料的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J].新型建筑材料,2017,44(6):138-142.

[4]曹鳳,張文彥,張思思,等.多孔金屬材料的化學(xué)制備方法及性能研究進(jìn)展[J].材料導(dǎo)報,2017,31(21):139-145.

[5]王一晴,郭俊梅,管偉明,等.鎳鉑合金濺射靶材在半導(dǎo)體制造中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J].貴金屬,2016,37(3):87-92.

[6]劉大博,祁洪飛,戴松喦,等.材料的納米可控制備技術(shù)在貴金屬新材料開發(fā)中的應(yīng)用[J].貴金屬,2016(b11):127-133.