A. 世界上最輕的合金材料是什麼
目前世界上最輕的金屬材料是微格金屬,據說這種金屬材料輕到可以像鳥類的羽毛一樣在空中慢慢地飄盪。在很長的一段時間里,'鈦合金」都被認為是目前世界上最輕同時也最結實的金屬材料,因此得到廣泛的應用和重視。
不過隨著科學技術的發展,在不久前波音公司通過一段短視頻,向全世界展示了一種名為microlattice(微格金屬)的金屬材料,同時還聲稱microlattice(微格金屬)是目前世界上最輕也最堅硬的金屬材料。
相關如下
一、microlattice(微格金屬)的特點。
二、microlattice(微格金屬)的意義。
總而言之,雖然目前微格金屬僅僅應用在航空航天方面,但是它的潛力是巨大的,如果未來被應用在生活中,將會為這個世界帶來翻天覆地的變化。
B. 什麼是輕型合金
輕型合金主要指鈦合金、鎂合金和鋁合金,其中,鈦、鎂合金當前的應用規模較小,受益航空工業和汽車工業的快速發展,將成為「十二五」期間最有潛力的合金材料。
C. 金屬材質有哪些
問題一:金屬材料包括有哪些 金屬材料是指金屬元素或以金屬元素為主構成的具有金屬特性的材料的統稱。包括純金屬、合金、金屬材料金屬間化合物和特種金屬材料等。 (註:金屬氧化物(如氧化鋁)不屬於金屬材料)
金屬材料通常分為黑色金屬、有色金屬和特種金屬材料。①黑色金屬又稱鋼鐵材料,包括含鐵90%以上的工業純鐵,含碳 2%~4%的鑄鐵,含碳小於 2%的碳鋼,以及各種用途的結構鋼、不銹鋼、耐熱鋼、高溫合金 不銹鋼、精密合金等。廣義的黑色金屬還包括鉻、錳及其合金。②有色金屬是指除鐵、鉻、錳以外的所有金屬及其合金,通常分為輕金屬、重金屬、貴金屬、半金屬、稀有金屬和稀土金屬等。有色合金的強度和硬度一般比純金屬高,並且電阻大、電阻溫度系數小。③特種金屬材料包括不同用途的結構金屬材料和功能金屬材料。其中有通過快速冷凝工藝獲得的非晶態金屬材料,以及准晶、微晶、納米晶金屬材料等;還有隱身、抗氫、超導、形狀記憶、耐磨、減振阻尼等特殊功能合金,以及金屬基復合材料等。
問題二:金屬材料包括什麼和什麼 通常金屬材料分為黑色金屬和有色金屬兩大類。
1黑色金屬
以鐵、錳、鉻或以它們為主而形成的具有金屬特性的物質,稱為黑色金屬。如碳素鋼、合金鋼、鑄鐵等。
2有色金屬
除黑色金屬以外的其它金屬材料,稱為有色金屬,如銅、鋁、鎂以及它們的合金等。
問題三:金屬材料包括哪些 金屬材料是指金屬元素或以金屬元素為主構成的具有金屬特性的材料的統稱。包括純金屬、合金、金屬材料金屬間化合物和特種金屬材料等。 (註:金屬氧化物(如氧化鋁)不屬於金屬材料)
詳見網路:ke./subview/403617/15379195
問題四:鋼材都有哪些材質 鋼 材 分 類
線 材:普線 高線 螺紋鋼
型 材:工字鋼 槽鋼 角鋼 方鋼 重軌 高工鋼 H型鋼 圓鋼 不等邊角鋼 扁鋼 輕軌 齒輪鋼 六角鋼 耐熱鋼棒 合結圓鋼 合工圓鋼 方管 碳工鋼 軸承鋼 碳結圓鋼 不銹圓鋼 軸承圓鋼 矩型管 彈簧鋼
板 材:中厚板 容器板 中板 碳結板 鍋爐板 低合金板 花紋板 冷板 熱板 冷卷板 熱卷板 鍍鋅板 電鍍鋅板 電鍍鋅卷 錳板 不銹鋼板 硅鋼片 彩塗板 彩鋼瓦楞鐵 鍍鋅卷板 熱軋帶鋼
管 材:焊管 不銹鋼管 熱鍍鋅管 冷鍍鋅管 無縫管 螺旋管 熱軋無縫
一、黑色金屬、鋼和有色金屬
在介紹鋼的分類之前先簡單介紹一下黑色金屬、鋼與有色金屬的基本概念。
1、黑色金屬是指鐵和鐵的合金。如鋼、生鐵合金、鑄鐵等。鋼和生鐵都是以鐵為基礎,以碳為主要添加元素的合金,統稱為鐵碳合金。生鐵是指把鐵礦石放到高爐中冶煉而成的產品,主要用來煉鋼和製造鑄件。把鑄造生鐵放在熔鐵爐中熔煉,即得到鑄鐵(液狀),把液狀鑄鐵澆鑄成鑄件,這種鑄鐵叫鑄鐵件。
鐵合金是由鐵與硅、錳、鉻、鈦等元素組成的合金,鐵合金是煉鋼的原料之一,在煉鋼時做鋼的脫氧劑和合金元素添加劑用。
2、把煉鋼用生鐵放到煉鋼爐內按一定工藝熔煉,即得到鋼。鋼的產品有鋼錠、連鑄坯和直接鑄成各種鋼鑄件等。通常所講的鋼,一般是指軋製成各種鋼材的鋼。鋼屬於黑色金屬但鋼不完全等於黑色金屬。
3、有色金屬又稱非鐵金屬,指除黑色金屬外的金屬和合金,如銅、錫、鉛、鋅、鋁以及黃銅、青銅、鋁合金和軸承合金等。另外在工業上還採用鉻、鎳、錳、鉬、鈷、釩、鎢、鈦等,這些金屬主要用作合金附加物,以改善金屬的性能,其中鎢、鈦、鉬等多用以生產刀具用的硬質合金。以上這些有色金屬都稱為工業用金屬,此外還有貴重金屬:鉑、金、銀等和稀有金屬,包括放射性的鈾、鐳等。
二、鋼的分類
鋼是含碳量在0.04%-2.3%之間的鐵碳合金。為了保證其韌性和塑性,含碳量一般不超過1.7%。鋼的主要元素除鐵、碳外,還有硅、錳、硫、磷等。鋼的分類方法多種多樣,其主要方法有如下七種:
1、按品質分類
(1) 普通鋼(P≤0.045%,S≤0.050%)
(2) 優質鋼(P、S均≤0.035%)
(3) 高級優質鋼(P≤0.035%,S≤0.030%)
2.、按化學成份分類
(1) 碳素鋼:a.低碳鋼(C≤0.25%);b.中碳鋼(C≤0.25~0.60%);c.高碳鋼(C≤0.60%)。
(2)合金鋼:a.低合金鋼(合金元素總含量≤5%)b.中合金鋼(合金元素總含量>5~10%)c.高合金鋼(合金元素總含量>10%)。
3、按成形方法分類:(1) 鍛鋼;(2) 鑄鋼;(3) 熱軋鋼;(4) 冷拉鋼。
4、按金相組織分類
(1) 退火狀態的a.亞共析鋼(鐵素體+珠光體)b.共析鋼(珠光體)c.過共析鋼(珠光體+滲碳體)d.萊氏體鋼(珠光體+滲體)。
(2) 正火狀態的:a.珠光體鋼;b.貝氏體鋼;c.馬氏體鋼;d.奧氏體鋼。
(3) 無相變或部分發生相變的
5、按用途分類
(1) 建築及工程用鋼:a.普通碳素結構鋼;b.低合金結構鋼;c.鋼筋鋼。
(2) 結構鋼a.機械製造用鋼:(a)調質結構鋼;(b)表面硬化結構鋼:包括滲碳鋼、氨鋼、表面淬火用鋼;(c)易切結構鋼;(d)冷塑性成形用鋼:包括冷沖壓用鋼、冷鐓用鋼。 b.彈簧鋼 c.軸承鋼
(3) 工具鋼:a.......>>
問題五:金屬類專業有哪些? 金屬類專業有:
金屬材料工程:金屬材料工程專業是材料科學與工程領域的基礎學科,按教育部最新專業目錄,金屬材料覆蓋了冶金、有色金屬、復合材料、粉末冶金、材料熱處理、材料腐蝕與防護及表面等方向。
冶金工程:冶金工程是研究從礦石等資源中提取金屬及其化合物、並製成具有良好加工和使用性能材料的工程技術領域。
焊接技術與工程:焊接技術與工程專業是一門集材料學、工程力學、自動控制技術的交叉性學科,教學以培養多學訂知識的綜合運用為基礎,進行工程師的基本訓練。
金屬礦物加工工程:是研究礦物分離的一門應用技術學科。 其學科目的是將有用礦物和脈石(無用)礦物分離。例如:將鐵、銅、鉛、鋅礦石中含有石英等脈石礦物,通過重選、磁選和浮選等方法,將品位較低的原礦富集為人造富礦,為進行下一步的冶煉工作(冶煉過程屬於冶金工程專業)工作做准備。
機械工程是一門涉及利用物理定律為機械繫統作分析、設計、製造及維修的工程學科。機械工程是以有關的自然科學和技術科學為理論基礎,結合生產實踐中的技術經驗,研究和解決在開發、設計、製造、安裝、運用和維修各種機械中的全部理論和實際問題的應用學科。機械工程是工學研究生教育一級學科,工程研究生教育一個領域。
問題六:生活中常見的金屬材料有哪些 1、鑄鐵――流動性
下水道蓋子作為我們日常生活環境中不起眼的一部分,很少會有人留意它們。鑄鐵之所以會有如此大量而廣泛的用途,主要是因為其出色的流動性,以及它易於澆注成各種復雜形態的特點。鑄鐵實際上是由多種元素組合的混合物的名稱,它們包括碳、硅和鐵。其中碳的含量越高,在澆注過程中其流動特性就越好。碳在這里以石墨和碳化鐵兩種形式出現。
材料特性:優秀的流動性、低成本、良好的耐磨性、低凝固收縮率、很脆、高壓縮強度、良好的機械加工性。
典型用途:鑄鐵已經具有幾百年的應用歷史,涉及建築、橋梁、工程部件、家居、以及廚房用具等領域。
2、不銹鋼――不生銹的革命
不銹鋼是在鋼里融入鉻、鎳以及其他一些金屬元素而製成的合金。其不生銹的特性就是來源於合金中鉻的成分,鉻在合金的表面形成了一層堅牢的、具有自我修復能力的氧化鉻薄膜,這層薄膜是我們肉眼所看不見的。我們通常所提及的不銹鋼和鎳的比例一般是18:10。
材料特性:衛生保健、防腐蝕、可進行精細表面處理、剛性高、可通過各種加工工藝成型、較難進行冷加工。
典型用途: 奧氏體不銹鋼主要應用於家居用品、工業管道以及建築結構中;馬氏體不銹鋼主要用於製作刀具和渦輪刀片;鐵素體不銹鋼具有防腐蝕性,主要應用在耐久使用的洗衣機以及鍋爐零部件中;復合式不銹鋼具有更強的防腐蝕性能,所以經常應用於侵蝕性環境。
3、鋅――一生中的730磅
鋅,閃著銀光又略帶藍灰色,它是繼鋁和銅之後第三種應用最廣泛的有色金屬。美國礦產局的一項統計顯示――一個普通人在其一生要消耗總共要消耗掉331千克的鋅。鋅的熔點很低,所以它也是一種非常理想的澆注材料。鋅質鑄件在我們日常生活中十分常見:門把手錶層表層下面的材料、水龍頭、電子元件等,鋅具有極高的防腐蝕性,這一特性使它具備了另外最基本的一項功能,即作為鋼的表面鍍層材料。金屬加工微信,內容不錯,值得關注。除去以上這些功能之外,鋅還是與銅一起合成黃銅的合金材料。其抗腐蝕性並不僅僅應用於鋼表面鍍層――它也有助於增強我們人類的免疫系統。
材料特性:衛生保健、防腐蝕、優良的可鑄性、出色的防腐蝕性、高強度、高硬度、原材料廉價、低熔點、抗蠕變、易與其他金屬形成合金、具有保健性、常溫下易碎、100攝氏度左右具有延展性。
典型用途: 電子產品元件。鋅是形成青銅的合金材料之一。鋅也有著清潔衛生以及抗腐蝕的特性。另外,鋅也被應用在屋頂材料,照片雕刻盤、行動電話天線以及照相機中的快門裝置。
4、現在材料――鋁(AL)
相對於已經有9000年使用歷史的黃金而言,鋁,這種略帶藍光的白色金屬,實在只能算是金屬材料中的嬰兒。鋁於18世紀初問世並被命名。與其他金屬元素不同,鋁並不是以直接的金屬元素的形式存在於自然界中,而是從含50%氧化鋁(亦稱礬土)的鋁土礦中提煉出來的。以這種形態存在於礦物中的鋁也是我們地球上出量最豐富的金屬元素之一。
當鋁這種金屬最早出現的時候,它並沒有被立刻應用到人們的生活當中。後來,針對其獨特功能和特性的一批新產品逐漸問世,這種高科技材料也逐漸擁有越來越寬闊的市場。雖然鋁的應用歷史相對較短,但現在市面上鋁產品的產量已經遠遠超過了其他有色金屬產品的總和。
材料特性:柔韌可塑、易於製成合金、高強度-重量比、出色的防腐蝕性、易導電導熱、可回收。
典型用途: 交通工具骨架、飛行器零部件、廚房用具、包裝以及傢具。鋁也經常被用以加固一些大型建築結構,比如倫敦皮卡迪利廣場上的愛神鵰像,以及紐約克萊斯勒汽車大廈的頂部等,都曾用鋁質加固材料。
5、鎂合金――超薄美學設計
鎂是極重要的有色金屬,它比鋁輕,能夠......>>
問題七:耐磨金屬材料有哪些 耐磨金屬材料有以下幾個類別:
1、碳化鉻耐磨金屬材料,例如:北京耐默科技公司生產的碳化鉻耐磨鋼板。
2、高錳鋼耐磨材料,例如:knmn19cr2.
3、碳化鎢金屬耐磨材料,例如:jp8000噴塗碳化鎢塗層。
問題八:一般金屬材料化學成分有哪些 具體情況具體分析,如果單種金屬元素組成的金屬,主要化學成分就是該種金屬元素,如銅絲主要化學成分就是金屬元素銅;如果是合金,就是合成該種合金的兩種或多種元素,如合金鋼中的硅鋼,主要化學元素就是鐵和硅;此外還含其他雜質,常見的如碳、硫等,如碳素鋼主要化學成分為鐵,除鐵外還含碳。
問題九:金屬材料的特點有哪些 金屬材料是指金屬元素或以金屬元素為主構成的具有金屬特性的材料的統稱。包括純金屬、合金、金屬材料金屬間化合物和特種金屬材料等。
許多機械零件和工程構件,是承受交變載荷工作的。在交變載荷的作用下,雖然應力水平低於材料的屈服極限,但經過長時間的應力反復循環作用以後,也會發生突然脆性斷裂,這種現
機械零件
象叫做金屬材料的疲勞。
金屬材料疲勞斷裂的特點是:
⑴載荷應力是交變的;
⑵載荷的作用時間較長;
⑶斷裂是瞬時發生的;
⑷無論是塑性材料還是脆性材料,在疲勞斷裂區都是脆性的。
所以,疲勞斷裂是工程上最常見、最危險的斷裂形式。
金屬材料的疲勞現象,按條件不同可分為下列幾種:
⑴高周疲勞:指在低應力(工作應力低於材料的屈服極限,甚至低於彈性極限)條件下,應力循環周數在100000以上的疲勞。它是最常見的一種疲勞破壞。高周疲勞一般簡稱為疲勞。
⑵低周疲勞:指在高應力(工作應力接近材料的屈服極限)或高應變條件下,應力循環周數在10000~100000以下的疲勞。由於交變的塑性應變在這種疲勞破壞中起主要作用,因而,也稱為塑性疲勞或應變疲勞。
⑶熱疲勞:指由於溫度變化所產生的熱應力的反復作用,所造成的疲勞破壞。
⑷腐蝕疲勞:指機器部件在交變載荷和腐蝕介質(如酸、鹼、海水、活性氣體等)的共同作用下,所產生的疲勞破壞。
⑸接觸疲勞:這是指機器零件的接觸表面,在接觸應力的反復作用下,出現麻點剝落或表面壓碎剝落,從而造成機件失效破壞。
塑性
塑性是指金屬材料在載荷外力的作用下,產生永久變形(塑性變形)而不被破
塑性變形
壞的能力。金屬材料在受到拉伸時,長度和橫截面積都要發生變化,因此,金屬的塑性可以用長度的伸長(延伸率)和斷面的收縮(斷面收縮率)兩個指標來衡量。
金屬材料的延伸率和斷面收縮率愈大,表示該材料的塑性愈好,即材料能承受較大的塑性變形而不破壞。一般把延伸率大於百分之五的金屬材料稱為塑性材料(如低碳鋼等),而把延伸率小於百分之五的金屬材料稱為脆性材料(如灰口鑄鐵等)。塑性好的材料,它能在較大的宏觀范圍內產生塑性變形,並在塑性變形的同時使金屬材料因塑性變形而強化,從而提高材料的強度,保證了零件的安全使用。此外,塑性好的材料可以順利地進行某些成型工藝加工,如沖壓、冷彎、冷拔、校直等。因此,選擇金屬材料作機械零件時,必須滿足一定的塑性指標。
耐久性
建築金屬腐蝕的主要形態
①均勻腐蝕。金屬表面的腐蝕使斷面均勻變薄。因此,常用年平均的厚度減損值作為腐蝕性能的指標(腐蝕率)。鋼材在大氣中一般呈均勻腐蝕。
②孔蝕。金屬腐蝕呈點狀並形成深坑。孔蝕的產生與金屬的本性及其所處介質有關。在含有氯鹽的介質中易發生孔蝕。孔蝕常用最大孔深作為評定指標。管道的腐蝕多考慮孔蝕問題。
③電偶腐蝕。不同金屬的接觸處,因所具不同電位而產生的腐蝕。
④縫隙腐蝕。金屬表面在縫隙或其他隱蔽區域部常發生由於不同部位間介質的組分和濃度的差異所引起的局部腐蝕。
⑤應力腐蝕。在腐蝕介質和較高拉應力共同作用下,金屬表面產生腐蝕並向內擴展成微裂紋,常導致突然破斷。混凝土中的高強度鋼筋(鋼絲)可能發生這種破壞。
硬度
硬度表示材料抵抗硬物體壓入其表面的能力。它是金屬材料的重要性能指標之一。一般硬度越高,耐磨性越好。常用的硬度指標有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。
1.布氏硬度(HB)以一定的載荷(一般3000kg)把一定大小(直徑一般為10mm)的淬硬鋼球壓入材料表面,保持一段時間,去載後,負荷與其壓痕面積之比值,即為布氏硬度值(HB),單位為公斤力/mm2 (N/mm2)。
2......>>
問題十:鋁板有哪些型號裡面含有哪些金屬材料 1×××系列鋁板材:代表 1050、1060、1100。在所有系列中1×××系列屬於含鋁量最多的一個系列。純度可以達到99.00%以上。
2×××系列鋁板材:代表2A16(LY16)、2A06(LY6)。2×××系列鋁板的特點是硬度較高,其中以銅原屬含量最高,大概在3-5%左右。
3×××系列鋁板是由錳元素為主要成分,含量在1.0-1.5%之間。
4×××系列鋁板材:代表為4A01。 4×××系列的鋁板屬於含硅量較高的系列。
5×××系列鋁板材:代表5052、5005、5083、5A05系列。5×××系列鋁板屬於較常用的合金鋁板系列,主要元素為鎂,含鎂量在3-5%之間。
6×××系列鋁板材:代表6061 。主要含有鎂和硅兩種元素
7×××系列鋁板材:代表7075 。主要含有鋅元素。
8×××系列鋁板材:較為常用的為8011 鋁板材,屬於其他系列。
D. 輕合金是屬於干還是屬於鐵
輕型合金主要指鈦合金、鎂合金和鋁合金,其中,鈦、鎂合金當前的應用規模較小,受益航空工業和汽車工業的快速發展,將成為「十二五」期間最有潛力的合金材料。
鋁合金的發展
鋁合金是一種較年輕的金屬材料,在20世紀初才開始工業應用。第二次世界大戰期間,鋁材主要用於製造軍用飛機。戰後,由於軍事工業對鋁材的需求量驟減,鋁工業界便著手開發民用鋁合金,使其應用范圍由航空工業擴展到建築業、容器包裝業、交通運輸業、電力和電子工業、機械製造業和石油化工等國民經濟各部門,應用到人們的日常生活當中。鋁材的用量之多,范圍之廣,僅次於鋼鐵,成為第二大金屬材料。鋁材應用的迅速發展是世界鋁工業界不斷開發新的鋁合金材料的結果。鋁合金的發展可追溯到1906年時效強化現象在柏林被Alfred Wilm偶然發現,硬鋁Duralumin、隨之研製成功並用於飛機結構件上。在此基礎上隨後開發出的Al-Cu-Mg系合金,如2014和2024,其抗拉強度為350~480MPa',至今仍在使用。第二次世界大戰期間,由於軍用航空材料的需要,抗拉強度超過500MP'的Al-Zn_Mg_Cu.合金發展起來,其中最著名的合金是7075。第二次世界大戰後,-系列新合金(尤其是7000系),如7050、7010、7475和7055等研製成功。這些鋁合金的研製,在不斷提高強度的同時,更加註重改善其抗應力腐蝕性能和斷裂韌性,以提高構件的工作可靠性。高強、高韌是鋁合金發展的主要方向。
鎂合金的發展
鎂合金是實際應用中最輕的金屬結構材料,但與鋁合金相比,鎂合金的研究和發展還很不充分,鎂合金的應用也還很有限。鎂合金的產量只有鋁合金的1%。鎂合金作為結構應用的最大用途是鑄件,其中90%以上是壓鑄件。
限制鎂合金廣泛應用的主要問題是:由於鎂元素極為活潑,鎂合金在熔煉和加工過程中極容易氧化燃燒,因此,鎂合金的生產難度很大;鎂合金的生產技術還不成熟和完善,特別是鎂合金成形技術有待進一步發展;鎂合金的耐蝕性較差;現有工業鎂合金的高溫強度、蠕變性能較低,限制了鎂合金在高溫(150~350℃)場合的應用;鎂合金的常溫力學性能,特別是強度和塑韌性有待進一步提高;鎂合金的合金系列相對很少,變形鎂合金的研究開發嚴重滯後,不能適應不同應用場合的要求。鎂合金可分為鑄造鎂合金和變形鎂合金。鎂合金按合金組元不同主要有Mg-Al-Zn-Mn系(Az)、Mg-Al -Mn系(AM)和Mg-Al-Si-Mn系(As)、Mg-Al-RE系(AE)、Mg-Zn-Zr n(ZK)、Mg-Zn-RE系(zE)等合金。常用鑄造鎂合金的牌號及性能見表4。
我國具有豐富的鎂資源,原鎂產能、產量和出口均居世界首位。在鎂和鎂合金的研究和應用領域,我國與歐美等發達國家之間的差距還相當大'一方面,我國的原鎂質量差,鎂合金錠的質量也不盡如人意,出口缺乏競爭力,作為結構材料應用的鎂在國內的消耗量又很少,只能作為初級原料低價出口,屬典型的資源出口型工業,國內的鎂冶金企業大都處於虧損或面臨倒閉;
E. 什麼材料的金屬最輕最結實
最輕最結實金屬材料當屬鈦合金
鈦是20世紀50年代發展起來的一種重要的結構金屬,鈦合金強度高、耐蝕性好、耐熱性高。20世紀50~60年代,主要是發展航空發動機用的高溫鈦合金和機體用的結構鈦合金。
鈦合金是以鈦元素為基礎加入其他元素組成的合金。鈦有兩種同質異晶體:鈦是同素異構體,熔點為1668℃,在低於882℃時呈密排六方晶格結構,稱為α-鈦;在882℃以上呈體心立方品格結構,稱為β-鈦。
在金屬世界裡,最輕的金屬是鋰,最硬的金屬是鉻,耐高溫的冠軍是鎢,最易熔化的金屬是銫,導電性最強的金屬是銀,最不怕腐蝕的金屬是銥。
最輕最硬的材料有:鋁合金,鈦合金,鈧合金,碳纖維。
由於金屬的電子傾向脫離,因此具有良好的導電性,且金屬元素在化合物中通常帶正價電,但當溫度越高時,因為受到了原子核的熱震盪阻礙,電阻將會變大。金屬分子之間的連結是金屬鍵,因此隨意更換位置都可再重新建立連結,這也是金屬伸展性良好的原因。
(5)高性能輕合金材料包括哪些擴展閱讀
熱強度高
使用溫度比鋁合金高幾網路,在中等溫度下仍能保持所要求的強度,可在450~500℃的溫度下長期工作這兩類鈦合金在150℃~500℃范圍內仍有很高的比強度,而鋁合金在150℃時比強度明顯下降。鈦合金的工作溫度可達500℃,鋁合金則在200℃以下。
性能
鈦是一種新型金屬,鈦的性能與所含碳、氮、氫、氧等雜質含量有關,最純的碘化鈦雜質含量不超過0.1%,但其強度低、塑性高。
99.5%工業純鈦的性能為:密度ρ=4.5g/立方厘米,熔點為1725℃,導熱系數λ=15.24W/(m.K),抗拉強度σb=539MPa,伸長率δ=25%,斷面收縮率ψ=25%,彈性模量E=1.078×105MPa,硬度HB195。
參考資料:搜狗網路-鈦合金
F. 先進金屬結構主要是指哪些材料有什麼特殊性能
屬新材料按功能和應用領域可劃分為高性能金屬結構材料和金屬功能材料。高性能金屬結構材料指與傳統結構材料相比具備更高的耐高溫性、抗腐蝕性、高延展性等特性的新型金屬材料,主要包括鈦、鎂、鋯及其
合金、鉭鈮、硬質材料等,以及高端特殊鋼、鋁新型材等。金屬功能材料指具有輔助實現光、電、磁或其他特殊功能的材料,包括磁性材料、金屬能源材料、催化凈化材料、信息材料、超導材料、功能陶瓷材料等。
在眾多品種中,我們建議重點關注稀土永磁材料。與其他材料相比,稀土具有優異的光、電、磁、催化等
物理特性,在新興領域的應用急速增長,其中永磁材料是稀土應用領域最重要的組成部分,2009年永磁材料占稀土新材料消費總量的57%。在國家新興產業政策的推動下,新能源汽車、風力發電、節能家電等領域將拉動稀土永磁材料釹鐵硼磁體的需求出現爆發式增長。建議重點關注釹鐵硼行業龍頭中科三環、寧波韻升,以及稀土資源類企業包鋼稀土、廈門鎢業等。鋼鐵材料、稀有金屬新材料、高溫合金、高性能合金是屬於金屬類工程結構材料。
①、鋼鐵材料和稀有金屬新材料
鋼鐵材料提高鋼材的質量、性能,延長使用周期,在鋼鐵材料生產中,應用信息技術改造傳統的生產工藝
,提高生產過程的自動化和智能化程度,實現組織細化和精確控制,提高鋼材潔凈度和高均勻度,出現低溫軋制、臨界點溫度軋制、鐵素體軋制等新工藝。
稀有金屬新材料指高強、高韌、高損傷容限鈦合金,以及熱強鈦合金、鋯合金、難熔金屬合金、鉭鎢合金、高精度鈹材等。
②、高溫合金和高性能合金
高溫結構材料主要種類包括:高溫合金、粉末合金、高溫結構金屬間化合物,以及高熔點金屬間化合物等
G. 什麼是輕型材料
1 輕型金屬材料
鋁是輕型合金中的主要成分,它是蘊藏量豐富的金屬。我們常見的輕型合金通常是鋁和銅、鑲、錳、絡、鐵、鎳、鋅等金屬製成的合金。輕型合金物理性質在傢具中顯現出以下優勢:(1)比重很小,使傢具輕巧,搬運方便;(2)強度很高,其硬度和強度都優於木材;(3)高的導熱性使它具備了抗燃和耐熱性能,是一種安全的材料。
我們能在市場上看到的輕型合金通常以型材形式出現,如薄片狀、管狀和異型的鋁型材,它們是通過擠壓成型的工藝製成。擠壓成型工藝可以製成各種型面,滿足在傢具上的應用。
鋁及其合金由於其特性和材質而運用廣泛,它也符合傢具設計的美學,已成為傢具的重要用材之一。鋁合金經過電鍍處理能抗拒海水與空氣的腐蝕,特別適宜製作戶外傢具。鋁合金無毒穩定的材質特性,也可以用來製作廚房傢具。
荷蘭傢具設計師帕特·荷恩·艾克(Piet Hein Eek)和諾伯·榮格科(Ruijgrok)將鋁板採用電腦程式控制打孔和折邊機完成了椅體的製造,用自動封口塑料釘完成各部件的連接,製成了十分輕便實用的鋁制套椅和凳子。義大利的一位著名傢具設計師阿爾貝托·梅達(Alberto Meda)於1989年設計了一款「x-輕型桌」(圖1),桌腿用鋁製成,蜂窩構造的鋁材作為內核,整張桌子異常輕便。西班牙設計師塞爾希·德維薩·伊· 巴赫特(Sergi Devesa Bajet)和奧斯卡·德維薩·伊·巴赫特(Oscar Devesa i Bajet)使用鋁板設計出了「欽奇塔」茶幾(圖2)。
隨著材料科學的發展,傢具產品的造型空間更為廣闊。英國的設計師拉弗高夫(Ross Lovegrove)的新古典主義設計作品「去」椅,將作品的有機形式和空氣動力學的形態與高科技材料的融為一體,體現了歐洲21世紀的產品趨勢。該作品起先用鋁合金製成,重達l 2.7公斤。在選擇更輕材料時,曾想用十分流行的鐵合金,最終選擇了比鐵合金更輕的材料一一鎂合金,使椅子的重量僅為725公斤.
2 輕型木材
白塞木(balsa wood)又名輕木,產於非洲熱帶地區,是一種很輕的天然木材。在顯微鏡下,白塞木的細胞個體很大,但是細胞壁很薄。它的木質纖維僅占總體積的40%,固態物含量極低。生長中的白塞木細胞中充滿了水,它的樹干長得又直又硬,就好象被充滿了氣的汽車輪胎一樣。白塞木含水量相當於它自身木質纖維重量的5倍,被砍伐後要徹底烘乾,整個乾燥過程需要2周,直到木材的含水量達到6%。乾燥後的白塞木密度為385kg/m3。
白塞木是一種非常昂貴的木材,它通常只被少量地運用。當它被用於汽車製造業中,成為了美國汽車文化一個標志。雪佛萊跑車誕辰五十周年紀念上的 Corvette汽車的地板是用白塞木的木芯製成的。這是一種類似於三明治結構的人造板。白塞木內部蜂窩狀的構造,不僅有效地降低了汽車的震動和噪音,而且還增強了汽車地板的強度。
理查德·布魯門(Riccardo Blumer,義大利建築師、傢具設計師),用白塞木做出了一把僅重1300克的椅子。那把讓他出名的「Laleggera」椅,有一個與眾不同的外表(圖4、圖5、圖6)。在木芯骨髓的上下兩個面各有一層薄木片,它們分別有效承擔著就坐者的壓力。兩層木片中間的中空部分注入了聚氨酯(PU),以防止椅面受力時下陷。椅面上的玻璃纖維織物被透明樹脂粘合,這種工藝不但不影響椅子的重量,而且在保護了椅面的同時增加了椅子的強度。布魯門把白塞木椅發展成了一個包括不同型號的桌子、凳子和長凳的系列產品。白塞木椅製作過程是一個減法的過程,即先把白塞木片膠合在一起,然後再根據椅子的外形製作,直到這些木片被雕刻成合適的外形和厚度。椅子沒用任何金屬連接結構件,木材的表面覆蓋著的玻璃纖維織物和透明環氧樹脂,這樣既增加強度又不會掩蓋掉木材的紋理。椅子的設計還充分考慮了疊放和運輸的問題。該椅在1998年贏得了金圓規獎(Compassod′Oro),通過白塞木,椅子展示了天然材料和人工材料結合使用的效果。
3 化學纖維復合材料
碳素纖維復合材料作為一種新穎的材料在製造業領域已被廣泛運用。碳素纖維是通過碳化丙烯酸纖維等纖維材料而形成的,它可以和樹脂、金屬、陶瓷等構成合成材料。碳素材料有兩個特點:首先該材料非常輕,比重僅相當於鐵的1/5;其次是強度相當高,差不多是鐵的10倍,並且不生銹、耐腐蝕。在航空工程中大量採用了的碳素纖維復合材料(CFP)。採用復合材料是航空器輕量化設計的關鍵之一,因為機體越輕,燃效就越高,同樣多的燃料,就能飛行更長的距離。在寶馬 M3CSL上,也大量採用了碳素纖維復合材(CFP)來,代替原來廣泛使用的鋼材。使M3CSL的整車總量降至1385kg,功率重量比 3.85kg/bhp。勇於創新的設計師們也將該材料應用到傢具領域。
萬德斯(Marcel Wanders )在「實用、耐久、並隨時間流逝不會貶值」思想的指導下設計出「繩結」椅。依據傳統編結工藝,把內裝碳素纖維,外裹「aramid」(芳族聚醯胺)的粗繩打結,經過環氧樹脂浸漬處理後懸掛在框架上,並使之具有椅子的形狀,再在80℃下烘乾。經過這一系列工藝,粗繩在高溫烘乾後變得又結實又堅固。手工和高科技的結合產生了一把幾乎像鐵一樣堅固的椅子,而其原型是柔軟的繩子(圖7)。
法國設計師杜比森(Sylvain Dubuission)用浸透環氧樹脂的塔夫綢和碳素纖維製成了一張很輕的桌子(圖8),其精美的工藝和簡潔的外觀造就了極高的美學價值。