時間：2023-06-01 08:52:45
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇金屬材料，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】金屬材料；拉伸實驗；實驗表征
金屬材料的力學性能是其性能和可靠性的重要標志，拉伸性能更是金屬材料的力學性能的重要參數。通過拉伸實驗，可以獲得如抗拉強度、伸長率等多項金屬材料的力學指標，為材料方面的科學研究創造價值。本文就金屬材料在室溫條件下的拉伸實驗進行了簡要分析，希望能為實際的實驗工作帶來一些幫助。
1.實驗要求
金屬材料的拉伸實驗是在常溫下對除金屬構件和金屬零件以外的黑色或有色金屬進行拉伸實驗，以測定其性能指標的實驗。對于待測定的試樣，一般要求其橫截面尺寸不小于0.1mm，但有些試樣，如毛細管、超細絲、金屬箔等，其本身橫截面尺寸很小的，常規方法一般處理不了，需要單獨處理。拉伸實驗要求在常溫中進行，這里常溫指的是10-35℃之間的溫度。如果所測材料在不同的溫度下力學性能值變化時，要更加注意實驗的溫度，一般將溫度控制在23℃左右，以保證性能數據準確性較高。
2.試樣取樣及加工
金屬材料在取樣時一定要按照相關的規定進行切取。在切取時要注意切取的位置、方向以及數量。在取樣的整個過程中，一定要保證材料的溫度處于室溫水平，防止材料過熱或硬化影響金屬材料力學性能的測定。在切取之前，可以先將切取位置、方向標記出來，防止切取時出現差錯，造成材料的浪費，或導致性能指標測量不準。對于鋼產品在取樣時不僅要保證試樣的尺寸切取合適，也要保證鋼產品的外觀合適。
取樣結束之后，接下來需要對試樣進行加工。對于材料厚度在25mm以上的試樣，一般會采用機器加工的方法，將其加工為圓形橫截面或單邊減薄至25mm之后，再進行實驗。對于材料厚度比較小的試樣，一般不經機器加工。
試樣可以分為比例試樣和非比例試樣兩種，試樣標距也可分為比例標距與非比例標距兩種，在不同的試樣標距下，材料的斷后伸長率測出來是不一樣的。一般，若試樣的試樣標距L0與試樣的原始橫截面積S0滿足關系式L0=k（S0）1/2時，則采用比例標距，否則，采用非比例標距。
3.實驗過程
3.1試樣原始橫截面積S0的測量
試樣的原始橫截面積是通過實測試樣的橫截面的尺寸而計算得到的，對于橫截面為圓形的試樣，測量的是橫截面的直徑，在選取測量位置時，要包括標距兩端和中間三個位置，進行多次測量，將三個位置的直徑數據分別匯總，處理之后求平均值，并計算橫截面積，取三次計算面積的最小值作為原始橫截面積；如果橫截面為矩形，則測量的是長和寬，在選取測量位置時要包括標距兩端和中間三個位置，并把三次計算得到的橫截面積的最小值作為原始橫截面積；對于環形的試樣，要測出試樣的平均外直徑和平均壁厚來計算環形橫截面積。
3.2原始標距標記和平行長度的測量
進行拉伸實驗之前，要先修正比例標距的計算值，使其盡量接近5mm的倍數，并且原始標距的準確度要控制在±1%之內，標距裝置的準確度檢驗也不容忽視，檢查標距的準確度以保證實驗時標記清晰，方便測量。除采用力夾頭位移方法進行測量時需要測量平行長度，其他的金屬材料拉伸性能實驗一般不必測量平行長度。
3.3 實驗速率設定
在測定金屬材料不同的拉伸性能時，實驗的速率設定也是不一樣的。實驗速率是影響實驗數據準確性的重要因素。對于測定材料強度的實驗，塑性范圍內應變速成率應控制在0.025/s以內；在測定抗拉強度時，應變速率應在0.008/s以內；在測定上屈服強度時，注意保持實驗速率的穩定；在測定下屈服強度時，平行長度變速成率在0.00025/s-0.0025/s之間比較合適，并要注意保持實驗速率的穩定性。
3.4性能測定
金屬材料包含6種延時性能和6種強度性能。其中六種延時性能指的是：斷后伸長率、屈服點延伸率、最大力總伸長率、最大力非比例伸長率和斷后總伸長率。六種強度性能有：上屈服強度、下屈服強度、非比例延伸長度、殘余延伸長度等。在測量金屬的延伸性能時一般可以采用人工標距的方法或圖解引伸計標距的方法。兩種方法有各自的適用范圍，在進行實驗時要根據金屬材料本身特性，實驗設備等多方面的原因綜合考慮，選用最合適的實驗方法。
4.測量工具規范使用
4.1引伸計
引伸計是試驗機的一個重要附件，可以自主安裝和拆卸，多用于測定彈性模量和非比例延伸強度的測量，在進行實驗時要正確裝卸、裝夾、跟蹤，保證實驗結果的可靠性。在引伸計裝夾時，要將標距桿墊片卡在力臂與標距桿之間，保證卡緊卡牢，使刀刃與試樣垂直接觸，并用橡皮筋將其固定在一起。標定時，要按照相應增量增加標準位移，并且標定工作要重復進行三次，在每次的標定中都要重新卸下和安裝引伸計，千萬不可為省事而不規范標定工作。另外，測量系統與標定系統要保證參數的統一性。
4.2夾持具及試樣裝夾
實驗中選用的夾持具一定要與試樣形狀相匹配，和夾具的表面外型花紋形狀相適宜。保證夾持具與試樣之間的摩擦力，使試樣不至于掉落下來，而使實驗中斷，影響實驗效率。夾具一定要加緊試樣，并且夾具要與試樣垂直，防止傾斜，產生傾斜角度，造成實驗誤差。為了保證夾具與試樣的垂直可以采用垂直直角的附件來輔助完成，在裝夾試樣時，通過與直角附件比靠即可知道是否垂直。在實驗開始之后，就不可再升降橫梁，在實驗過程中，如果發現夾持具與試樣未垂直，或橫梁的高度不合適時，要終止實驗進行調整，并在調整好之后重新開始實驗，不可繼續實驗，或并不停止實驗而直接調整，并繼續實驗。這樣會導致實驗結果不可靠，造成嚴重的誤差等。
5.結束語
金屬材料的拉伸實驗是測定金屬的力學性能的最重要和最基本的途徑與方法，嚴格控制和規范實驗過程是提高實驗質量的關鍵。在實驗過程中注意觀察和分析影響金屬材料拉伸實驗的可能因素，并加以總結，探索產生的原因，并積極找尋解決對策。在進行實驗時注意避免這些不良因素對于實驗的干擾，制定科學的實驗儀器操作規程，在實驗時嚴格按照規程規范整個實驗過程，保證實驗數據的準確性和可靠性。 [科]
【參考文獻】
[1]劉超，高凱.金屬材料拉伸實驗分析[J].科技創新與應用，2013，2（31）：43-43.
一、安泰科技的發展歷程
1、破繭化蝶
安泰科技脫胎于鋼鐵研究總院。*5～*8年是公司改制前的四年準備期。*7年鋼鐵研究總院召開了首次產業化、國際化工作會議，明確提出著手組建高科技上市公司的歷史性決定。
因此，其誕生之前就已經帶上了科研院所深深的烙印。總院以科研人員為主，經營模式以研究所為中心，各自為政，各有自己的小金庫。為改變“包死基數，確保上交，超收自留，欠收自補”的承包制下財務各自為政的局面，公司采取了賬戶收回、資金收回的措施，建立內部銀行的管理體系，財務管理集中。這樣財務制度和執行都比較通暢了。財務體系的變化，反映了從分散的科研項目制到公司經營體制的轉變，同時人們的思維方式也在變化。
這段時間，總院為新公司的成立進行了以下準備工作：調整產業結構，進行資產重組，加大產業投資力度；創造更具活力的產業群體，優化資源配置，發展高效益項目；探索新的經營管理機制、新模式；引入競爭機制，建立靈活、實效的用人制度；統一財務管理，降低成本消耗。
總之，這個階段，文化的轉變突出地表現在六個轉變上：身份的轉變、運作資產屬性的轉變、決策系統和決策程序的轉變、環境的轉變、分配制度的轉變、價值觀和發展方向的轉變。公司有意識地從這六個方面做工作，進行引導。
2、上市騰飛
*7年，在黨“十五大”精神的指引下，殷瑞鈺院長做出了義無反顧、舉院推進上市工作的重大決策和部署。*8年7月15日，總院拿到了股票發行預選內第一家單位的資格。從此，公司開始了上市的艱苦歷程。*8～*0年，公司重組改制發起設立后的前3年，主要任務是集中精力，改制運行，夯實基礎，創造條件，成功上市。
安泰科技改制發行股票在鋼鐵研究總院歷史上的作用形象得比喻為三級運載火箭發射的第一級。安泰科技的上市也是一波三折，經歷了取消內部職工股、由獨資募集設立到先改制后上市的發起設立等重大發行政策的變化。公司通過科技部、中科院組織的雙高認證且豁免購并一家虧損國有企業，帶著訴訟刊登招股說明書，股票競價發行等環節均取得突破性進展。
*0年4月27日，進行網上路演，為安泰科技的順利上市鋪平了道路。*0年5月29日，安泰科技股票成功上市發行。它創下了滬、深股市的多項“第一”。雖然這些“第一”已隨時間而流逝，但永爭第一的精神，卻可以永恒的延續，它可以為安泰科技的發展提供勇氣、增添力量，去創造更多的第一。
3、高速發展
*0年上市成功后，公司并沒有像很多公司那樣圈錢后盲目開始擴張，而是井井有條地開展周密的戰略規劃、精心的組織結構、務實高效的企業管理。在這種穩健作風的影響下，安泰文化開始在規范中成長。
金屬材料的性能包含使用性能和工藝性能兩個方面，使用性能是指金屬材料在使用條件下所表現出來的性能，它包括物理性能(如密度、熔點、導熱性、熱膨脹性、磁性等)。化學性能(如耐腐蝕性、抗氧化性等)、力學性能等。工藝性能是指金屬在制造加工過程中反映出來的各種性能。
金屬的力學性能：在機械設備及工具設計、制造中選用金屬材料時，大多以其力學性能為主要依據。因此熟悉和掌握金屬材料的力學性能是非常重要的。
所謂力學性能是指金屬在外力作用下所表現出來的性能。力學性能包括強度、硬度、塑性、沖擊韌性及疲勞強度等。金屬材料在加工及使用過程中所受外力成為載荷。根據載荷作用性質的不同。它可以分為靜載荷、沖擊載荷及交變載荷三種。
(1)靜載荷是指大小不變或變化過程緩慢的載荷；
(2)沖擊載荷是指以較高速度作用到物體上的載荷；
(3)交變載荷是指大小、方向或大小和方向隨時間發生周期性變化的載荷。
根據作用形式不同，載荷可分為拉伸載荷、壓縮載荷、彎曲載荷、剪切載荷和扭轉載荷等。金屬材料受到載荷作用而產生的幾何形狀和尺寸的變化稱為變形。變形一般為彈性變形和塑性變形兩種。金屬受外力作用時，為保持其不變形，在材料內部作用著與外力相對抗的力稱為內力。單位面積上的內力稱為應力。
公式：σ＝F/S
式中σ為應力F-外力(N) S一橫截面積
另外金屬材料在概預算中也占很大的比重。基本建設概預算制度是基本建設的預算編制，而審批預算時金屬材料的大小、型號、鋼號都應符合國家規定。總概預算文件是設計鋼材的主要依據。在確立鋼材用同一批，首先應驗證原始件是否符合要求。其次復試件是否合格。鋼材進入現場后，應進行抽查驗證是否做復試。以免發生大量鋼材無原始件(復試件)避免小批鋼材進切現象。通過對金屬材料的學習，我們教師應使學生知道學習本課程的重要性，使學生明確學習本課程的目的，了解本課程的性質、任務及內容范圍，并了解我國在金屬材料與熱處理方面的發展概況及所取的成就，以提高學生學習課本課程的興趣，為今后的學習創造一個良好的開端。因此在教學過程中應對一開始開展的金屬材料的總體介紹給予充分的重視。
為了使學生明確學習金屬材料知識的重要目的，一開始可引入金屬材料和熱處理的概念，以利于教學內容的展開。還可以通過列舉一些生產中常見的實例，提出幾個問題。例如：為什么不同的材料會具有不同的性能，為什么相同的材料經過不同的加熱，保溫和冷卻能夠獲得不同的性能等，并說明這些問題都是奉課程所要學習的內容。在講解過程中應通過對一些與本課程有關實例的簡單說明，突出本課程內容的重要性，使學生明確學習本課程的目的。不同的金屬材料具有不同的性能，這主要取決于它的化學和組織結構。不但化學成分不同的金屬材料具有不同的性能，相同成分的金屬材料經過不同的加工處理使其具有不同的組織結構時，也會具有不同的性能。例如，銼刀在制造過程中要求硬度低，能夠被切削加工。制成成品后，又要求其硬度高，可以銼削其他金屬，工業生產中就是采用不同的熱處理工藝，通過改變其組織結構，從而改變其性能的。因此，了解金屬與合金的內部組織結構，對于掌握金屬材料的性能，利用各種工藝手段改變金屬材料性能具有非常重要的意義。
通過金屬材料相關知識的教學應使學生明確，金屬材料課的內容大致可分四部分，即金屬的性能、金屬學的基礎知識、鋼的熱處理及常用的金屬材料。另外該課還簡要介紹了鋼的火花鑒別及非金屬材料等內容。在日常的教學中，應強調本課程是系統性較強的一門學科，要求學生對各個部分都必須給予充分的重視。
金屬材料是從生產實踐中發展起來，而又直接為生產服務學科、因此它是一門與生產實際聯系比較密切的課程。在教學中要求學生理論聯系實際，注意培養學生分析問題和解決問題的能力。要求學生不但要重視理論知識的學習，而且要注意聯系生產實際及認真做好實驗。
一、加強專業課程建設，構建特色課程體系
為21世紀化工行業培養合格的金屬材料工程專業人才，自2006年以來，沈陽化工大學金屬材料工程專業對教學內容、課程設置、課程體系進行了統籌規劃和整體安排。經過幾年的改革和實踐，建立了具有化工行業特點及金屬材料工程專業特色、科學合理的教學內容與課程體系。一方面，課程設置與專業特色相契合，再結合沈陽化工大學的化工特色，針對化工單元設備的主要加工方法，如壓力加工、焊接、機械加工及化工單元設備的腐蝕問題，對課程設置、課程體系統籌規劃、整體安排，構建具有化工行業特色及金屬材料工程專業特點、科學合理的新的課程教學體系。強化金屬塑性加工原理、焊接冶金學、焊接工藝與設備、金屬腐蝕與防護、金屬熱處理和材料無損檢測等主要專業課程。在課程教學中，結合金屬材料工程專業的特色，不斷進行教學內容與教學方法的改革。采用將教學內容與工程實際、工程法規、工程問題、典型產品相結合，尤其與化工生產和化工設備制造過程相結合的案例教學。典型課程如，金屬塑性加工原理、焊接工藝與設備及腐蝕與防護等都是以化工單元設備生產過程為背景的案例教學方法，著力打造精品課程，形成部分專業課程特色教材，加強金屬工程材料專業本科學生能力和素質的培養，對其他課程的教學起到了示范作用，推動了教學改革的深入進行，提高了教學質量。另一方面，以強化工程實踐能力、工程設計能力與工程創新能力為核心，實踐內容貫穿培養過程的始終。首先，增加課程實驗，尤其是綜合性和設計性實驗，然后開展靈活多樣的實習實踐，在原有的金工實習、認識實習、生產實習、畢業實習的基礎上，增加個性化實習。開放辦學、校企合作，結合學生的興趣愛好、就業方向、教師的科研課題以及就業單位的培訓等等，分別送學生到企業去學習實踐。為方便學生到企業實習，我校先后建立了與沈陽鑄鍛工業有限公司、沈陽金杯廣振汽車部件有限公司、沈陽來金汽車零部件有限公司、富奧遼寧汽車彈簧有限公司、撫順機械設備制造有限公司等十余家企業合作的實習基地。通過加強實習基地與相關企事業單位的共建和合作，利用其設施、設備等條件開展實踐教學，同時也幫助學生了解金屬材料及其相關材料的科技發展動態，以及相關前沿技術和行業需求，培養分析和解決生產中的實際問題、從事科學研究和實際工作的初步能力。
二、建立創新教育機制，培養學生創新能力
鼓勵學生在教師指導下積極開展多樣化的科技創新活動［5］。如參加指導教師的課題研究，申報并參加大學生創新創業訓練計劃項目，參加全國及遼寧省“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽、全國及遼寧省普通高等學校本科大學生機械創新設計大賽、全國大學生英語競賽、全國大學生數學建模競賽等。通過組織各種類型、各種形式和不同層次的課外活動，將各類工程實踐活動、創新實踐訓練、學科競賽活動、學術前沿講座、社會實踐、公益活動等課外活動作為第二課堂課程模塊納入到課程體系中統一實施和管理。從2006年開始，我們以學校“6S”，即ST(科技訓練)、SC(系列競賽)、SP(社會實踐)、SW(社會工作)、SL(系列講座)、SA(特色活動)為指導，以“挑戰杯”“機械設計競賽”活動為契機，以課外教學環節為突破口，開展了多項大學生課外競賽活動。近年來，金屬材料工程專業參賽學生項目獲機械創新設計大賽國家二等獎一項;“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽國家三等獎一項;全國大學生英語競賽二等獎、三等獎各一項;遼寧省級獎項幾十項。通過創新競賽的開展，活躍了創新教育的氛圍，為金屬材料工程專業學生的個性發展提供了平臺，為學生畢業后從事科學研究活動奠定了一定的基礎。此外，金屬材料工程專業對學生實行實驗室全天開放，先進的科研設備和儀器用于學生科研訓練，促進了學生創新能力的提高。
三、結論
金屬材料在化工行業中占有舉足輕重的地位，隨著素質教育的快速發展［6］，為21世紀化工行業培養合格的金屬材料專業人才的需要，我們將繼續優化專業課程建設，建立具有化工行業特點及金屬材料工程專業特色、科學合理的教學內容與課程體系，培養學生創新能力，以適應東北老工業基地建設及化工等行業的需要。
作者：郭樹國付廣艷蔣彬郭北濤于永梅宗琳單位：沈陽化工大學機械工程學院
關鍵詞：材料 強度 塑性
金屬材料力學性能概述
金屬材料的力學性能指標表征金屬抵抗各種損傷作用的能力的大小。它是判定金屬力學性能的依據，是評定金屬材料質量的判據，同時也是設計選材和進行強度計算的主要依據。金屬材料的力學性能包括常溫下的強度、塑性、韌性，例如屈服點或屈服強度σs（σ0.2）、抗拉強度σb、伸長率δ、斷面收縮率φ、沖擊韌度ak、疲勞極限、斷裂力學性能等。
金屬力學性能試驗是測定金屬力學性能指標所進行的試驗。包括拉伸試驗、彎曲試驗、剪切試驗、沖擊試驗、硬度試驗、蠕變試驗、應力松弛試驗、疲勞試驗、斷裂韌度試驗、磨損試驗等。
一、金屬材料強度指標
1.屈服強度
材料在拉伸過程中，當載荷達到某一值時，載荷不變而試樣仍繼續伸長的現象，稱為屈服。材料開始發生屈服時所對應的應力，稱為屈服點、屈服強度或屈服極限，用σs表示。我國規定σs取鋼材的下屈服點值。
除退火或熱軋的低碳鋼和中碳鋼等有屈服現象外，多數工程材料的屈服點不明顯或沒有屈服點，此時規定以產生0.2%殘余伸長的應力作為屈服強度，用σ0.2表示。
2.抗拉強度
試樣拉伸時，在拉斷前所承受的最大載荷與試樣原始截面之比，稱為強度極限或抗拉強度，用σb表示。
零件設計選材時，一般應以σs或σ0.2為主要依據。但σb的測定比較方便精確，因此也有直接用σb作為設計依據的，從安全方面考慮，用σb作為設計依據采用較大的安全系數。由于脆性材料無屈服現象，則必須以σb作為設計依據。
3.持久極限
持久極限又稱為持久強度，是指材料在規定溫度下達到規定時間而不斷裂的最大應力。常用符號為σb帶有一個或兩個指數來表示。例如σ700b/1000，表示在試驗溫度為700℃時，持久時間為1000h的應力，即所謂高溫持久極限。
4.蠕變極限
蠕變極限又稱蠕變強度，是在規定溫度下，引起試樣在一定時間內蠕變總伸長率或恒定蠕變速率不超過規定值的最大應力。蠕變極限一般有兩種表示方法：一種是在給定溫度T下，使試樣承受規定蠕變速度的應力值，以符號σTε表示，其中ε為蠕變速度，%/h。例如，σ6001X10-5即表示在試驗溫度為600℃時，蠕變速度為1X10-5%/h的蠕變極限；另一種是在給定溫度（T，℃）下和規定試驗時間（t，h）內，使試樣產生一定蠕變變形量（δ，%）的應力值，以符號σTδ/t表示。
二、金屬材料塑性指標
1.延伸率δ5
金屬材料在拉伸試驗時，試樣拉斷后，其標距部分的總伸長ΔL與原標距長度L0之比的百分比，稱為伸長率，也稱延伸率，用δ表示。按試樣長度的不同，有長試樣與短試樣之分。其對應的斷后伸長率分別以δ10和δ5表示。在容器用鋼中，通常以δ5來表示材料的伸長率。
2.斷面收縮率φ
金屬試樣在拉斷后，其頸縮處橫截面面積的最大縮減量與原橫截面面積的百分比，稱為斷面收縮率，用φ表示。塑性材料的斷面收縮率較大，脆性材料的斷面收縮率較小。
3.冷彎性能
金屬材料在常溫下承受彎曲而不破裂的能力，稱為冷彎性能。冷彎試驗用以考核材料彎曲變形的能力并且能使存在的缺陷顯示出來，在一定程度上模擬了壓力容器制造時卷板機的工藝情況。冷彎性能是容器用鋼材與焊接接頭力學性能考核的重要指標。
出現裂紋前能承受的彎曲程度愈大，則材料的冷彎性能愈好。彎曲程度一般用彎曲角度或彎芯直徑d對材料厚度a的比值來表示。
三、屬材料韌性指標
1.沖擊韌度
金屬材料在使用過程中除要求有足夠的強度和塑性外，還要求有足夠的韌性。材料的韌性與加載速率、應力狀態及溫度等有很大關系。試樣在沖擊試驗力一次作用下折斷時所吸收的功稱為沖擊吸收功。沖擊試樣缺口底部單位橫截面面積上的沖擊吸收功稱為沖擊韌度。沖擊韌度是評定金屬材料在動載荷下承受沖擊抗力的機械性能指標，用ak表示，單位為J/cm2。
我國壓力容器材料及焊接接頭沖擊試樣規定采用夏比V型缺口，沖擊試驗有許多種，例如常溫沖擊試驗、低溫沖擊試驗、高溫沖擊試驗、應變時效沖擊試驗等。采用標準試樣進行試驗得到的沖擊吸收功來檢驗材料化學成分、金相組織、和加工工藝對其韌性的影響，沖擊值為Akv（J）。
ak是早先工程技術上習慣用來作為材料韌脆程度度量及材料承受沖擊載荷的抗力指標，后來發現這是不適宜的。因為ak是單位面積的沖擊吸收功，與試樣形狀、截面尺寸、缺口形狀和尺寸無關。而實際上由試樣截面尺寸和缺口形狀及其尺寸的改變所引起的沖擊吸收功ak的變化，與缺口處凈截面積并不成線性關系。所以截面尺寸不同，所得ak也不同。另一方面，試樣斷裂時伴隨著試樣部分體積的嚴重塑性變形，也就是說，沖擊吸收功消耗于產生兩個新的自由表面和一部分體積的塑性變形上，因此，定義ak為單位面積的沖擊吸收功，并沒有反映出沖擊吸收功的實質。
目前，國際上通用以沖擊功吸收Ak為沖斷試樣消耗的總功，只要試樣符合標準，就不會出錯，應用也方便。但是進一步研究發現，用Ak表示也存在問題，因為Ak值也不能完全代表試樣斷裂前所吸收的總功。沖斷試樣消耗的總功可分為兩部分，其一消耗于試樣的變形和斷裂；其二消耗于試樣擲出及機座本身振動。因此，所吸收的總功Ak為：Ak=試樣斷裂吸收的能量+試樣擲出功+機座振動+…。由于一般情況下，后幾項功很小，因此Ak作為試樣斷裂所吸收的能量誤差很小，有足夠精度。但對很脆的材料必須注意，不能用大能量擺錘進行試驗，因為此時第一項較小，而后幾項相對較大，因此會引起較大測量誤差。
2.斷裂韌度
斷裂韌度是反映材料抵抗裂紋臨界擴展的一種能力，它是材料固有的力學性能參數。大量的試驗表明，它一方面取決于材料的成分、組織和結構等內在因素，另一方面又受到加載速率、溫度和試樣厚度（即應力狀態）等外在條件的影響。
相對材料的其他力學性能來說，材料的斷裂韌度是一個比較敏感的力學性能指標，它對于材料研究、應用、制造工藝的選擇以及零部件的失效分析有重要的意義。
評價材料斷裂韌度最常用的指標是臨界應力強度因子K1c和裂紋張開位移COD。
1.臨界應力強度因子K1c。按照應力強度因子的一般表達式，應力強度因子K1與裂紋尺寸的平方根及垂直于裂紋的應力成正比。當裂紋尺寸或應力增加時，K1隨之增加。當K1達到某一臨界值K1c時，裂紋處于臨界狀態，若K1再增加，裂紋將會失穩擴展。因此，裂紋失穩擴展的臨界條件為：K1=K1c
式中K1c表示材料對裂紋擴展的抵抗能力，稱為I型受力時的臨界應力強度因子，又稱為平面應變斷裂韌度。K1c是在裂紋尖端平面應變條件下的裂紋擴展阻力。
在傳統的強度計算中，強度指標σs和σb與塑性指標δ和φ之間是相互分割的，且塑性指標在強度計算中并不定量反映。而K1c既反映了材料的強度性能，又反映了材料的塑性性能。
斷裂韌度K1c的測試方法可按照ASTM E399《金屬材料平面應變斷裂韌度標準試驗方法》、GB/T4161《金屬材料 平面應變斷裂韌度K1c試驗方法》方法和GB/T7732《金屬板材表面裂紋斷裂韌度K1c試驗方法》進行。
2.裂紋張開位移COD。當裂紋尖端超過小范圍屈服而進入大范圍屈服時，以應力場的強弱來描述受力的大小已沒有實際意義，因此斷裂失穩擴展臨界條件K1=K1c也失效了。在彈性斷裂力學中，以裂紋張開位移法即COD法應用最廣。研究表明，不同厚度試樣在破壞時的臨界張開位移基本相同。因此可用裂紋張開位移作為斷裂判斷依據參量。
采用裂紋張開位移法即COD法的斷裂判據為：δ≤δc
式中：δ—外力所產生的裂紋張開位移，mmδc—裂紋張開位移臨界值，與線彈性斷裂力學中的斷裂韌度K1c相似，它反映材料對裂紋開裂的抗力，mm。
四、結語
壓力容器設計是一門知識量要求涵蓋各個學科的復雜工種，任何知識的缺失都會對設計產品的質量產生影響從而對國家人品生活造成影響。以上簡單對壓力容器中材料最基本的力學性能及其指標進行了介紹。
參考文獻
[1] 王從曾，材料性能學，北京：北京工業大學出版社，2001.
[2] 匡震邦等，材料的力學行為，北京：高等教育出版社，1998.
1 金屬材料焊接中的缺陷
1.1 出現焊接裂紋
在金屬的焊接當中有一種比較常見的情形就是裂紋，而裂紋主要是結晶狀態的不同之間相互變化而產生出來的。裂紋的出現時間并不是很長，有時馬上就會顯現出來或者停止片刻即可見，而它的出現位置經常是在焊接母材與交界的熔合線上，冷和熱是裂紋的主要分類。
熱裂紋是基本上發生在偏析位置的。它的形成原因主要是遺留在熔池當中熔點低凝結點高冰潔塑造性低強度差的雜質晶體，由于這些雜質晶體的諸多缺陷而導致在收到束縛的時候就容易被拉開，這就是熱裂紋的形成過程[2]。與此相對的冷裂紋，首先在時間上就熱裂紋較遲，在焊接期間或者之后發生，而當低氣溫降臨時就會有裂縫產生，甚至有的冷裂紋出現時間更是比較滯后，在幾天之后才會出現，這樣的情況就極易影響結構安全的正常使用[3]。
1.2 出現未焊透、未熔合現象
當金屬沒有全部焊到接頭的最深處也就是根部的時候，導致木材金屬不能完全被融化掉，從而引起的就叫未焊透，它的主要針對的對象就是木材。這種情況也就是未焊透的弊端非常之多，頻繁的使得焊縫的有效面積會逐漸變小，隨之也令接頭強度不斷變弱，最后導致焊縫的疲勞強度不斷下降[4]。與未焊透比較相似的另外一種情況就是未融合，顧名思義就是金屬之間沒有完美的融合聯合，它所帶來的缺陷就是減小了承載面積，使得聚集應力很艱難[5]。
1.3 出現夾渣情況
在焊接的過程當中焊縫會有一些殘渣遺留，我們可以把它簡而言之的稱為熔渣[6]。有很多原因致使熔渣得以形成，舉個例子來說，當電流強度不夠或大或小、焊接的速度或快或慢、焊條選擇的不合理、坡口角度不合適或者焊條偏芯等原因都會使得焊縫邊沿遺留熔渣。
1.4 出現其他缺陷
（1）焊縫組織有可能達不到要求，或者因為沒能達到標準的化學成分，還有就是發生在焊接期間由元素燒損而導致的焊縫金屬化學成分的不穩定等。這一切都會不斷減弱焊縫的力學能力，從而更加嚴重的使得接頭的耐蝕性也遭受侵害；
（2）咬邊也是在焊接過程當中會發生的，主要還是因大電流或不合適的焊條角度再封的焊縫邊沿的凹坑沒有很好地在第一時間填充金屬而造成的[7]。這一種現象可能會使得金屬材料的使用面積大大減小，與此相伴也令結構的承受抗壓力這一指標難以達到要求，更嚴重的就是因反作用力大大聚集而導致裂縫。
2 金屬材料焊接中的防治措施
種種弊端都是極易出現在金屬材料焊接過程當中地，這樣就不得不擔心金屬材料的質量問題，由此可見，當我們在面對這些缺陷時，及時合適的防治措施是非常必要的。
2.1 防止裂紋的措施
針對防止裂紋的措施主要有以下幾點：一是要嚴格遵守與之相關的各項規則，慎重斟酌自己要選的焊接程序，嚴守焊條的標準，認真辨別其酸堿性，為了達到更好的效果可以將其放在穩定的保溫室內，當我們需要用的時候再把它拿出來；二是要小心謹慎地清理接口，保證上面沒有水分、油漬或者是其他遺留的痕跡；三是當我們在焊接期間，注意選擇較小電流，然后選擇多個焊道、多種層次來嚴格執行，這樣就很好地使得產生裂紋的機會大大減小，而且還可以提高焊縫的形狀洗漱，使得焊接的應力也減小了[8]。
2.2 防止未焊透、未熔合的措施
當焊接還沒有開始的時候，我們要做好一些準備工作，如合理選擇坡口角度和尺寸，正確選擇焊條的直徑。其次對于電流大小和焊接的速度也要細心選取[9]。而在焊接進行的過程的當中，也要注意恰當的搖擺上面的鏈條，聚精會神地觀察兩邊的變化情況[10]。必須保證所有的流程都能遵守正確的技術并且遵循施工的規格來實施。
2.3 防止夾渣的措施
第一就是要特別重視焊條的選擇，酸性和堿性不同的焊條的要求也是不一樣的。第二就是要有合適的坡口角度以及能夠控制不能太快的焊接速度[11]。
2.4 加強焊工的技能
焊接對焊工也是有一定的技術要求的，培訓基本技能是很有必要的，培訓的內容主要有如何選擇所要使用的材料和具體的施工環境，而在焊接的過程當中應該保持怎樣的姿勢和控制也都是需要進一步學習的，使得焊接工作在沒有任何外力的影響之下順利進行，從而使得當中的弊端可以進一步減小。與此同時，對于焊工的自控能力也要進一步提升，要使得每一個焊工都能合格，對其素質和技能嚴加把守。
2.5 其他綜合措施
除此之外，我們還要注意其他的綜合措施，比如，對于施工的環境也要多加要求，如果當時的氣溫比較低，就要對所使用的材質進行一定的加熱，在施工地區也要建立一定的清潔區域，但是要保證在工作期間通風，對于空氣濕度盡量要低于百分之九十、并且保證氬氣的濃度要大于百分之九十九等一系列措施。
摘要：材料主要包括三類，即金屬材料、非金屬材料以及符合材料。材料必須經過加工、制作成成品，才能發揮其功效，在加工材料的過程中有必要掌握材料成型、控制工程等方面知識。本文通過剖析材料成型和控制工程中的加工金屬材料的具體措施，重點闡釋金屬材料加工的相關注意事項和正確方式，以此作為相關人員科學性選擇金屬材料成型方法的理論依據。
關鍵詞：材料成型；控制工程；金屬材料加工
1材料成型與控制工程概念闡釋
材料成型與控制工程是一個實用性學科，該學科剖析各種類型材料的宏觀結構、微觀結構、表面形態轉換，深入研究材料熱加工方法和塑性成形方法。材料成型與控制技術一般應用在機械制造行業、建筑行業以及設備加工行業，技術水平直接決定了這些行業產品制造質量、產品制造效率，關系到制造行業的利潤，對于我國工業發展起到關鍵性基礎作用。一般來說，產品設計必須應用材料成型與控制工程理論內涵以及具體的加工工藝，確定材料的性質、特點以及加工成品的功能，合理規劃設計材料加工。金屬材料是目前工業生產中較為常見的材料，材料成型與控制工程以分析金屬材料性質、特點為主，充分考慮到材料成型與控制工程理論內容以及金屬材料加工方法，探究材料成型與制造的關鍵技術，并利用領先的加工技術，實現制造技術的革新，確立我國工業制造的領先優勢。加工金屬材料時，需要應用到多種工藝技術，例如沖壓、擠壓、鍛造、鑄造以及焊接等工藝，這些工藝對技術水平提出了較高要求，每個技術環節出現差錯都極易導致成型產品出現瑕疵，成型產品質量難以達標，其使用性能不能達到相關要求。因此，使用、加工金屬材料之前，應仔細分析材料的物理性質、化學構成，并對材料進行測試，使其達到加工成型相關要求，結合此種材料的工作環境特點準備復合材料。
2材料成型與控制工程中加工金屬材料的具體方式
2.1機械加工成型方法概述。機械加工成型作為金屬材料加工過程中使用最為頻繁的一種方式，這種方法的優勢在于加工簡便，設備資源較為豐富，加工金屬材料的范圍涉及到多個種類，加工精度高，能夠加工幾乎所有的金屬材料。機械加工設備由普通機床逐步升級到數控機床，早期車、銑、刨、磨加工工序是單一的、獨立的，現如今已經形成具備綜合加工能力的加工中心，提高了加工效率和加工精準性。機械加工金屬材料需要結合產品的材料性質、形狀特點，分析選擇對應的加工工藝，確定工藝路線，選擇鉆、車、銑等加工方法以及相應的加工刀具。通常在對硬度較低的金屬材料進行機械加工時，鉆、銑等加工方式需要應用高速某材料刀具，車削加工應用硬質合金類刀具，此類刀具表面適合涂層使用；在機械加工高硬度金屬材料時，適合選擇金剛石、立方氮化硼、陶瓷等材料制作的刀具，加工時使用切削液，能夠降低加工金屬材料表面和刀具的摩擦力，并將加工時產生的熱量帶走，確保材料加工質量達標。在機械加工特殊金屬材料時，適合選擇線切割、雕刻、電火花等加工方式，對于表面質量有較高要求的，應采取磨削加工方式，并根據具體情況實施拋光處理。2.2粉末冶金成型方法概述。粉末冶金技術是一種傳統的材料成型與控制工程加工成型技術，該種技術在促進我國工業發展起到了積極的作用。粉末冶金成型技術最初應用在復合材料零件的制作過程中，利用壓力成型的工藝完成加工、成型，適合應用在尺寸小、形狀單一的零件制造中。該技術具有較強的適應性，能夠應用于多種材料，工藝流程并不復雜，使用時突出增強相分布均勻、組織細密、界面反應少的特點。伴隨科技的進步、加工制造技術的突破，該種技術也得到了發展和改進，現如今該技術主要應用于汽車、軍事領域產品制造中，例如預制破片、剎車片等。應用粉末冶金成型技術生產、制造的金屬產品具有較強耐磨性、較大強度，應用在特種工程領域中能夠體現出較高的應用價值，例如含油材料制品。粉末冶金成型技術根據成型方式劃分成三類：傳統壓制成型方式，注射成型方式，3D打印成型方式。粉末冶金成型技術在應用過程中必須將成型方法與金屬材料的物質性質、化學性質、產品特點、產品要求相一致，以此來提高產品質量、產品精度、生產效率。2.3粉末冶金成型技術分析概述。粉末冶金工藝流程包括配料環節、混料環節、成型環節、脫脂環節、燒結環節、后處理環節。汽車以及機械設備使用的齒輪具體以壓制成型的加工工藝為主，這種工藝具有較高的生產效率，且材料成本低廉，產量大，適合規模生產。輕武器零件類似扳機等，具有較高的機械性能要求和尺寸精度要求，同時該產品形狀復雜；醫療器械例如止血鉗等產品要求較高的機械性能和表面質量標準；電子零件例如手機按鍵，具有較高的尺寸精度要求和質量要求，這些產品都應選擇注射成型工藝加工，待燒結后制品無成分偏析，精度準確、機械性能好、組織致密、表面質量好，密度為7.6g/cm3~7.8g/cm3，后期能夠采用整形、熱處理、表面處理、機械加工工藝進行加工。現如今，應用粉末冶金成型技術能夠體現出性能良好、效率高、生產成本低的優勢。2.4沖壓、擠壓、塑性成型方法概述。沖壓、擠壓、塑性成型方法的應用范圍最廣。技術人員僅需要結合基礎材料成型特點，利用模具表面涂層以及技術，優化加工過程中的應力狀態，從而減少材料加工成型中的摩擦阻力，釋放材料壓力，提高產品質量。沖壓、擠壓、塑性成型過程在加工復合材料時，應結合增強材料比例、材料尺寸、材料強度、材料種類、材料質量選取適當的沖壓、擠壓、模鍛及其他塑形方式，進而制造高質量金屬材料制品。塑性成型過程中如果被加工金屬強度低，應提高加工速度。上述內容重點闡釋了應用沖壓、擠壓、塑性成型方法時應重視模具的設計、制造、方法、條件。2.5鑄造成型方法概述。鑄造成型加工方法包括熔模法、壓力法、反重力法、消失模法，離心法等，通常應用在低精度要求大批量產品成型，這些產品都需要后續機械加工操作。
3結語
材料成型與控制工程中金屬材料加工工藝水平將對金屬材料的功能、應用效果產生重要影響。金屬材料成型方式很多，重點是結合材料特點、產品功能選擇加工方式。技術人員應深入學習材料成型與控制工程的理論內涵和實踐操作，設計、生產出來的產品與技術材料成型的技術要求相符，讓金屬材料加工制造水平進一步提高，增強我國工業制造核心實力。
作者:竇君印子林趙星昊單位:華北理工大學
金屬材料在工業制造領域應用廣泛，不同的應用環境對金屬材料的性能也會有不同的要求。金屬材料根據組成元素和結構的不同，可以分為黑色金屬材料、有色金屬材料和特種金屬材料。金屬材料的性能會隨著組織結構的變化而變化，在工業生產中要控制好金屬材料的組織結構，以得到具有特定性能的金屬材料。
關鍵詞：
金屬材料；組織結構；性能指標
在人類的生產生活當中，鋼材、鋁合金等金屬材料起到了基礎支撐性作用。當今時代的發展和進步離不開對新材料的開發和應用，人類通過不斷認識和制造出新的金屬材料，實現科技的進步和發展。然而，金屬材料的性能受到多種因素的影響，其中影響金屬材料性能的一個因素就是金屬材料的組織結構。在對金屬材料的生產制造中，要正確認識金屬材料內部組織結構與結構性能的關系。通過調控好金屬材料的組織結構，使金屬材料獲得特定的性能，滿足人們的生產生活需要。
1金屬材料的分類與簡介
金屬材料是指以金屬元素為主要組分構成的具有金屬特性的一類材料的統稱。金屬材料是現代制造業的基礎，金屬材料的性能和質量直接關系到機械制造業的發展。根據金屬材料的組成和性能不同，金屬材料大致可以分為黑色金屬材料、有色金屬材料和特種金屬材料三類材料。
1.1黑色金屬材料
黑色金屬材料是指以鐵、鉻和錳為主要元素組成的金屬類材料，包括碳鋼、鑄鐵及精密合金等。黑色金屬材料在人們的日常生產生活中應用最為廣泛，也是工業建設活動中所使用的基礎性材料。黑色金屬材料的產量占到了所有金屬材料總產量的95%以上，是最為常見的一類金屬材料。以鐵基材料來說，根據材料中的含碳量不同，可以分為三大類型。一是工業純鐵，這類材料的含鐵量達到99%以上，含碳量小于0.02%。工業純鐵又稱為熟鐵，具有銀白色金屬光澤，質地相對較軟，不能用于制造刀劍、鐵犁等常見工具。二是鋼材，其是含碳量在0.03%～2%的鐵碳合金。碳鋼是最常見的鋼鐵材料，冶煉方便，具有一定的結構強度，適用于大多數金屬制品的制造。三是鑄鐵，其是含碳量為2%～4.3%的鐵碳合金材料，鑄鐵的質地硬而脆，但耐壓耐磨[1]。由上述分析可以看到，同樣是鐵基金屬材料，含碳量的不同會造成金屬材料差異巨大。
1.2有色金屬材料
狹義的有色金屬材料是指除了鐵、鉻錳之外的金屬材料，廣義的有色金屬材料還包括各種有色金屬合金。在當代社會，新的科技設備對金屬材料的性質有著特殊的要求，有色金屬材料的產量和用量雖然很小，對各種新產品的性能卻起著至關重要的作用。在全球范圍來說，有色金屬的儲量要遠小于黑色金屬，因而只有在特殊的工業制品中才會用到有色金屬材料。有色金屬材料通常可以分為輕金屬、重金屬、半金屬、貴金屬、稀土金屬和稀有金屬。與傳統的黑金屬材料相比，有色金屬材料的加工制造難度較大，在生活中應用較少。有色金屬材料通常應用于特殊產品如導彈、衛星、潛艇和雷達的制造當中。
1.3特種金屬材料
特種金屬材料是近年來新開發的一類特殊的金屬材料，在生產生活中應用更為稀少，它們是具有特殊用途、結構和功能的金屬材料。根據內部結構的不同，特殊金屬材料可以分為準晶態、非晶態和納米晶態等金屬材料。特殊金屬材料現階段仍然處于研究開發階段，在日常生活中應用較少，目前主要應用于航天制造等尖端科技產品的制造當中。
2金屬材料的內部組織對性能的影響
金屬材料往往具有一定的硬度，具有良好的導電導熱性能，正是基于這些特性，金屬材料在人們的生產生活中得到了廣泛的應用。金屬材料的結構性能與內部的組織結構關系巨大，在金屬材料的制備過程中可以通過調控金屬材料的內部組織結構，達到改變金屬性能的目的。
2.1晶粒對金屬材料力學性能的影響
金屬的力學性能又稱為金屬的機械性能，也是鋼筋等常規金屬制品最為關注的結構特性。金屬材料的力學性能包含多方面的指標，包括強度、韌性、塑性和彈性等。只有掌握了不同金屬所具有的特定性能，在金屬加工制造過程中才能合理地選擇恰當的金屬材料。純的金屬材料屬于晶體，不同類型的金屬材料其內部的晶粒大小、形狀和晶體內部缺陷不同，這些組織結構特性會影響金屬的力學性能。金屬內部的晶粒越小，晶體的韌性就越高，塑性越好[2]。
2.2金屬的同素異構轉變對金屬性能的影響
在現代化冶金技術的發展下，合金被大量的加工和使用。以鐵碳合金來說，其基本組織結構有多種形態，在不同的要求下要選擇不同的合金材料。鐵素體在常溫環境下性能接近純鐵，但是強度和硬度相對較差；奧氏體的結構強度和硬度較強，同時可塑性也較好；回火索氏體各項指標較為平均，綜合性能較好。由此可見，同種元素組成的金屬材料在不同的加工工藝的影響下，所得到的材料的性能差異很大。控制金屬的同素異構體的特性是控制金屬性能的有效途徑。
3結語
金屬材料是人類生產生活的基礎性材料，在工業制造領域得到了廣泛的應用。金屬材料可以分為黑色金屬材料、有色金屬材料和特種金屬材料。金屬材料的性能受到金屬的組織結構性能的影響，通過調控金屬材料的內部組織結構可以對材料的各項性能進行有效的調控。金屬材料內部的晶粒大小和結構、金屬材料的同素異構轉變都會對金屬材料的性能產生巨大的影響。
參考文獻：
[1]張炯.闡述金屬材料組織和性能之間的關系[J].科技創新與應用,2016,6(3):81.
關鍵詞:金屬材料 磨損失效 防護措施
中圖分類號：TB31文獻標識碼： A
工業生產過程中，材料科學的地位無疑是舉足輕重，金屬材料的磨損失效現象往往會引起從業者的格外關注。由于金屬材料的磨損大大降低了金屬的使用可靠性,同時減少了金屬材料的使用壽命。因此，如何通過分析金屬材料的磨損形式及磨損機理,解決金屬材料的磨損失效是金屬工業中的重中之重,是工業發展不可缺少的組成部分。
1 金屬材料磨損失效的危害
在金屬材料的使用過程中,兩個互相接觸的金屬材料表面之間由于相互接觸摩擦和相互運動會引起材料表面的損耗,摩擦損耗往往會對金屬材料的尺寸、外形、結構及性能造成不同程度的影響。在工業機械設備的運轉過程中，由于工作環境差，工作強度高，工作時間長，維護不及時等原因，機械設備在實際工作中經常處在較大負載、沖擊、振動的工況下，部分設備基本上日夜連續進行高強度運行，使得機械設備容易產生疲勞磨損，加劇了關鍵部件的老化磨損速度。再加上煤礦中可能含有矸石等硬的成分，更加重了設備的磨損。這種磨損積累到一定程度，就會影響到設備各零部件的機械性能，甚至會發生意外事故，危及職工的人身安全，影響企業的經濟效益和企業形象。因此有效的減少磨損，降低機械的損耗，對保證企業的經濟效益有一定的作用。
2 金屬材料磨損失效的基本形式
金屬材料的磨損失效在工業建設中是不可忽略的問題,也是亟待解決的問題。而在工業建設中,要想及時有效地解決這種金屬失效問題,清楚掌握造成這種金屬磨損失效的形式及機理顯得尤為重要。在現代的工業建設中,金屬的磨損失效主要有以下幾種形式:
2.1磨粒磨損失效
磨粒磨損失效是由于金屬的磨粒磨損造成的金屬材料相應性能的損失,是材料磨損失效的普遍形式。根據磨粒磨損過程中金屬材料磨損表面所受的應力和沖擊力不同,我們可將磨粒磨損分為鑿屑磨損、擦傷磨損以及碾碎磨損。通常情況下,在高應力和硬磨粒的狀態下,會出現鑿屑磨粒現象;而在磨損過程中,如果磨粒硬度相對較小,則會劃傷金屬材料表面,使得金屬材料上出現凸凹不平的現象,這種磨損叫做碾碎式磨損;如果造成磨粒的應力相對較小,則會出現擦傷磨損。
2 . 2 黏著磨損失效
黏著磨損失效則是由黏著磨損造成的金屬性能失效,而這種黏著磨損則是一種較為復雜的磨損。一般情況下,如果兩個相對滑動的金屬材料表面不良或者超負荷工作,這就會造成金屬表面的應力過高;當相對滑動的金屬表面的應力達到一定程度時,就會造成接觸面溫度急劇上升,致使金屬局部熔化,在之后的冷卻過程中,接觸面會固相焊接。當金屬表面再次滑動時,足夠的切向力會使得黏接點斷開,破壞金屬的摩擦表面,從而會產生金屬磨屑,產生黏著磨損。
2 . 3 疲勞磨損失效
當金屬材料的摩擦副表面在相對滑動過程中,往往會忽略周期負荷的作用,這在循環往復的工作回合中,會使得接觸應力增大,直到超過金屬材料的承受范圍,最終導致金屬材料的變形以及其它各種失效現象。在摩擦學中,疲勞磨損往往會被認為是由長期的周期負載造成的。長期的周期負載會使金屬材料結構變形,表面塑像變形,更有甚者會使金屬表面出現裂紋。在彈力學中,金屬材料的疲勞磨損則是十分嚴重的問題,必須快速有效地解決疲勞磨損。
2 . 4 腐蝕磨損失效
在工業機械設備工作的過程中,其中的金屬材料難免會和空氣及水汽等介質接觸,而金屬的活潑性又使得金屬極易和這些介質發生相應的化學或電化學反應,這就會造成金屬的腐蝕磨損。在腐蝕磨損中,腐蝕物是不可避免的,而這些腐蝕物則會繼續產生其他磨損,使得磨損重疊,加劇金屬材料的磨損程度,產生更嚴重的失效。
2 . 5 微動磨損失效
在機械設備的金屬材料中,相對滑動的金屬材料很容易產生磨損,而相對固定的金屬材料也會產生磨損,只不過磨損情況相對較輕。在相對固定的金屬材料和副材料的摩擦表面之間,往往會因為周圍環境的影響產生接觸面微小的相對運動,而這種振幅較小的相對振動則是產生微動磨損的原因。
3 金屬材料磨損失效的防護措施
3 . 1 提供良好的工作環境
機械設備的工作環境是造成金屬材料磨損的主要因素之一,因此改善機械設備的工作環境是處理金屬磨損的有效方法。在機械設備的工作過程中,要最大程度的優化其工作環境,減少設備的超額工作時間,同時防止各種腐蝕性物質因操作不當而浸入機械設備中,從而營造一個良好的工作環境,增強金屬的防護能力,保持金屬材料的連續使用性。
3 . 2 合理選擇金屬材料
在良好的工作環境的前提下,合理地選擇抗磨性的金屬材料也是金屬材料的防護手段之一。通過上文的分析,金屬材料的自身性質是金屬磨損的決定性因素,所以在金屬材料的選擇過程中,要根據金屬材料的工作環境,合理的選擇工作材料。同時,在選定材料后,也可對金屬材料進行表面強化,提高材料硬度,增強其耐磨性。
3 . 3 金屬材料表面和結構強化
在金屬材料相對運動的過程中,材料的表面特征則會大大影響金屬的磨損;因此,改善金屬材料摩擦便面的光滑程度,降低摩擦表面的摩擦系數,可大大降低金屬磨損。同時,金屬材料的結構也大大的影響著金屬材料的磨損,合理的金屬配合方式便可在很大程度上降低金屬磨損。
3 . 4 定期進行金屬材料保養
在做好了所有的前期處理之后,金屬材料的定期保養也是非常重要的。在設備運作一段時間之后,對金屬材料進行保養,可很大程度的修復和改善金屬的性能,增強其抗磨性,從而提高金屬材料的使用壽命。
3.5研究新理論，設計新方案。
設計新型機械設備是減少機械設備的磨損失效最有潛力的方法。這樣可以促進中國企業設備升級，提前減少因為機械磨損而帶來的損失，雖然更新設備需要資金花費，但是從長遠來看，減少了每年的維護開支。這需要從摩擦、等相關學科和理論入手，分析現有的磨損問題和失效形式，研究失效的宏觀和微觀機理，給設計提供足夠的理論支持。然后根據這些研究結果和思路，結合現有的采礦設備，設計出可靠性更高的機械或者對現有的機械進行改造
3.6采用新材料，
應用新工藝使用抗磨材料、提高抗磨能力是減少金屬材料機械的磨損失效最有效的方法。在目前的情況下，采用新的材料，或者使用新的加工工藝，對較容易出現磨損失效的零部件進行抗磨處理，無疑能立馬進行替換，從而增加機械設備的可靠性。例如：我國的煤礦機械大多數都是國產的，其中的耐磨部分普遍采用低碳錳鋼作為原材料。加入了其他合金元素的低碳錳鋼在強度和抗磨性上跟其他碳鋼相比，有很大的優越性。但是與國外的優質鋼材相比，還是有很大的不足。象刮板輸送機的中部槽，國產鋼板就需要45mm厚，為達到同樣的輸送量和使用壽命，而使用進口的鋼板只需要30mm的厚度即可。
結束語
我們知道，金屬材料的磨損大大降低了金屬的使用可靠性,同時減少了金屬材料的使用壽命。所以,我們必須通過對金屬材料磨損形式和機理的分析,采取合理的防護措施來增強金屬材料的抗磨性,同時也要不斷地研發新型耐磨金屬材料,來降低金屬材料磨損失效的可能性,這樣才能避免工業生產中意外事故的發生,從而保證工業企業的經濟效益和從業人員的人身安全。
參考文獻
[1] 鄒志芳 ,張劍鋒 .磨損與抗磨技術 [M].天津，天津科技翻譯出版公司,2011.
[2] 徐松.金屬材料磨損失效及防護的探討[J].現代技術信息 ,2010.
[關鍵詞]金屬材料 熱處理 工藝
中圖分類號：TG156 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）27-0010-01
一、金屬材料結構與組織概述
從時間角度分析，在幾千年之前的鐵器時代中，金屬材料便出現在人們身邊，金屬材料被制作出生產勞動工具以及其它工具，與此同時，人們也清楚認識到了熱處理的作用。從當前的發展趨勢分析，在近幾年社會經濟與科學技術的不斷發展，我國金屬材料加工工藝已經得到了創新發展，并在國際中占據重要地位，尤其在工業技術產業的創新發展下，越來越多的領域加強重視金屬材料，應用最多的便是合金材料，從宏觀角度分析，無論哪一種材料，只有將其實施熱處理，將內部組織結構改善，才能發揮其作用[1]。從微觀角度分析，雖然經過熱處理加工工藝，金屬材料發生變化，但是金屬材料外部形狀以及化學成分不會發生變化，僅僅改善金屬構件內部的顯微組織，但是從整體角度分析，金屬材料的性能發生了重大變化。
二、金屬材料熱處理工藝的概述
所謂的熱處理便是將金屬的材料放到對應的容器之中，對其進行加熱、保溫、冷卻，將材料的表面、內部結構組織進行改變，是對金屬材料性能進行控制的一種工藝。從某個角度分析，金屬材料熱處理工藝的應用，可以進一步增強零部件耐磨損、抗疲勞的能力，還可以提高零件的整體使用強度，保證金屬材料的使用壽命。當然從經濟角度分析，金屬材料熱處理工藝能夠提高經濟效益，節約資源，避免產生污染[2]。熱處理工藝則是相關工作人員將金屬材料進行加熱，在加熱到一定溫度之后，根據材料大小以及形狀不同采取保溫措施，并對其進行冷卻，其中值得注意的是淬火的應用能夠將材料進行加熱與保溫，并在此之后將材料放入到水中進行冷卻，這種方式下金屬材料的硬度會得到提高，但是相應的脆度也會得到加強，因此為從根本上降低物體脆性，則需要將經過淬火之后的金屬工藝進行保溫，而后進行冷卻。
三、金屬材料與熱處理之間的關系
（一）熱處理預熱與金屬材料切削性能之間的關系
從全局出發分析，在當前我國金屬材料加工企業在熱處理預熱以及金屬材料切削方面存在聯系，這樣一來，則可以進一步提高金屬材料的屬性。除此之外，在金屬材料在熱處理預熱之后，金屬材料的內部結構會產生非常大的變化，只有經過預熱，金屬材料的內部結構會發生變化，當然只有經過預熱，才能進一步改善材料的硬度以及外形，才能將金屬材料的屬性得到改良。從某個角度分析，材料內部發生變化，金屬材料的切削性能得到改善，切割演變的比較簡單。由此可以了解到熱處理預熱能夠給金屬切割產生影響，是熱處理以及金屬材料之間十分重要的關鍵載體。
（二）熱處理溫度與金屬材料切邊之間的衡量關系
從整個熱處理過程中往往最為主要的便是要將其溫度掌握好，之所以需要做好這一點是因為金屬材料切邊會受到相關溫度的影響。在經過熱處理之后，物理狀態、硬度以及形態會發生重大變化，性能也會產生重大變化[3]。除此之外，在經過數據計算統計之后，與實際的情況相互對比，可以清楚了解到金屬切邊的性能發生重大變化。因此筆者認為在金屬材料與熱處理中需要掌握的便是材料數據，要保證溫度的合適性。
（三）熱處理與金屬材料韌性的關系
毋庸置疑，有非常多的金屬屬性存在缺陷，具有代表性的便是韌性不足、硬度不足，且有非常多的金屬材料在熱處理之后，其韌性會得到提高，金屬材料的作用也會得到發揮。當然，在熱處理之后，金屬材料的強度硬度會因為內部結構發生重大變化，其狀態比較穩定，性能也會得到改良。
四、金屬材料銹蝕、開裂問題分析
一般情況下，在金屬加熱中或者冷卻的過程中，如果刻意的拉伸則會改變材料本身的內部組織結構，往往會導致材料會因為外界環境影響而發生變化，從而出現鐵銹，這樣一來則會導致金屬材料的脆性增加，出現斷裂現象。從另外一個角度分析，金屬材料在存放的過程中如果收到影響，那么則會導致材料本身發生變化，會出現生銹現象，如果不及時進行處理，那么則會逐漸腐蝕材料，導致金屬材料表面不光滑，內部結構不完成，嚴重影響金屬材料的實際使用。在日常工作中，需要對金屬材料保管加以關注，還需要定期或者不定期的進行清理，對于還沒有使用的原材料要將表明上所存在的鐵銹進行清理，然后再投入使用。對于已經妥善保管的金屬材料，可以在表層涂抹防銹涂層，避免材料的形狀以及結構發生變化。與此同時，如果不及時將金屬材料的鐵銹及時清理掉，那么則會導致對環境產生污染，甚至對人員造成事故[4]。舉例說明：在2005年廣東某一家石油化工車間出現爆炸，造成多人傷亡，設備損害，之所以產生這種現象的原因則是缺乏對日常設備的管理與檢查，管道出現銹蝕，沒有經過處理，在長期腐蝕中出現慢性病。
在金屬材料熱加工中還會出現另外一個問題，即出現開裂情況，這種情況同樣會對金屬材料的性能造車能夠影響，之所以產生開裂現象的原因是由于在熱加工過程中溫度忽高忽低，所以相關人員在熱加工工藝處理的過程中，需要控制好溫度，提高材料的韌性承受能力，形成結晶。
五、金屬熱處理工藝未來的發展
在當前社會經濟以及科學技術的不斷發展下，金屬材料熱處理加工已經成為了現階段十分重要的組成內容，但是在大多數金屬材料熱加工的過程中，會出現斷裂現象，這種情況則會嚴重影響了材料再結晶的效果[5]。因此在金屬材料熱處理加工的時候需要對溫度加以控制，使其形成結晶。從另外一個角度分析，科技在發展，在進步，工業、農業在發展過程中離不開機械設備，金屬材料熱處理已經發展成為了最為主要的任務與內容。熱處理行業看似比較良好，但是卻存在危險性，且金屬以及金屬材料需要進行高溫加工，很多生產加工設備在運行如果不更新換代，那么則會存在非常多的安全隱患，且在金屬材料高溫加工以及加熱的時候會產生有害氣體，這些有害氣體如果被人們吸入到體內，則會威脅人體健康。熱處理行業屬于污染型行業，在進行處理的時候需要考慮環境問題，并且不應該構建在居民區以及商業區，避免對人類造成傷害。
結語：
綜上所述，在科學技術的不斷發展下，我國工業技術水平越來越高，其中金屬材料熱處理已經達到了全新的發展水平，且提高了金屬材料的有序發展與進步。
參考文獻：
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對于金屬材料而言，蠕變損傷出現后，應通過一些具有代表性的指標來進行檢測。運用電阻法在檢測過程中，主要是觀察金屬材料蠕變過程中電阻率的變化情況，根據不同的變化來進行判定，并且要結合實際的情況來確定，避免出現檢測上的失誤。
（一）蠕變損傷
現階段的金屬材料雖然在性能和壽命上均有一定的提升，但并不代表著金屬能夠完全抵御各種環境上的壓力。高溫、高壓環境對于金屬材料而言，是很大的挑戰。例如，當金屬材料處于高溫環境之中的時候，自身受到的應力會低于金屬材料在該溫度下的屈服點，長期的作用以后，金屬材料本身，會出現一種緩慢的、連續的塑性變形情況，我們將這種塑性變形稱之為“蠕變損傷”。金屬材料在蠕變的過程中，往往會伴隨一定程度的損傷，在達到某一個的峰值后，就會出現更大的損傷。我們將蠕變損傷積累到一定程度的結果，稱之為“蠕變斷裂”，這種情況突出表現為金屬材料的破裂、明顯的孔洞等等。
（二）電阻率變化
電阻法在金屬材料蠕變損傷檢測中應用時，主要考慮到的指標是電阻率的變化。從客觀的角度來分析，蠕變損傷在出現后，勢必會導致金屬材料的內部出現一些變化，這些微小的變化被稱之為物理性能上的變化。而對于電阻而言，自身的敏感性較高，利用電阻率的變化來實施檢測，可以取得較為準確的結果。例如，耐熱鋼作為目前比較高性能的金屬材料，其在蠕變過程中，電阻率在最開始表現出了下降的趨勢，之后會表現出緩慢的下降，最后則表現為突出的上升趨勢。根據電阻率的變化情況、數值的統計等，就可以較好的對耐熱鋼的蠕變損傷予以判定和分析，之后采取必要的手段來維護和彌補，從而避免造成安全事故。
二、電阻法的應用
金屬材料出現蠕變損傷是一種必然的情況，任何一種金屬材料的服務時間都是有限的，定期對金屬材料的蠕變損傷進行檢測，可確保金屬材料是安全使用的，避免造成安全隱患。應用電阻法的過程中，則需要根據實際的需求，選擇不同的體系和針對性的方法來完成，這樣才能實現最準確的檢測。
（一）測量原理
電阻法在測量金屬材料蠕變損傷的時候，主要是以數字顯示技術作為基礎，從而對微小的電阻進行有效的測量，之后運用恒流源V-A法，直接測量電壓降。具體的測量原理如下：首先，選擇高穩定度的恒流源、選擇高輸入的阻抗儀、放大器。其次，準確的定位被測定的電阻，在該電阻上流經恒定的電流，此時，在被測定電阻的兩端部位，就會產生電壓降，倘若恒流源輸出的電流不變，那么在實際的操作中，就可以準確的測量電壓信號，最終會比較真實的反映出被測電阻的具體大小，從而完成對蠕變損傷的檢測，包括金屬材料的使用壽命、損傷大小、損傷的部位等等。
（二）測量結果
電阻法在金屬材料蠕變損傷的檢測中，應對測量結果進行全面的分析，否則無法確保該方法是否有效，也不能深入了解蠕變損傷的情況。以耐熱鋼為例，比較硬度變化趨勢和電阻率變化趨勢可以發現，硬度陡降過渡到平緩下降的過渡點，正好是電阻率變化的最低點，而這個最低點所對應的時間正好是蠕變孔洞形成的開始點，金相試驗和電子顯微分析都證明了這一點。隨著蠕變孔洞的萌生、發展和連接，進而形成孔洞鏈，攝后形成微裂紋，導致材料斷裂失效，電阻率又上升達到一個極值，硬度下降達到一個極值。另外，顯微組織、硬度與電阻率之間有一定的對應關系。從高溫加速試驗可以看到，由于材料顯微組織結構的改變，導致材料的瞬時彈性強度、硬度下降，即材料的機械性能越來越惡化。而電阻率的變化與前面分析的電阻率的變化機理是一致的。由此可見，利用電阻法對金屬材料的蠕變損傷進行檢測，可以獲得理想的效果，無論是在理論上還是在實際的操作中，均取得了非常優異的成績。所以，可以在金屬材料蠕變損傷的檢測中，將電阻法進行廣泛的應用，也可以進行針對性的測量，獲得更多數據和信息的同時，能夠有效維護。
關鍵詞：新型；金屬材料；成型加工；概況；技術
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.14.019
目前新型金屬材料成型加工技術的發展勢頭良好，其材料特性相比普通金屬具有更高的性能優勢，在不斷發展中成為了工程建設的重要材料，也催生了許多新型金屬材料成型加工技術。盡管當前階段新型金屬材料成型加工技術的發展狀況良好，還得到了我國政府有關部門在政策和資金上的支持，使得新型金屬材料成型加工技術進入了發展新階段；但是受到傳統技術觀念和落后管理模式的限制，新型金屬材料的成型和加工技術的發展陷入困境，不利于相關技術在生產中發揮自身優勢。所以，本文就從新型金屬材料成型加工技術的概況出發，對新型金屬材料成型加工技術和方法進行分析和研究。
1 新型金屬材料成型加工技術的概況
雖然新型金屬材料成型加工技術得到了快速發展，其發展成果和具體表現還得到了研究人員和管理人員的認可和重視，但是大部分企業的領導層并不了解新型金屬材料成型加工技術的重要性，受到專業性的限制，使得新型金屬材料成型加工技術無法得到有效發展，長此以往就會對新型金屬材料成型加工技術產生消極影響。由此可見，新型金屬材料成型加工技術的概況需要得到有效分析，特別是其特性和選擇原則更是研究的重點，為新型金屬材料成型加工技術與方法的應用做好鋪墊。
1.1 新型金屬材料成型加工技術的特性
一方面，新型金屬材料有固有的特性，具體表現為延展性更好， 化學性較為活潑，獨特的光澤和色彩等，目前應用較為廣泛的新型金屬材料有形狀記憶合金，高溫合金，貯氫合金和非晶態合金等；另一方面，新型金屬材料還有加工特性，主要表現為：焊接性，焊接時沒有氣孔和裂縫，具有收縮小和導熱性能好的特點；鍛壓性，可以承受塑型變形的同時有效緩解沖壓等。
1.2 新型金屬材料成型加工技術的選擇原則
為了更好地l揮新型金屬材料成型加工技術的積極作用，就需要了解和應用好相關的選材原則。舉例來說，某些金屬符合材料種類有差別，使得加工工藝和加工技術有所不同，比如連續纖維增強金屬基復合材料構件需要應用更多的技術和手段。正是因為任何一個小細節或者細微的紕漏都可能改變金屬基復合材料結構，所以在材料和技術的選擇中，研究人員和技術人員需要根據新型金屬材料的本質，結合選材的原則，從而可以做出科學合理的決定。
2 新型金屬材料成型加工技術與方法
根據新型金屬材料成型加工技術概況的表現，可以得知相關技術和方法的應用需要進行相應地調整和改進，才能促進新型金屬材料成型加工技術的不斷發展。基于對新型金屬材料成型加工技術的了解，可以對粉末冶金成型加工技術，鑄造成型加工技術法，機械加工鑄造法，電切割技術法等具體表現進行分析，總結出有用的經驗和教訓，保證新型金屬材料成型加工工作的正常進行，提高新型金屬材料成型加工技術的經濟效益和社會效益。筆者結合自身的經驗和實際的案例，選取其中典型的加工技術進行分析，從而可以為同行業人員的研究提供科學合理的借鑒。
2.1 粉末冶金成型加工技術
粉末冶金成型加工技術是最早應用于新型金屬材料成型加工的技術之一，主要適用于尺寸較小，形狀不復雜以及較為精密的零件的制作，具有著在成型制作過程中能夠根據實際需求進行增強相含量的調節，界面反應少的優勢，目前被廣泛地應用到了復合材料零件，顆粒制造和金屬基復合材料的晶須增強中去，有效的提高了工作的效率。
2.2 鑄造成型加工技術法
現階段發展最成熟的新型金屬材料成型加工技術是鑄造成型加工技術法，能夠在滿足選材原則的基礎上被應用到復合材料零件的生產與制作中去。但是當前階段鑄造成型加工技術法還需要在具體的參數設置，工藝方法的選擇等方面進行改進，從而可以避免不必要的風險和損失，有效地提高鑄造成型加工技術法的經濟效益。
3 總結
總而言之，研究新型金屬材料成型加工技術是符合時展趨勢的，在了解新型金屬材料成型加工技術現狀的過程中發現了其中的潛在問題，并且通過有效技術的發展和創新對不足之處和薄弱環節進行了改善和彌補，為我國社會建設中新型金屬材料成型加工技術的發展打下了良好的基礎。為了迎合當前階段新型金屬材料成型加工技術越來越重要的趨勢，滿足人們對于生產生活的需求，就需要針對新型金屬材料成型加工技術的應用現狀進行策略上的調整和改進，使得新型金屬材料成型加工技術可以在更廣泛地領域中發揮重要的作用。討論新型金屬材料成型加工技術不僅促進了相關問題的解決，還為我國社會建設中材料應用和成型加工技術未來的發展和創新提供了新思路。
參考文獻：
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