Osnovno znanje o kovinskih materialih
Pregled: Kovinski materiali se nanašajo na kovinske elemente ali materiale s kovinskimi lastnostmi, ki so v glavnem sestavljeni iz kovinskih elementov. Vključno s čistimi kovinami, zlitinami, intermetalnimi spojinami kovinskih materialov in posebnimi kovinskimi materiali itd. (Opomba: kovinski oksidi (kot je aluminijev oksid) niso kovinski materiali)
1. Pomen
Razvoj človeške civilizacije in družbeni napredek sta tesno povezana s kovinskimi materiali. Bronasto dobo in železno dobo, ki sta sledili kameni dobi, je zaznamovala uporaba kovinskih materialov. V sodobnem času so najrazličnejši kovinski materiali postali pomembna materialna osnova za razvoj človeške družbe.
2.Vrsta
Kovinske materiale običajno delimo na železne kovine, neželezne kovine in posebne kovinske materiale.
(1) Železne kovine se imenujejo tudi jekleni materiali, vključno z industrijskim čistim železom, ki vsebuje več kot 90 % železa, litim železom, ki vsebuje 2 % do 4 % ogljika, ogljikovim jeklom, ki vsebuje manj kot 2 % ogljika, in različnim konstrukcijskim jeklom, nerjavnim jeklom, toploto -odporno jeklo, visokotemperaturne zlitine, nerjavno jeklo, natančne zlitine itd. Splošne železne kovine vključujejo tudi krom, mangan in njune zlitine.
(2) Barvne kovine so vse kovine in njihove zlitine razen železa, kroma in mangana, ki jih običajno delimo na lahke kovine, težke kovine, plemenite kovine, polkovine, redke kovine in redke zemeljske kovine. Trdnost in trdota neželeznih zlitin sta na splošno višji kot pri čistih kovinah, imajo večjo odpornost in nižji temperaturni koeficient upora.
(3) Posebni kovinski materiali vključujejo strukturne kovinske materiale in funkcionalne kovinske materiale za različne namene. Med njimi so amorfni kovinski materiali, pridobljeni s hitrimi kondenzacijskimi procesi, pa tudi kvazikristalni, mikrokristalni, nanokristalni kovinski materiali itd.; obstajajo tudi posebne funkcionalne zlitine, kot so stealth, odpornost proti vodiku, superprevodnost, spomin oblike, odpornost proti obrabi, zmanjšanje vibracij in dušenje itd. ter kompoziti s kovinsko matriko itd.
3. Zmogljivost
Na splošno razdeljen v dve kategoriji: zmogljivost procesa in zmogljivost uporabe. Tako imenovana procesna zmogljivost se nanaša na zmogljivost kovinskih materialov pri določenih hladnih in vročih pogojih obdelave med proizvodnim procesom mehanskih delov. Kakovost procesne izvedbe kovinskih materialov določa njihovo prilagodljivost obdelavi in oblikovanju med proizvodnim procesom. Zaradi različnih pogojev obdelave so različne tudi zahtevane procesne lastnosti, kot so zmogljivost litja, varivost, kovljivost, zmogljivost toplotne obdelave, sposobnost obdelave z rezanjem itd.
Tako imenovana zmogljivost se nanaša na zmogljivost kovinskih materialov v pogojih uporabe mehanskih delov, vključno z mehanskimi lastnostmi, fizikalnimi lastnostmi, kemičnimi lastnostmi itd. Učinkovitost kovinskih materialov določa obseg uporabe in življenjsko dobo. V strojni industriji se splošni mehanski deli uporabljajo pri normalni temperaturi, normalnem tlaku in zelo jedkih medijih, med uporabo pa bo vsak mehanski del nosil različne obremenitve. Sposobnost kovinskih materialov, da se uprejo poškodbam pod obremenitvijo, imenujemo mehanske lastnosti (v preteklosti znane tudi kot mehanske lastnosti). Mehanske lastnosti kovinskih materialov so glavna osnova za načrtovanje in izbiro materialov delov. Glede na naravo zunanje obremenitve (kot so napetost, stiskanje, torzija, udarec, ciklična obremenitev itd.) bodo tudi mehanske lastnosti, zahtevane za kovinske materiale, različne. Običajno uporabljene mehanske lastnosti vključujejo: trdnost, plastičnost, trdoto, udarno žilavost, večkratno udarno odpornost in mejo utrujenosti.
