❶ 什麼是金屬什麼是合金其常見的晶體結構類型有幾種
常見金屬的晶格類型
金屬原子之間具有很強的結合力,所以金屬晶體中的原子都趨向於緊密排列。但不同的金屬具有不同的晶體結構,大多數金屬的晶體結構都比較簡單,其中常見的有以下三種:
(1)體心立方晶格(bcc)
體心立方晶格的晶胞是一個立方體,如圖2-2-4。其晶格常數:a=b=c,α=β=γ=90。在立方體的八個角上和立方體的中心各有一個原子。每個晶胞中實際含有的原子數為1+8×1/8=2個。每個原子的最近鄰原子數為8,所以其配位數為8。緻密度0.68。具有體心立方晶格的金屬有鉻(Cr)、鎢(w)、鉬(Mo)、釩(V)、α鐵(α—Fe)等。
(2)面心立方晶格(fcc)
面心立方晶格的晶胞也是一個立方體,金屬原子分布在立方晶胞的八個角上和六個面的中心,如圖2-2-5所示。其晶格常數:a=b=c,每個晶胞中實際含有的原子數為(1/8)× 8+6×(1/2)=4個。配位數為12;緻密度為0.74。具有面心立方晶格的金屬有鋁(Al)、銅(Cu)、鎳(Ni)、金(Au)、銀(Ag)、γ鐵(γ—Fe)等。
3)密排六方(hcp)
密排六方晶格的晶胞是個正六方柱體,它是由六個呈長方形的側面和兩個呈正六邊形的底面所組成如圖2-26所示。金屬原子分布在六方晶胞的十二個角上以及上下兩底面的中心和兩底面之間的三個均勻分布的間隙里。該晶胞要用兩個晶格常數表示,一個是六邊形的邊長a,另一個是柱體高度c。每個晶胞中實際含有的原子數為(1/6)× 12+2×(1/2)+3=6個。典型的密排六方晶格的晶格常數c和a之比約為1.633,配位數為12,緻密度為 0.74。具有密排六方晶格的金屬有:鎂(Mg)、鋅(Zn)、鎘(Cd)等。
差異:
以上這三種晶格的原子排列不同,因此它們的性能也不同。一般來講,體心立方結構的材料,其強度高而塑性相對低一些;面心立方結構的材料,其強度低而塑性好;密排六方結構的材料,其強度與塑性均低。
❷ 金屬材料,合金的類型,特點和分別
合金鋼是按化學成分分類的一組鋼種。1非合金鋼(普通質量非合金鋼、優質非合金鋼、特殊質量非合金鋼),2低合金鋼(普通質量低合金鋼、優質低合金鋼、特殊質量低合金鋼),3合金鋼(優質合金鋼、特殊質量合金鋼)。由於合金鋼類文字解釋量特多,不做過多解釋只簡要說明。
普通質量非合金鋼包括(一般用途碳素結構鋼、碳素鋼筋鋼、等),優質非合金鋼包括(機械結構用優質碳素鋼、工程結構用碳素鋼、焊條用碳素鋼、等),特殊質量非合金鋼包括(非合金易切削結構鋼、等),普通質量低合金鋼(屈服強度不大於360MPa),優質低合金鋼(屈服強度大於420MPa),特殊質量低合金鋼(指在生產過程中特別嚴格控制質量和性能:硫、磷雜質含量和潔凈度等),優質合金鋼包括(一般工程結構用合金鋼、鐵道用合金鋼、等),特殊質量合金鋼包括(合金工具鋼、合金結構鋼、等),希望對你有幫助。
❸ 合金結構鋼有哪些種類類型
合金結構鋼一般分為調質結構鋼和表面硬化結構鋼。
①調質結構鋼
這類鋼的含碳量一般約為0.25%~0.55%,對於既定截面尺寸的結構件,在調質處理(淬火加回火)時,如果沿截面淬透,則力學性能良好,如果淬不透,顯微組織中出現有自由鐵素體,則韌性下降。對具有回火脆性傾向的鋼如錳鋼、鉻鋼、鎳鉻鋼等,回火後應快冷。這類鋼的淬火臨界直徑,隨晶粒度和合金元素含量的增加而增大,例如,40Cr和35SiMn鋼約為30~40mm,而40CrNiMo和30CrNi2MoV鋼則約為60~100mm,常用於製造承受較大載荷的軸、連桿等結構件。
②表面硬化結構鋼
用以製造表層堅硬耐磨而心部柔韌的零部件,如齒輪、軸等。為使零件心部韌性高,鋼中含碳量應低,一般在0.12~0.25%,同時還有適量的合金元素,以保證適宜的淬透性。氮化鋼還需加入易形成氮化物的合金元素(如Al、Cr、Mo等)。滲碳或碳氮共滲鋼,經850~950℃滲碳或碳氮共滲後,淬火並在低溫回火(約200℃)狀態下使用。氮化鋼經氮化處理(480~580℃),直接使用,不再經淬火與回火處理。
合金結構鋼由於具有合適的淬透性,經適宜的金屬熱處理後,顯微組織為均勻的索氏體、貝氏體或極細的珠光體,因而具有較高的抗拉強度和屈強比(一般在0.85左右),較高的韌性和疲勞強度,和較低的韌性-脆性轉變溫度,可用於製造截面尺寸較大的機器零件。
❹ 什麼是合金合金組織的組成物有哪幾種類型
合金是指由兩種或兩種以上的金屬元素或金屬元素與非金屬元素熔合在一起所得到的具有金屬特性的物質,稱為合金.
合金組織的組成物有固溶體、金屬化合物和機械混合物三種.
(1) 固溶體二組元在液態時能相互溶解,結晶時以一組元為基體保持原有晶格類型,另一組元的原子分布在基體組元的晶格里,形成一致的固體合金,稱為固溶體.
(2) 金屬化合物合金組元按照一定的原子數量比、相瓦化合而成的、一種完全不同於原來組元晶格的新相且具有金屬特性的固體合金,稱為金屬化合物.
(3) 機械混合物組成合金的各組元在固態下既不能互相溶解,又不能形成化合物:而以混合的形式組合在一起的組成物.稱為機械混合物
❺ 合金的相結構有哪些
1、固溶體是指溶質原子溶入溶劑晶格中而仍保持溶劑類型的合金相。通常以一種化學物質為基體溶有其他物質的原子或分子所組成的晶體,在合金和硅酸鹽系統中較多見,在多原子物質中亦存在。
2、代位固溶體,固溶體中如果溶質原子半徑和溶劑原子半徑相近,則固溶原子將取代溶劑原子分布在後者的位置上形成代位固溶體
合金:一種金屬元素與另外一種或幾種元素,通過熔化或其他方法結合而成的具有金屬特性的物質。
相:合金中同一化學成分、同一聚集狀態,並以界面相互分開的各個均勻組成部分。
(5)合金的金屬結構有哪些類型擴展閱讀
固溶體性能:
固溶強化:當溶質元素含量很少時,固溶體性能與溶劑金屬性能基本相同。但隨溶質元素含量的增多,會使金屬的強度和硬度升高,而塑性和韌性有所下降,這種現象稱為固溶強化。置換固溶體和間隙固溶體都會產生固溶強化現象。
適當控制溶質含量,可明顯提高強度和硬度,同時仍能保證足夠高的塑性和韌性,所以說固溶體一般具有較好的綜合力學性能。因此要求有綜合力學性能的結構材料,幾乎都以固溶體作為基本相。這就是固溶強化成為一種重要強化方法,在工業生產中得以廣泛應用的原因。
❻ 金屬可構成哪些類型的合金
根據結構的不同,合金主要類型是: (1)混合物合金(共熔混合物),當液態合金凝固時,構成合金的各組分分別結晶而成的合金,如焊錫、鉍鎘合金等; (2)固熔體合金,當液態合金凝固時形成固溶體的合金,如金銀合金等; (3)金屬互化物合金,各組分相互形成化合物的合金,如銅、鋅組成的黃銅(β-黃銅、γ-黃銅和ε-黃銅)等。
❼ 合金能分為哪些種類
一般分類合金鋼種類很多,通常按合金元素含量多少分為低合金鋼(含量<5%),中合金鋼(含量5%~10%),高合金鋼(含量>10%);按質量分為優質合金鋼、特質合金鋼;按特性和用途又分為合金結構鋼、不銹鋼、耐酸鋼、耐磨鋼、耐熱鋼、合金工具鋼、滾動軸承鋼、合金彈簧鋼和特殊性能鋼(如軟磁鋼、永磁鋼、無磁鋼)等。在鋼中除含鐵、碳和少量不可避免的硅、錳、磷、硫元素以外,還含有一定量的合金元素,鋼中的合金元素有硅、錳、鉬、鎳、硌、礬、鈦、鈮、硼、鉛、稀土等其中的一種或幾種,這種鋼叫合金鋼。各國的合金鋼系統,隨各自的資源情況、生產和使用條件不同而不同,國外以往曾發展鎳、硌鋼系統,我國則發現以硅、錳、釩、鈦、鈮、硼、鉛、稀土為主的合金鋼系統 合金鋼在鋼的總產量中約佔百分之十幾,一般是在電爐中冶煉的按用途可以把合金鋼分為8大類,它們是:合金結構鋼、彈簧鋼、軸承鋼、合金工具鋼、高速工具鋼、不銹鋼、耐熱不起皮鋼,電工用硅鋼。調質鋼 1.中碳型合金鋼,合金元素含量較低;2.強度較高;3.用於高溫螺栓、螺母材料等。 彈簧鋼 1含碳量比調質鋼高;2經調質處理,強度較高 抗疲勞強度較高;3用於彈簧材料。滾動軸承鋼 1高碳型合金鋼,合金含量較高;2具有高而均勻的硬度和耐磨性;3用於滾動軸承。合金工具鋼 量具鋼 1高碳型合金鋼,合金元素含量較低;2具有高的硬度和耐磨性,機加工性能好,穩定性好;3用於量具材料。特殊性能鋼 不銹鋼 1低碳高合金鋼;2抗腐蝕性好;3用於抗腐蝕、部分可做耐熱材料。耐熱鋼 1低碳高合金鋼;2耐熱性能好;3用於耐熱材料、部分可做抗腐蝕材料。低溫鋼 1低碳合金鋼,根據耐低溫程度合金元素有高有低;2抗低溫性好;3用於低溫材料(專用鋼為鎳鋼)。 根據碳化物的傾向分類合金鋼根據各種元素在鋼中形成碳化物的傾向,可分為三類:①強碳化物形成元素,如釩、鈦、鈮、鋯等。這類元素只要有足夠的碳,在適當的條件下,就形成各自的碳化物;僅在缺碳或高溫的條件下,才以原子狀態進入固溶體中。②碳化物形成元素,如錳、鉻、鎢、鉬等。這類元素一部分以原子狀態進入固溶體中,另一部分形成置換式合金滲碳體,如(Fe,Mn)3C、(Fe,Cr)3C等,如果含量超過一定限度(除錳以外),又將形成各自的碳化物,如(Fe,Cr)7C3、(Fe,W)6C等。③ 不形成碳化物元素,如硅、鋁、銅、鎳、鈷等。這類元素一般以原子狀態存在於奧氏體、鐵素體等固溶體中。合金元素中一些比較活潑的元素,如鋁、錳、硅、鈦、鋯等,極易和鋼中的氧和氮化合,形成穩定的氧化物和氮化物,一般以夾雜物的形態存在於鋼中。錳、鋯等元素也和硫形成硫化物夾雜。鋼中含有足夠數量的鎳、鈦、鋁、鉬等元素時能形成不同類型的金屬間化合物。有的合金元素如銅、鉛等,如果含量超過它在鋼中的溶解度,則以較純的金屬相存在。鋼的性能取決於鋼的相組成,相的成分和結構,各種相在鋼中所佔的體積組分和彼此相對的分布狀態。合金元素是通過影響上述因素而起作用的。對鋼的相變點的影響 主要是改變鋼中相變點的位置,大致可以歸納為以下三個方面:①改變相變點溫度。一般來說,擴大γ相(奧氏體)區的元素,如錳、鎳、碳、氮、銅、鋅等,使A3點溫度降低,A4點溫度升高;相反,縮小γ相區的元素,如鋯、硼、硅、磷、鈦、釩、鉬、鎢、鈮等,則使A3點溫度升高,A4點溫度降低。惟有鈷使A3和A4點溫度均升高。鉻的作用比較特殊,含鉻量小於7%時使A3點溫度降低,大於7%時則使A3點溫度提高。②改變共析點S的位置。縮小γ相區的元素,均使共析點S溫度升高;擴大γ相區的元素,則相反。此外幾乎所有合金元素均降低共析點S的含碳量,使S點向左移。不過碳化物形成元素如釩、鈦、鈮等(也包括鎢、鉬),在含量高至一定限度以後,則使S點向右移。③改變γ相區的形狀、大小和位置。這種影響較為復雜,一般在合金元素含量較高時,能使之發生顯著改變。例如鎳或錳含量高時,可使γ相區擴展至室溫以下,使鋼成為單相的奧氏體組織;而硅或鉻含量高時,則可使γ相區縮得很小甚至完全消失,使鋼在任何溫度下都是鐵素體組織。
❽ 合金有哪些和它的特性還有名字和它由哪些金屬組成。
鋼鐵是鐵與C、Si、Mn、P、S以及少量的其他元素所組成的合金。其中除Fe外,C的含量對鋼鐵的機械性能起著主要作用,故統稱為
鐵碳合金
。它是工程技術中最重要、用量最大的金屬材料。
按含碳量不同,鐵碳合金分為鋼與生鐵兩大類,鋼是含碳量為0.03%~2%的鐵碳合金。碳鋼是最常用的普通鋼,冶煉方便、加工容易、價格低廉,而且在多數情況下能滿足使用要求,所以應用十分普遍。按含碳量不同,碳鋼又分為
低碳鋼
、
中碳鋼
和
高碳鋼
。隨含碳量升高,碳鋼的硬度增加、韌性下降。合金鋼又叫
特種鋼
,在碳鋼的基礎上加入一種或多種
合金元素
,使鋼的組織結構和性能發生變化,從而具有一些特殊性能,如高硬度、高耐磨性、高韌性、耐腐蝕性,等等。經常加入鋼中的合金元素有Si、W、Mn、Cr、Ni、Mo、V、Ti等。我國合金鋼的資源相當豐富,除Cr、Co不足,Mn品位較低外,W、Mo、V、Ti和
稀土金屬
儲量都很高。21世紀初,合金鋼在鋼的總產量中的比例將有大幅度增長。
含碳量2%~4.3%的鐵碳合金稱生鐵。生鐵硬而脆,但耐壓耐磨。根據生鐵中碳存在的形態不同又可分為
白口鐵
、
灰口鐵
和球墨鑄鐵。白口鐵中碳以Fe3C形態分布,
斷口
呈銀白色,質硬而脆,不能進行機械加工,是煉鋼的原料,故又稱
煉鋼生鐵
。碳以片狀石墨形態分布的稱灰口鐵,斷口呈銀灰色,易切削,易鑄,耐磨。若碳以球狀石墨分布則稱球墨鑄鐵,其機械性能、加工性能接近於鋼。在鑄鐵中加入特種合金元素可得特種鑄鐵,如加入Cr,耐磨性可大幅度提高,在特種條件下有十分重要的應用。
鋁合金
鋁是分布較廣的元素,在地殼中含量僅次於氧和硅,是金屬中含量最高的。純鋁密度較低,為2.7
g/cm3,有良好的導熱、
導電性
(僅次於Au、Ag、Cu),
延展性
好、塑性高,可進行各種機械加工。鋁的化學性質活潑,在空氣中迅速氧化形成一層緻密、牢固的
氧化膜
,因而具有良好的耐蝕性。但純鋁的強度低,只有通過
合金化
才能得到可作結構材料使用的各種鋁合金。
鋁合金的突出特點是密度小、強度高。鋁中加入Mn、Mg形成的Al-Mn、
Al-Mg合金
具有很好的耐蝕性,良好的塑性和較高的強度,稱為
防銹鋁合金
,用於製造油箱、容器、管道、鉚釘等。
硬鋁
合金的強度較防銹鋁合金高,但防蝕性能有所下降,這類合金有Al-Cu-Mg系和Al-Cu-Mg-Zn系。新近開發的高強度硬鋁,強度進一步提高,而密度比
普通硬鋁
減小15%,且能擠壓成型,可用作摩托車骨架和輪圈等構件。Al-Li合金可製作飛機零件和承受載重的高級
運動器材
。
目前高強度鋁合金廣泛應用於製造飛機、艦艇和載重汽車等,可增加它們的載重量以及提高
運行速度
,並具有抗海水侵蝕,避磁性等特點。
❾ 3. 合金的晶體結構有哪些類型性能如何
根據合金中各組元之間結合方式的不同,合金的組織可分為固溶體.金屬化合物和混合物三類。
強度
硬度較高
,熔點較低