金屬材料組織和性能之間的關(guān)系

那維克然·塞力木

摘要：在機(jī)械熱處理工藝中，金屬的組織與性能是一個(gè)非常重要的問題，國內(nèi)有大量的文獻(xiàn)，由此可以看到，在機(jī)械行業(yè)中，金屬的構(gòu)造與特性是非常重要的。金屬材料與熱處理的基本內(nèi)容是通過對(duì)金屬材料的組成以及性能等因素進(jìn)行研究，找出其內(nèi)在的物理規(guī)律，從而為我國的機(jī)械加工及熱處理事業(yè)作出一定的貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：金屬材料;組織性能;機(jī)械熱處理

前言：金屬材料主要包括是金、銀、銅、鐵、鋁、鎳、合金等常。其中，黑色金屬是一種鋼鐵制品，在工業(yè)上應(yīng)用較廣;有色金屬的使用量較小，不易處理，常被作為特殊部件使用。由于金屬材料的種類繁多，其特性各異，因此，要使其得到科學(xué)的處理，首先要了解其結(jié)構(gòu)與其自身性能之間的關(guān)系。

1.金屬材料組織與使用性能之間的關(guān)系

1.1與力學(xué)性能之間的關(guān)系

金屬常用有色金屬用量小，加工困難，可作為特種產(chǎn)品。因?yàn)榻饘俨牧戏N類繁多，其特性力的金屬物質(zhì)的顯露。萊氏體的滲碳體。鐵素體硬度;珠光體是由鐵素體和滲碳體構(gòu)成的，而萊氏體則是奧氏體和滲碳體，具有較低的硬度和較低的塑性?？梢?，不同木材的組織，會(huì)有很大的差。一般，非上的工藝是采用冷拉制或熱處理。力學(xué)性質(zhì)是指金屬材料在受到外力的影響時(shí)所呈現(xiàn)的特征。例如：鐵碳體、鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠光體、萊氏體。鐵素體硬度高，硬度高，硬度高，而珠光體是由鐵素體和滲碳體組成，具有介于二者之間的力學(xué)性質(zhì);而萊氏體是硬度高，塑性低的滲碳體。可見，不同材料的組織，其性能差異很大，碳含量越低，其強(qiáng)度和硬度就越低，而其塑性和延展性就會(huì)相反。增加碳元素，可以改善鋼的強(qiáng)度、硬度，但也會(huì)使鋼的塑性、韌性下降?？偟膩碚f，無論是采用上述的方法，還是采用冷拉、熱處理，都能改變材料的特性。

1.2與物理性能之間的關(guān)系

金屬常用有色金屬用量小，加工困難，可作為特種產(chǎn)品。因?yàn)榻饘俨牧戏N類繁多，其特性也有差異。力的金屬物質(zhì)的顯露。萊氏體的滲碳體。鐵素體硬度;珠光體是由鐵素體和滲碳體構(gòu)成的，而萊氏體則是奧氏體和滲碳體，具有較低的硬度和較低的塑性?？梢?，不同木材的組織，會(huì)有很大的差別，碳的含量，強(qiáng)度，硬度，都會(huì)下降。一般，非上的工藝是采用冷拉制或熱處理。總體來說，不是采用冷拉法或熱處理法。不同的金屬具有各自的用途，在不同的環(huán)境中，其物理性能也不盡相同，比如在1538℃下，鋼可以由固體轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w。熱導(dǎo)率是一種非常重要的物理性能，金屬材料的導(dǎo)熱性要比非金屬要高，而在實(shí)際應(yīng)用中，我們通常會(huì)選用成本更高的銅、鋁。如果是金屬的話，其散熱效果就會(huì)更好，比如冰箱的冷卻，就是用這種材料制造的。金屬的溫度和強(qiáng)度都是很高的，但大家都知道，金屬的膨脹和收縮是很關(guān)鍵的，因?yàn)樗鼈兊捏w積和溫度都在不斷的升高。以鐵-碳合金為例，在添加鎳后，通過固溶，得到一種單相結(jié)構(gòu)，從而使其具有良好的耐熱性。

1.3與化學(xué)性能之間的關(guān)系

金屬材料的化學(xué)性能是指其在化學(xué)作用下所表現(xiàn)出的性能，在選擇金屬材料時(shí)，應(yīng)充分考慮其抗腐蝕、抗氧化等性能。銹蝕，指的是腐蝕，為了避免它的氧化，一般會(huì)加入適量的鉻、鉛等元素。提高基體電極的電位，可以使合金在室溫下維持單一的結(jié)構(gòu)。

2金屬材料組織與工藝性能之間的關(guān)系

2.1與鑄造性能之間的關(guān)系

金屬鑄造就是將金屬澆注、冷卻、固化，得到需要形狀的鑄件。金屬材料的組織均勻?qū)﹁T件的影響作用金屬鑄造是把熔融的金屬注射到模具中，冷卻并凝固，從而得到理想的鑄件。通常，組織的均勻性對(duì)鑄件的性能有很大的影響。如果內(nèi)部組織不均勻，將會(huì)導(dǎo)致鑄件的性能差異，不僅會(huì)降低鑄件的質(zhì)量，還會(huì)給生產(chǎn)帶來危險(xiǎn)。

2.2與鍛壓性能之間的關(guān)系

鍛壓是通過對(duì)原材料施加外力以改善其結(jié)構(gòu)，從而提高其力學(xué)性能的一種方法。金屬材料的鍛燒性能是衡量其工藝水平的主要標(biāo)準(zhǔn)，常用的指標(biāo)有塑性比、形變抗性等。研究發(fā)現(xiàn)，該固溶體鍛燒性能好，晶粒結(jié)構(gòu)均勻，但碳化物的鍛燒性能差。因此，在鍛壓工藝中，純金屬比合金具有更好的鍛壓性能，低碳含量的鐵碳合金具有更好的鍛壓效果。

2.3與焊接性能之間的關(guān)系

金屬材料的焊接性能是指在特定的情況下，被焊的金屬是否能夠獲得優(yōu)質(zhì)的焊縫。對(duì)于碳素鋼，由于其具有良好的焊接性能，而高碳鋼的焊接性能則相對(duì)較差。不同組織的鐵碳合金的焊接性因含碳量的差異而有差異：奧氏體碳數(shù)較少，焊接性較好;熱影響區(qū)的鐵素體晶粒易于過熱、粗化;馬氏體焊后淬硬大，易出現(xiàn)冷裂;珠光體的可焊性較差。

2.4與切削加工性能之間的關(guān)系

切削加工性能是指加工金屬材料時(shí)所遇到的困難。從表面上看，切削性能取決于材料的硬度，但在實(shí)際使用中，其切削加工性能與其金相組織狀態(tài)有很大的關(guān)系。硬度高，難以加工，但表面光滑，硬度低，容易粘連，打磨不良，其實(shí)是因?yàn)殇撹F的結(jié)構(gòu)。在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)其進(jìn)行熱處理，使其力學(xué)性能得到改善，如采用正、冷拉工藝，可使其硬度得到提高;金屬材料的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系在實(shí)踐中的應(yīng)用。由以上研究可知，組織形態(tài)對(duì)力學(xué)及加工性能有很大的影響。采用合適的加工方法，可以提高產(chǎn)品的各種性能，充分發(fā)揮其潛力，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量。冷加工是指利用冷塑性變形促進(jìn)組織纖維化、晶格畸變，提高組織的強(qiáng)度和硬度。在實(shí)際生產(chǎn)中，大多數(shù)銅件的成型工藝均為冷塑性成型。熱處理工藝主要有：正火，退火，回火，淬火，化學(xué)熱處理等。例如采用正火工藝可以使合金的晶粒細(xì)化，提高其強(qiáng)度和硬度。采用退火處理后，材料的組織更加均勻，擴(kuò)散退火，使其組織更加均勻;而化學(xué)熱處理，是指在金屬表面注入一種化學(xué)物質(zhì)，使其發(fā)生化學(xué)改變，從而提高其物理性能。

結(jié)束語

綜上所述，金屬材料是人類生產(chǎn)與生活中比不可少的物質(zhì)之一，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。金屬材料主要有：黑色金屬、有色金屬、特種金屬等。金屬的組織是影響其性能的關(guān)鍵因素，通過對(duì)金屬材料內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)可以對(duì)其所具備的各項(xiàng)性能進(jìn)行有效的控制。由于材料的晶粒大小、結(jié)構(gòu)、同質(zhì)異構(gòu)等原因，在一定程度上影響了其機(jī)械性能，因此需要對(duì)金屬材料組織與其性能之間的關(guān)系進(jìn)行深入研究。

參考文獻(xiàn)

[1]李德恒.淺談金屬材料的組織與性能的關(guān)系[J].中國科技財(cái)富，2010（24）.