Materialklassifizierung – Metallmaterialien

Gemäß der traditionellen Klassifizierung können Materialien in metallische Materialien, anorganische nichtmetallische Materialien (Keramikmaterialien), Polymermaterialien und Verbundmaterialien unterteilt werden. Stahl, Gold und Silber sind alles Metallmaterialien. Anorganische nichtmetallische Materialien, einschließlich Keramik und Glas, umfassen hinsichtlich der Clusterzusammensetzung Oxide, anorganische Salze usw. Polymermaterialien bestehen aus organischen Makromolekülen wie Fasern, Gummi, Harzen und Kunststoffen. Verbundwerkstoffe bestehen auf eine bestimmte Art und Weise aus zwei oder mehr Materialien und werden in viele Kategorien eingeteilt. Je nach Matrix können sie in Metallmatrix, Keramikmatrix, Harzmatrix usw. unterteilt werden, oder je nach Verstärkung können sie in faserverstärkte, partikelverstärkte Verbundwerkstoffe usw. unterteilt werden. Es gibt viele Arten.

Verstehen Sie Metallmaterialien und Entwicklungstrends. Unter Metallwerkstoffen versteht man Werkstoffe mit metallischen Eigenschaften, die aus Metallelementen bestehen oder überwiegend aus Metallelementen bestehen. Einschließlich reiner Metalle, Legierungen, intermetallischer Verbindungen und spezieller Metallwerkstoffe.

Unser Verständnis von Metallmaterialien sollte von den folgenden Aspekten ausgehen:

1. Klassifizierung: Metallwerkstoffe werden üblicherweise in Eisenmetalle, Nichteisenmetalle und spezielle Metallwerkstoffe unterteilt.

① Eisenmetalle werden auch als Stahlwerkstoffe bezeichnet, darunter industrielles reines Eisen mit mehr als 90 % Eisen, Gusseisen mit 2 % bis 4 % Kohlenstoff, Kohlenstoffstahl mit weniger als 2 % Kohlenstoff sowie Baustahl, Edelstahl und hitzebeständiger Stahl Stahl für verschiedene Zwecke. Stahl, Hochtemperaturlegierung, Präzisionslegierung usw. Zu den allgemeinen Eisenmetallen zählen auch Chrom, Mangan und deren Legierungen.

② Nichteisenmetalle beziehen sich auf alle Metalle und deren Legierungen mit Ausnahme von Eisen, Chrom und Mangan, die üblicherweise in Leichtmetalle, Schwermetalle, Edelmetalle, Halbmetalle, seltene Metalle und seltene Erdmetalle unterteilt werden. Die Festigkeit und Härte von Nichteisenlegierungen ist im Allgemeinen höher als die von reinen Metallen und sie weisen eine größere Beständigkeit und einen kleineren Temperaturkoeffizienten des Widerstands auf.

③Spezielle Metallmaterialien umfassen strukturelle Metallmaterialien und funktionelle Metallmaterialien für verschiedene Verwendungszwecke. Darunter sind amorphe Metallmaterialien, die durch schnelle Kondensationsverfahren gewonnen werden, sowie quasikristalline, mikrokristalline, nanokristalline Metallmaterialien usw.; Es gibt auch spezielle Funktionslegierungen wie Stealth, Wasserstoffbeständigkeit, Supraleitung, Formgedächtnis, Verschleißfestigkeit, Vibrationsreduzierung und -dämpfung usw. sowie Metallmatrix-Verbundwerkstoffe usw.

Metallwerkstoffe werden je nach Herstellungs- und Formverfahren in Gussmetalle, verformte Metalle, spritzgeformte Metalle und pulvermetallurgische Werkstoffe unterteilt. Gussmetall wird durch den Gussprozess gebildet und umfasst hauptsächlich Gussstahl, Gusseisen sowie gegossene Nichteisenmetalle und -legierungen.

Verformtes Metall entsteht durch Druckbearbeitung wie Schmieden, Walzen, Stanzen usw. und seine chemische Zusammensetzung unterscheidet sich geringfügig von der des entsprechenden Gussmetalls. Spritzgussmetall wird durch den Spritzgussprozess zu Teilen und Rohlingen mit bestimmten Formen und Struktureigenschaften verarbeitet.

Die Leistung von Metallmaterialien kann in zwei Typen unterteilt werden: Prozessleistung und Nutzungsleistung.

2. Eigenschaften: 

Um Metallwerkstoffe rationeller zu nutzen und ihre Rolle voll auszuschöpfen, ist es notwendig, die Leistung (Gebrauchsleistung) zu beherrschen, die Teile und Komponenten aus verschiedenen Metallwerkstoffen unter normalen Arbeitsbedingungen und bei der Verwendung bei der Warm- und Kaltverarbeitung aufweisen sollten . Die Leistung, die vorhanden sein sollte (Prozessleistung). Die Leistung von Materialien umfasst physikalische Eigenschaften (wie spezifisches Gewicht, Schmelzpunkt, elektrische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit, Wärmeausdehnung, Magnetismus usw.), chemische Eigenschaften (Haltbarkeit, Korrosionsbeständigkeit, Oxidationsbeständigkeit) und mechanische Eigenschaften. Die Prozessleistung von Materialien bezieht sich auf die Fähigkeit des Materials, sich an Kalt- und Heißverarbeitungsverfahren anzupassen.

3. Fertigungsprozess: 

Bei der Herstellung von Metallwerkstoffen wird in der Regel zunächst das Metall gefördert und geschmolzen. Einige Metalle müssen weiter veredelt und auf die richtige Zusammensetzung gebracht werden, bevor sie zu Produkten mit unterschiedlichen Spezifikationen und Eigenschaften verarbeitet werden können. Zur Gewinnung von Metallen aus Stahl werden üblicherweise pyrometallurgische Verfahren eingesetzt, d. Nichteisenmetalle nutzen sowohl pyrometallurgische als auch hydrometallurgische Verfahren; Hochreine Metalle Neben Metallen, die besondere Eigenschaften erfordern, kommen auch Zonenschmelz-, Vakuumschmelz- und Pulvermetallurgieverfahren zum Einsatz. Nachdem das Metallmaterial geschmolzen und seine Zusammensetzung angepasst wurde, wird es gegossen und geformt oder durch Guss- und Pulvermetallurgie-Umformprozesse zu Barren und Knüppeln verarbeitet und dann plastisch zu Produkten verschiedener Formen und Spezifikationen verarbeitet.

4. Entwicklungstrend:

Die Entwicklung metallischer Werkstoffe hat sich von reinen Metallen und reinen Legierungen entfernt. Mit der Weiterentwicklung des Materialdesigns, der Prozesstechnologie und der Leistungsprüfung haben sich traditionelle Metallwerkstoffe rasant weiterentwickelt und es wurden kontinuierlich neue Hochleistungsmetallwerkstoffe entwickelt. Hochtemperaturstrukturen wie schnell kondensierende amorphe und mikrokristalline Materialien, Aluminium-Lithium-Legierungen mit hoher spezifischer Festigkeit und hohem spezifischem Modus, geordnete intermetallische Verbindungen und mechanische Legierungslegierungen, durch Oxiddispersion verstärkte Legierungen, gerichtet erstarrte säulenförmige Kristalle und Einkristalllegierungen. Materialien, Metall Matrixverbundwerkstoffe und neue funktionelle Metallmaterialien wie Formgedächtnislegierungen, Neodym-Eisen-Bor-Permanentmagnetlegierungen und Wasserstoffspeicherlegierungen wurden in verschiedenen Bereichen wie Luft- und Raumfahrt, Energie und Elektromechanik eingesetzt.