时间：2023-06-01 08:52:45
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇金属材料，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
【关键词】金属材料；拉伸实验；实验表征
金属材料的力学性能是其性能和可靠性的重要标志，拉伸性能更是金属材料的力学性能的重要参数。通过拉伸实验，可以获得如抗拉强度、伸长率等多项金属材料的力学指标，为材料方面的科学研究创造价值。本文就金属材料在室温条件下的拉伸实验进行了简要分析，希望能为实际的实验工作带来一些帮助。
1.实验要求
金属材料的拉伸实验是在常温下对除金属构件和金属零件以外的黑色或有色金属进行拉伸实验，以测定其性能指标的实验。对于待测定的试样，一般要求其横截面尺寸不小于0.1mm，但有些试样，如毛细管、超细丝、金属箔等，其本身横截面尺寸很小的，常规方法一般处理不了，需要单独处理。拉伸实验要求在常温中进行，这里常温指的是10-35℃之间的温度。如果所测材料在不同的温度下力学性能值变化时，要更加注意实验的温度，一般将温度控制在23℃左右，以保证性能数据准确性较高。
2.试样取样及加工
金属材料在取样时一定要按照相关的规定进行切取。在切取时要注意切取的位置、方向以及数量。在取样的整个过程中，一定要保证材料的温度处于室温水平，防止材料过热或硬化影响金属材料力学性能的测定。在切取之前，可以先将切取位置、方向标记出来，防止切取时出现差错，造成材料的浪费，或导致性能指标测量不准。对于钢产品在取样时不仅要保证试样的尺寸切取合适，也要保证钢产品的外观合适。
取样结束之后，接下来需要对试样进行加工。对于材料厚度在25mm以上的试样，一般会采用机器加工的方法，将其加工为圆形横截面或单边减薄至25mm之后，再进行实验。对于材料厚度比较小的试样，一般不经机器加工。
试样可以分为比例试样和非比例试样两种，试样标距也可分为比例标距与非比例标距两种，在不同的试样标距下，材料的断后伸长率测出来是不一样的。一般，若试样的试样标距L0与试样的原始横截面积S0满足关系式L0=k（S0）1/2时，则采用比例标距，否则，采用非比例标距。
3.实验过程
3.1试样原始横截面积S0的测量
试样的原始横截面积是通过实测试样的横截面的尺寸而计算得到的，对于横截面为圆形的试样，测量的是横截面的直径，在选取测量位置时，要包括标距两端和中间三个位置，进行多次测量，将三个位置的直径数据分别汇总，处理之后求平均值，并计算横截面积，取三次计算面积的最小值作为原始横截面积；如果横截面为矩形，则测量的是长和宽，在选取测量位置时要包括标距两端和中间三个位置，并把三次计算得到的横截面积的最小值作为原始横截面积；对于环形的试样，要测出试样的平均外直径和平均壁厚来计算环形横截面积。
3.2原始标距标记和平行长度的测量
进行拉伸实验之前，要先修正比例标距的计算值，使其尽量接近5mm的倍数，并且原始标距的准确度要控制在±1%之内，标距装置的准确度检验也不容忽视，检查标距的准确度以保证实验时标记清晰，方便测量。除采用力夹头位移方法进行测量时需要测量平行长度，其他的金属材料拉伸性能实验一般不必测量平行长度。
3.3 实验速率设定
在测定金属材料不同的拉伸性能时，实验的速率设定也是不一样的。实验速率是影响实验数据准确性的重要因素。对于测定材料强度的实验，塑性范围内应变速成率应控制在0.025/s以内；在测定抗拉强度时，应变速率应在0.008/s以内；在测定上屈服强度时，注意保持实验速率的稳定；在测定下屈服强度时，平行长度变速成率在0.00025/s-0.0025/s之间比较合适，并要注意保持实验速率的稳定性。
3.4性能测定
金属材料包含6种延时性能和6种强度性能。其中六种延时性能指的是：断后伸长率、屈服点延伸率、最大力总伸长率、最大力非比例伸长率和断后总伸长率。六种强度性能有：上屈服强度、下屈服强度、非比例延伸长度、残余延伸长度等。在测量金属的延伸性能时一般可以采用人工标距的方法或图解引伸计标距的方法。两种方法有各自的适用范围，在进行实验时要根据金属材料本身特性，实验设备等多方面的原因综合考虑，选用最合适的实验方法。
4.测量工具规范使用
4.1引伸计
引伸计是试验机的一个重要附件，可以自主安装和拆卸，多用于测定弹性模量和非比例延伸强度的测量，在进行实验时要正确装卸、装夹、跟踪，保证实验结果的可靠性。在引伸计装夹时，要将标距杆垫片卡在力臂与标距杆之间，保证卡紧卡牢，使刀刃与试样垂直接触，并用橡皮筋将其固定在一起。标定时，要按照相应增量增加标准位移，并且标定工作要重复进行三次，在每次的标定中都要重新卸下和安装引伸计，千万不可为省事而不规范标定工作。另外，测量系统与标定系统要保证参数的统一性。
4.2夹持具及试样装夹
实验中选用的夹持具一定要与试样形状相匹配，和夹具的表面外型花纹形状相适宜。保证夹持具与试样之间的摩擦力，使试样不至于掉落下来，而使实验中断，影响实验效率。夹具一定要加紧试样，并且夹具要与试样垂直，防止倾斜，产生倾斜角度，造成实验误差。为了保证夹具与试样的垂直可以采用垂直直角的附件来辅助完成，在装夹试样时，通过与直角附件比靠即可知道是否垂直。在实验开始之后，就不可再升降横梁，在实验过程中，如果发现夹持具与试样未垂直，或横梁的高度不合适时，要终止实验进行调整，并在调整好之后重新开始实验，不可继续实验，或并不停止实验而直接调整，并继续实验。这样会导致实验结果不可靠，造成严重的误差等。
5.结束语
金属材料的拉伸实验是测定金属的力学性能的最重要和最基本的途径与方法，严格控制和规范实验过程是提高实验质量的关键。在实验过程中注意观察和分析影响金属材料拉伸实验的可能因素，并加以总结，探索产生的原因，并积极找寻解决对策。在进行实验时注意避免这些不良因素对于实验的干扰，制定科学的实验仪器操作规程，在实验时严格按照规程规范整个实验过程，保证实验数据的准确性和可靠性。 [科]
【参考文献】
[1]刘超，高凯.金属材料拉伸实验分析[J].科技创新与应用，2013，2（31）：43-43.
一、安泰科技的发展历程
1、破茧化蝶
安泰科技脱胎于钢铁研究总院。*5～*8年是公司改制前的四年准备期。*7年钢铁研究总院召开了首次产业化、国际化工作会议，明确提出着手组建高科技上市公司的历史性决定。
因此，其诞生之前就已经带上了科研院所深深的烙印。总院以科研人员为主，经营模式以研究所为中心，各自为政，各有自己的小金库。为改变“包死基数，确保上交，超收自留，欠收自补”的承包制下财务各自为政的局面，公司采取了账户收回、资金收回的措施，建立内部银行的管理体系，财务管理集中。这样财务制度和执行都比较通畅了。财务体系的变化，反映了从分散的科研项目制到公司经营体制的转变，同时人们的思维方式也在变化。
这段时间，总院为新公司的成立进行了以下准备工作：调整产业结构，进行资产重组，加大产业投资力度；创造更具活力的产业群体，优化资源配置，发展高效益项目；探索新的经营管理机制、新模式；引入竞争机制，建立灵活、实效的用人制度；统一财务管理，降低成本消耗。
总之，这个阶段，文化的转变突出地表现在六个转变上：身份的转变、运作资产属性的转变、决策系统和决策程序的转变、环境的转变、分配制度的转变、价值观和发展方向的转变。公司有意识地从这六个方面做工作，进行引导。
2、上市腾飞
*7年，在党“十五大”精神的指引下，殷瑞钰院长做出了义无反顾、举院推进上市工作的重大决策和部署。*8年7月15日，总院拿到了股票发行预选内第一家单位的资格。从此，公司开始了上市的艰苦历程。*8～*0年，公司重组改制发起设立后的前3年，主要任务是集中精力，改制运行，夯实基础，创造条件，成功上市。
安泰科技改制发行股票在钢铁研究总院历史上的作用形象得比喻为三级运载火箭发射的第一级。安泰科技的上市也是一波三折，经历了取消内部职工股、由独资募集设立到先改制后上市的发起设立等重大发行政策的变化。公司通过科技部、中科院组织的双高认证且豁免购并一家亏损国有企业，带着诉讼刊登招股说明书，股票竞价发行等环节均取得突破性进展。
*0年4月27日，进行网上路演，为安泰科技的顺利上市铺平了道路。*0年5月29日，安泰科技股票成功上市发行。它创下了沪、深股市的多项“第一”。虽然这些“第一”已随时间而流逝，但永争第一的精神，却可以永恒的延续，它可以为安泰科技的发展提供勇气、增添力量，去创造更多的第一。
3、高速发展
*0年上市成功后，公司并没有像很多公司那样圈钱后盲目开始扩张，而是井井有条地开展周密的战略规划、精心的组织结构、务实高效的企业管理。在这种稳健作风的影响下，安泰文化开始在规范中成长。
金属材料的性能包含使用性能和工艺性能两个方面，使用性能是指金属材料在使用条件下所表现出来的性能，它包括物理性能(如密度、熔点、导热性、热膨胀性、磁性等)。化学性能(如耐腐蚀性、抗氧化性等)、力学性能等。工艺性能是指金属在制造加工过程中反映出来的各种性能。
金属的力学性能：在机械设备及工具设计、制造中选用金属材料时，大多以其力学性能为主要依据。因此熟悉和掌握金属材料的力学性能是非常重要的。
所谓力学性能是指金属在外力作用下所表现出来的性能。力学性能包括强度、硬度、塑性、冲击韧性及疲劳强度等。金属材料在加工及使用过程中所受外力成为载荷。根据载荷作用性质的不同。它可以分为静载荷、冲击载荷及交变载荷三种。
(1)静载荷是指大小不变或变化过程缓慢的载荷；
(2)冲击载荷是指以较高速度作用到物体上的载荷；
(3)交变载荷是指大小、方向或大小和方向随时间发生周期性变化的载荷。
根据作用形式不同，载荷可分为拉伸载荷、压缩载荷、弯曲载荷、剪切载荷和扭转载荷等。金属材料受到载荷作用而产生的几何形状和尺寸的变化称为变形。变形一般为弹性变形和塑性变形两种。金属受外力作用时，为保持其不变形，在材料内部作用着与外力相对抗的力称为内力。单位面积上的内力称为应力。
公式：σ＝F/S
式中σ为应力F-外力(N) S一横截面积
另外金属材料在概预算中也占很大的比重。基本建设概预算制度是基本建设的预算编制，而审批预算时金属材料的大小、型号、钢号都应符合国家规定。总概预算文件是设计钢材的主要依据。在确立钢材用同一批，首先应验证原始件是否符合要求。其次复试件是否合格。钢材进入现场后，应进行抽查验证是否做复试。以免发生大量钢材无原始件(复试件)避免小批钢材进切现象。通过对金属材料的学习，我们教师应使学生知道学习本课程的重要性，使学生明确学习本课程的目的，了解本课程的性质、任务及内容范围，并了解我国在金属材料与热处理方面的发展概况及所取的成就，以提高学生学习课本课程的兴趣，为今后的学习创造一个良好的开端。因此在教学过程中应对一开始开展的金属材料的总体介绍给予充分的重视。
为了使学生明确学习金属材料知识的重要目的，一开始可引入金属材料和热处理的概念，以利于教学内容的展开。还可以通过列举一些生产中常见的实例，提出几个问题。例如：为什么不同的材料会具有不同的性能，为什么相同的材料经过不同的加热，保温和冷却能够获得不同的性能等，并说明这些问题都是奉课程所要学习的内容。在讲解过程中应通过对一些与本课程有关实例的简单说明，突出本课程内容的重要性，使学生明确学习本课程的目的。不同的金属材料具有不同的性能，这主要取决于它的化学和组织结构。不但化学成分不同的金属材料具有不同的性能，相同成分的金属材料经过不同的加工处理使其具有不同的组织结构时，也会具有不同的性能。例如，锉刀在制造过程中要求硬度低，能够被切削加工。制成成品后，又要求其硬度高，可以锉削其他金属，工业生产中就是采用不同的热处理工艺，通过改变其组织结构，从而改变其性能的。因此，了解金属与合金的内部组织结构，对于掌握金属材料的性能，利用各种工艺手段改变金属材料性能具有非常重要的意义。
通过金属材料相关知识的教学应使学生明确，金属材料课的内容大致可分四部分，即金属的性能、金属学的基础知识、钢的热处理及常用的金属材料。另外该课还简要介绍了钢的火花鉴别及非金属材料等内容。在日常的教学中，应强调本课程是系统性较强的一门学科，要求学生对各个部分都必须给予充分的重视。
金属材料是从生产实践中发展起来，而又直接为生产服务学科、因此它是一门与生产实际联系比较密切的课程。在教学中要求学生理论联系实际，注意培养学生分析问题和解决问题的能力。要求学生不但要重视理论知识的学习，而且要注意联系生产实际及认真做好实验。
一、加强专业课程建设，构建特色课程体系
为21世纪化工行业培养合格的金属材料工程专业人才，自2006年以来，沈阳化工大学金属材料工程专业对教学内容、课程设置、课程体系进行了统筹规划和整体安排。经过几年的改革和实践，建立了具有化工行业特点及金属材料工程专业特色、科学合理的教学内容与课程体系。一方面，课程设置与专业特色相契合，再结合沈阳化工大学的化工特色，针对化工单元设备的主要加工方法，如压力加工、焊接、机械加工及化工单元设备的腐蚀问题，对课程设置、课程体系统筹规划、整体安排，构建具有化工行业特色及金属材料工程专业特点、科学合理的新的课程教学体系。强化金属塑性加工原理、焊接冶金学、焊接工艺与设备、金属腐蚀与防护、金属热处理和材料无损检测等主要专业课程。在课程教学中，结合金属材料工程专业的特色，不断进行教学内容与教学方法的改革。采用将教学内容与工程实际、工程法规、工程问题、典型产品相结合，尤其与化工生产和化工设备制造过程相结合的案例教学。典型课程如，金属塑性加工原理、焊接工艺与设备及腐蚀与防护等都是以化工单元设备生产过程为背景的案例教学方法，着力打造精品课程，形成部分专业课程特色教材，加强金属工程材料专业本科学生能力和素质的培养，对其他课程的教学起到了示范作用，推动了教学改革的深入进行，提高了教学质量。另一方面，以强化工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心，实践内容贯穿培养过程的始终。首先，增加课程实验，尤其是综合性和设计性实验，然后开展灵活多样的实习实践，在原有的金工实习、认识实习、生产实习、毕业实习的基础上，增加个性化实习。开放办学、校企合作，结合学生的兴趣爱好、就业方向、教师的科研课题以及就业单位的培训等等，分别送学生到企业去学习实践。为方便学生到企业实习，我校先后建立了与沈阳铸锻工业有限公司、沈阳金杯广振汽车部件有限公司、沈阳来金汽车零部件有限公司、富奥辽宁汽车弹簧有限公司、抚顺机械设备制造有限公司等十余家企业合作的实习基地。通过加强实习基地与相关企事业单位的共建和合作，利用其设施、设备等条件开展实践教学，同时也帮助学生了解金属材料及其相关材料的科技发展动态，以及相关前沿技术和行业需求，培养分析和解决生产中的实际问题、从事科学研究和实际工作的初步能力。
二、建立创新教育机制，培养学生创新能力
鼓励学生在教师指导下积极开展多样化的科技创新活动［5］。如参加指导教师的课题研究，申报并参加大学生创新创业训练计划项目，参加全国及辽宁省“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛、全国及辽宁省普通高等学校本科大学生机械创新设计大赛、全国大学生英语竞赛、全国大学生数学建模竞赛等。通过组织各种类型、各种形式和不同层次的课外活动，将各类工程实践活动、创新实践训练、学科竞赛活动、学术前沿讲座、社会实践、公益活动等课外活动作为第二课堂课程模块纳入到课程体系中统一实施和管理。从2006年开始，我们以学校“6S”，即ST(科技训练)、SC(系列竞赛)、SP(社会实践)、SW(社会工作)、SL(系列讲座)、SA(特色活动)为指导，以“挑战杯”“机械设计竞赛”活动为契机，以课外教学环节为突破口，开展了多项大学生课外竞赛活动。近年来，金属材料工程专业参赛学生项目获机械创新设计大赛国家二等奖一项;“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛国家三等奖一项;全国大学生英语竞赛二等奖、三等奖各一项;辽宁省级奖项几十项。通过创新竞赛的开展，活跃了创新教育的氛围，为金属材料工程专业学生的个性发展提供了平台，为学生毕业后从事科学研究活动奠定了一定的基础。此外，金属材料工程专业对学生实行实验室全天开放，先进的科研设备和仪器用于学生科研训练，促进了学生创新能力的提高。
三、结论
金属材料在化工行业中占有举足轻重的地位，随着素质教育的快速发展［6］，为21世纪化工行业培养合格的金属材料专业人才的需要，我们将继续优化专业课程建设，建立具有化工行业特点及金属材料工程专业特色、科学合理的教学内容与课程体系，培养学生创新能力，以适应东北老工业基地建设及化工等行业的需要。
作者：郭树国付广艳蒋彬郭北涛于永梅宗琳单位：沈阳化工大学机械工程学院
关键词：材料 强度 塑性
金属材料力学性能概述
金属材料的力学性能指标表征金属抵抗各种损伤作用的能力的大小。它是判定金属力学性能的依据，是评定金属材料质量的判据，同时也是设计选材和进行强度计算的主要依据。金属材料的力学性能包括常温下的强度、塑性、韧性，例如屈服点或屈服强度σs（σ0.2）、抗拉强度σb、伸长率δ、断面收缩率φ、冲击韧度ak、疲劳极限、断裂力学性能等。
金属力学性能试验是测定金属力学性能指标所进行的试验。包括拉伸试验、弯曲试验、剪切试验、冲击试验、硬度试验、蠕变试验、应力松弛试验、疲劳试验、断裂韧度试验、磨损试验等。
一、金属材料强度指标
1.屈服强度
材料在拉伸过程中，当载荷达到某一值时，载荷不变而试样仍继续伸长的现象，称为屈服。材料开始发生屈服时所对应的应力，称为屈服点、屈服强度或屈服极限，用σs表示。我国规定σs取钢材的下屈服点值。
除退火或热轧的低碳钢和中碳钢等有屈服现象外，多数工程材料的屈服点不明显或没有屈服点，此时规定以产生0.2%残余伸长的应力作为屈服强度，用σ0.2表示。
2.抗拉强度
试样拉伸时，在拉断前所承受的最大载荷与试样原始截面之比，称为强度极限或抗拉强度，用σb表示。
零件设计选材时，一般应以σs或σ0.2为主要依据。但σb的测定比较方便精确，因此也有直接用σb作为设计依据的，从安全方面考虑，用σb作为设计依据采用较大的安全系数。由于脆性材料无屈服现象，则必须以σb作为设计依据。
3.持久极限
持久极限又称为持久强度，是指材料在规定温度下达到规定时间而不断裂的最大应力。常用符号为σb带有一个或两个指数来表示。例如σ700b/1000，表示在试验温度为700℃时，持久时间为1000h的应力，即所谓高温持久极限。
4.蠕变极限
蠕变极限又称蠕变强度，是在规定温度下，引起试样在一定时间内蠕变总伸长率或恒定蠕变速率不超过规定值的最大应力。蠕变极限一般有两种表示方法：一种是在给定温度T下，使试样承受规定蠕变速度的应力值，以符号σTε表示，其中ε为蠕变速度，%/h。例如，σ6001X10-5即表示在试验温度为600℃时，蠕变速度为1X10-5%/h的蠕变极限；另一种是在给定温度（T，℃）下和规定试验时间（t，h）内，使试样产生一定蠕变变形量（δ，%）的应力值，以符号σTδ/t表示。
二、金属材料塑性指标
1.延伸率δ5
金属材料在拉伸试验时，试样拉断后，其标距部分的总伸长ΔL与原标距长度L0之比的百分比，称为伸长率，也称延伸率，用δ表示。按试样长度的不同，有长试样与短试样之分。其对应的断后伸长率分别以δ10和δ5表示。在容器用钢中，通常以δ5来表示材料的伸长率。
2.断面收缩率φ
金属试样在拉断后，其颈缩处横截面面积的最大缩减量与原横截面面积的百分比，称为断面收缩率，用φ表示。塑性材料的断面收缩率较大，脆性材料的断面收缩率较小。
3.冷弯性能
金属材料在常温下承受弯曲而不破裂的能力，称为冷弯性能。冷弯试验用以考核材料弯曲变形的能力并且能使存在的缺陷显示出来，在一定程度上模拟了压力容器制造时卷板机的工艺情况。冷弯性能是容器用钢材与焊接接头力学性能考核的重要指标。
出现裂纹前能承受的弯曲程度愈大，则材料的冷弯性能愈好。弯曲程度一般用弯曲角度或弯芯直径d对材料厚度a的比值来表示。
三、属材料韧性指标
1.冲击韧度
金属材料在使用过程中除要求有足够的强度和塑性外，还要求有足够的韧性。材料的韧性与加载速率、应力状态及温度等有很大关系。试样在冲击试验力一次作用下折断时所吸收的功称为冲击吸收功。冲击试样缺口底部单位横截面面积上的冲击吸收功称为冲击韧度。冲击韧度是评定金属材料在动载荷下承受冲击抗力的机械性能指标，用ak表示，单位为J/cm2。
我国压力容器材料及焊接接头冲击试样规定采用夏比V型缺口，冲击试验有许多种，例如常温冲击试验、低温冲击试验、高温冲击试验、应变时效冲击试验等。采用标准试样进行试验得到的冲击吸收功来检验材料化学成分、金相组织、和加工工艺对其韧性的影响，冲击值为Akv（J）。
ak是早先工程技术上习惯用来作为材料韧脆程度度量及材料承受冲击载荷的抗力指标，后来发现这是不适宜的。因为ak是单位面积的冲击吸收功，与试样形状、截面尺寸、缺口形状和尺寸无关。而实际上由试样截面尺寸和缺口形状及其尺寸的改变所引起的冲击吸收功ak的变化，与缺口处净截面积并不成线性关系。所以截面尺寸不同，所得ak也不同。另一方面，试样断裂时伴随着试样部分体积的严重塑性变形，也就是说，冲击吸收功消耗于产生两个新的自由表面和一部分体积的塑性变形上，因此，定义ak为单位面积的冲击吸收功，并没有反映出冲击吸收功的实质。
目前，国际上通用以冲击功吸收Ak为冲断试样消耗的总功，只要试样符合标准，就不会出错，应用也方便。但是进一步研究发现，用Ak表示也存在问题，因为Ak值也不能完全代表试样断裂前所吸收的总功。冲断试样消耗的总功可分为两部分，其一消耗于试样的变形和断裂；其二消耗于试样掷出及机座本身振动。因此，所吸收的总功Ak为：Ak=试样断裂吸收的能量+试样掷出功+机座振动+…。由于一般情况下，后几项功很小，因此Ak作为试样断裂所吸收的能量误差很小，有足够精度。但对很脆的材料必须注意，不能用大能量摆锤进行试验，因为此时第一项较小，而后几项相对较大，因此会引起较大测量误差。
2.断裂韧度
断裂韧度是反映材料抵抗裂纹临界扩展的一种能力，它是材料固有的力学性能参数。大量的试验表明，它一方面取决于材料的成分、组织和结构等内在因素，另一方面又受到加载速率、温度和试样厚度（即应力状态）等外在条件的影响。
相对材料的其他力学性能来说，材料的断裂韧度是一个比较敏感的力学性能指标，它对于材料研究、应用、制造工艺的选择以及零部件的失效分析有重要的意义。
评价材料断裂韧度最常用的指标是临界应力强度因子K1c和裂纹张开位移COD。
1.临界应力强度因子K1c。按照应力强度因子的一般表达式，应力强度因子K1与裂纹尺寸的平方根及垂直于裂纹的应力成正比。当裂纹尺寸或应力增加时，K1随之增加。当K1达到某一临界值K1c时，裂纹处于临界状态，若K1再增加，裂纹将会失稳扩展。因此，裂纹失稳扩展的临界条件为：K1=K1c
式中K1c表示材料对裂纹扩展的抵抗能力，称为I型受力时的临界应力强度因子，又称为平面应变断裂韧度。K1c是在裂纹尖端平面应变条件下的裂纹扩展阻力。
在传统的强度计算中，强度指标σs和σb与塑性指标δ和φ之间是相互分割的，且塑性指标在强度计算中并不定量反映。而K1c既反映了材料的强度性能，又反映了材料的塑性性能。
断裂韧度K1c的测试方法可按照ASTM E399《金属材料平面应变断裂韧度标准试验方法》、GB/T4161《金属材料 平面应变断裂韧度K1c试验方法》方法和GB/T7732《金属板材表面裂纹断裂韧度K1c试验方法》进行。
2.裂纹张开位移COD。当裂纹尖端超过小范围屈服而进入大范围屈服时，以应力场的强弱来描述受力的大小已没有实际意义，因此断裂失稳扩展临界条件K1=K1c也失效了。在弹性断裂力学中，以裂纹张开位移法即COD法应用最广。研究表明，不同厚度试样在破坏时的临界张开位移基本相同。因此可用裂纹张开位移作为断裂判断依据参量。
采用裂纹张开位移法即COD法的断裂判据为：δ≤δc
式中：δ—外力所产生的裂纹张开位移，mmδc—裂纹张开位移临界值，与线弹性断裂力学中的断裂韧度K1c相似，它反映材料对裂纹开裂的抗力，mm。
四、结语
压力容器设计是一门知识量要求涵盖各个学科的复杂工种，任何知识的缺失都会对设计产品的质量产生影响从而对国家人品生活造成影响。以上简单对压力容器中材料最基本的力学性能及其指标进行了介绍。
参考文献
[1] 王从曾，材料性能学，北京：北京工业大学出版社，2001.
[2] 匡震邦等，材料的力学行为，北京：高等教育出版社，1998.
1 金属材料焊接中的缺陷
1.1 出现焊接裂纹
在金属的焊接当中有一种比较常见的情形就是裂纹，而裂纹主要是结晶状态的不同之间相互变化而产生出来的。裂纹的出现时间并不是很长，有时马上就会显现出来或者停止片刻即可见，而它的出现位置经常是在焊接母材与交界的熔合线上，冷和热是裂纹的主要分类。
热裂纹是基本上发生在偏析位置的。它的形成原因主要是遗留在熔池当中熔点低凝结点高冰洁塑造性低强度差的杂质晶体，由于这些杂质晶体的诸多缺陷而导致在收到束缚的时候就容易被拉开，这就是热裂纹的形成过程[2]。与此相对的冷裂纹，首先在时间上就热裂纹较迟，在焊接期间或者之后发生，而当低气温降临时就会有裂缝产生，甚至有的冷裂纹出现时间更是比较滞后，在几天之后才会出现，这样的情况就极易影响结构安全的正常使用[3]。
1.2 出现未焊透、未熔合现象
当金属没有全部焊到接头的最深处也就是根部的时候，导致木材金属不能完全被融化掉，从而引起的就叫未焊透，它的主要针对的对象就是木材。这种情况也就是未焊透的弊端非常之多，频繁的使得焊缝的有效面积会逐渐变小，随之也令接头强度不断变弱，最后导致焊缝的疲劳强度不断下降[4]。与未焊透比较相似的另外一种情况就是未融合，顾名思义就是金属之间没有完美的融合联合，它所带来的缺陷就是减小了承载面积，使得聚集应力很艰难[5]。
1.3 出现夹渣情况
在焊接的过程当中焊缝会有一些残渣遗留，我们可以把它简而言之的称为熔渣[6]。有很多原因致使熔渣得以形成，举个例子来说，当电流强度不够或大或小、焊接的速度或快或慢、焊条选择的不合理、坡口角度不合适或者焊条偏芯等原因都会使得焊缝边沿遗留熔渣。
1.4 出现其他缺陷
（1）焊缝组织有可能达不到要求，或者因为没能达到标准的化学成分，还有就是发生在焊接期间由元素烧损而导致的焊缝金属化学成分的不稳定等。这一切都会不断减弱焊缝的力学能力，从而更加严重的使得接头的耐蚀性也遭受侵害；
（2）咬边也是在焊接过程当中会发生的，主要还是因大电流或不合适的焊条角度再封的焊缝边沿的凹坑没有很好地在第一时间填充金属而造成的[7]。这一种现象可能会使得金属材料的使用面积大大减小，与此相伴也令结构的承受抗压力这一指标难以达到要求，更严重的就是因反作用力大大聚集而导致裂缝。
2 金属材料焊接中的防治措施
种种弊端都是极易出现在金属材料焊接过程当中地，这样就不得不担心金属材料的质量问题，由此可见，当我们在面对这些缺陷时，及时合适的防治措施是非常必要的。
2.1 防止裂纹的措施
针对防止裂纹的措施主要有以下几点：一是要严格遵守与之相关的各项规则，慎重斟酌自己要选的焊接程序，严守焊条的标准，认真辨别其酸碱性，为了达到更好的效果可以将其放在稳定的保温室内，当我们需要用的时候再把它拿出来；二是要小心谨慎地清理接口，保证上面没有水分、油渍或者是其他遗留的痕迹；三是当我们在焊接期间，注意选择较小电流，然后选择多个焊道、多种层次来严格执行，这样就很好地使得产生裂纹的机会大大减小，而且还可以提高焊缝的形状洗漱，使得焊接的应力也减小了[8]。
2.2 防止未焊透、未熔合的措施
当焊接还没有开始的时候，我们要做好一些准备工作，如合理选择坡口角度和尺寸，正确选择焊条的直径。其次对于电流大小和焊接的速度也要细心选取[9]。而在焊接进行的过程的当中，也要注意恰当的摇摆上面的链条，聚精会神地观察两边的变化情况[10]。必须保证所有的流程都能遵守正确的技术并且遵循施工的规格来实施。
2.3 防止夹渣的措施
第一就是要特别重视焊条的选择，酸性和碱性不同的焊条的要求也是不一样的。第二就是要有合适的坡口角度以及能够控制不能太快的焊接速度[11]。
2.4 加强焊工的技能
焊接对焊工也是有一定的技术要求的，培训基本技能是很有必要的，培训的内容主要有如何选择所要使用的材料和具体的施工环境，而在焊接的过程当中应该保持怎样的姿势和控制也都是需要进一步学习的，使得焊接工作在没有任何外力的影响之下顺利进行，从而使得当中的弊端可以进一步减小。与此同时，对于焊工的自控能力也要进一步提升，要使得每一个焊工都能合格，对其素质和技能严加把守。
2.5 其他综合措施
除此之外，我们还要注意其他的综合措施，比如，对于施工的环境也要多加要求，如果当时的气温比较低，就要对所使用的材质进行一定的加热，在施工地区也要建立一定的清洁区域，但是要保证在工作期间通风，对于空气湿度尽量要低于百分之九十、并且保证氩气的浓度要大于百分之九十九等一系列措施。
摘要：材料主要包括三类，即金属材料、非金属材料以及符合材料。材料必须经过加工、制作成成品，才能发挥其功效，在加工材料的过程中有必要掌握材料成型、控制工程等方面知识。本文通过剖析材料成型和控制工程中的加工金属材料的具体措施，重点阐释金属材料加工的相关注意事项和正确方式，以此作为相关人员科学性选择金属材料成型方法的理论依据。
关键词：材料成型；控制工程；金属材料加工
1材料成型与控制工程概念阐释
材料成型与控制工程是一个实用性学科，该学科剖析各种类型材料的宏观结构、微观结构、表面形态转换，深入研究材料热加工方法和塑性成形方法。材料成型与控制技术一般应用在机械制造行业、建筑行业以及设备加工行业，技术水平直接决定了这些行业产品制造质量、产品制造效率，关系到制造行业的利润，对于我国工业发展起到关键性基础作用。一般来说，产品设计必须应用材料成型与控制工程理论内涵以及具体的加工工艺，确定材料的性质、特点以及加工成品的功能，合理规划设计材料加工。金属材料是目前工业生产中较为常见的材料，材料成型与控制工程以分析金属材料性质、特点为主，充分考虑到材料成型与控制工程理论内容以及金属材料加工方法，探究材料成型与制造的关键技术，并利用领先的加工技术，实现制造技术的革新，确立我国工业制造的领先优势。加工金属材料时，需要应用到多种工艺技术，例如冲压、挤压、锻造、铸造以及焊接等工艺，这些工艺对技术水平提出了较高要求，每个技术环节出现差错都极易导致成型产品出现瑕疵，成型产品质量难以达标，其使用性能不能达到相关要求。因此，使用、加工金属材料之前，应仔细分析材料的物理性质、化学构成，并对材料进行测试，使其达到加工成型相关要求，结合此种材料的工作环境特点准备复合材料。
2材料成型与控制工程中加工金属材料的具体方式
2.1机械加工成型方法概述。机械加工成型作为金属材料加工过程中使用最为频繁的一种方式，这种方法的优势在于加工简便，设备资源较为丰富，加工金属材料的范围涉及到多个种类，加工精度高，能够加工几乎所有的金属材料。机械加工设备由普通机床逐步升级到数控机床，早期车、铣、刨、磨加工工序是单一的、独立的，现如今已经形成具备综合加工能力的加工中心，提高了加工效率和加工精准性。机械加工金属材料需要结合产品的材料性质、形状特点，分析选择对应的加工工艺，确定工艺路线，选择钻、车、铣等加工方法以及相应的加工刀具。通常在对硬度较低的金属材料进行机械加工时，钻、铣等加工方式需要应用高速某材料刀具，车削加工应用硬质合金类刀具，此类刀具表面适合涂层使用；在机械加工高硬度金属材料时，适合选择金刚石、立方氮化硼、陶瓷等材料制作的刀具，加工时使用切削液，能够降低加工金属材料表面和刀具的摩擦力，并将加工时产生的热量带走，确保材料加工质量达标。在机械加工特殊金属材料时，适合选择线切割、雕刻、电火花等加工方式，对于表面质量有较高要求的，应采取磨削加工方式，并根据具体情况实施抛光处理。2.2粉末冶金成型方法概述。粉末冶金技术是一种传统的材料成型与控制工程加工成型技术，该种技术在促进我国工业发展起到了积极的作用。粉末冶金成型技术最初应用在复合材料零件的制作过程中，利用压力成型的工艺完成加工、成型，适合应用在尺寸小、形状单一的零件制造中。该技术具有较强的适应性，能够应用于多种材料，工艺流程并不复杂，使用时突出增强相分布均匀、组织细密、界面反应少的特点。伴随科技的进步、加工制造技术的突破，该种技术也得到了发展和改进，现如今该技术主要应用于汽车、军事领域产品制造中，例如预制破片、刹车片等。应用粉末冶金成型技术生产、制造的金属产品具有较强耐磨性、较大强度，应用在特种工程领域中能够体现出较高的应用价值，例如含油材料制品。粉末冶金成型技术根据成型方式划分成三类：传统压制成型方式，注射成型方式，3D打印成型方式。粉末冶金成型技术在应用过程中必须将成型方法与金属材料的物质性质、化学性质、产品特点、产品要求相一致，以此来提高产品质量、产品精度、生产效率。2.3粉末冶金成型技术分析概述。粉末冶金工艺流程包括配料环节、混料环节、成型环节、脱脂环节、烧结环节、后处理环节。汽车以及机械设备使用的齿轮具体以压制成型的加工工艺为主，这种工艺具有较高的生产效率，且材料成本低廉，产量大，适合规模生产。轻武器零件类似扳机等，具有较高的机械性能要求和尺寸精度要求，同时该产品形状复杂；医疗器械例如止血钳等产品要求较高的机械性能和表面质量标准；电子零件例如手机按键，具有较高的尺寸精度要求和质量要求，这些产品都应选择注射成型工艺加工，待烧结后制品无成分偏析，精度准确、机械性能好、组织致密、表面质量好，密度为7.6g/cm3~7.8g/cm3，后期能够采用整形、热处理、表面处理、机械加工工艺进行加工。现如今，应用粉末冶金成型技术能够体现出性能良好、效率高、生产成本低的优势。2.4冲压、挤压、塑性成型方法概述。冲压、挤压、塑性成型方法的应用范围最广。技术人员仅需要结合基础材料成型特点，利用模具表面涂层以及技术，优化加工过程中的应力状态，从而减少材料加工成型中的摩擦阻力，释放材料压力，提高产品质量。冲压、挤压、塑性成型过程在加工复合材料时，应结合增强材料比例、材料尺寸、材料强度、材料种类、材料质量选取适当的冲压、挤压、模锻及其他塑形方式，进而制造高质量金属材料制品。塑性成型过程中如果被加工金属强度低，应提高加工速度。上述内容重点阐释了应用冲压、挤压、塑性成型方法时应重视模具的设计、制造、方法、条件。2.5铸造成型方法概述。铸造成型加工方法包括熔模法、压力法、反重力法、消失模法，离心法等，通常应用在低精度要求大批量产品成型，这些产品都需要后续机械加工操作。
3结语
材料成型与控制工程中金属材料加工工艺水平将对金属材料的功能、应用效果产生重要影响。金属材料成型方式很多，重点是结合材料特点、产品功能选择加工方式。技术人员应深入学习材料成型与控制工程的理论内涵和实践操作，设计、生产出来的产品与技术材料成型的技术要求相符，让金属材料加工制造水平进一步提高，增强我国工业制造核心实力。
作者:窦君印子林赵星昊单位:华北理工大学
金属材料在工业制造领域应用广泛，不同的应用环境对金属材料的性能也会有不同的要求。金属材料根据组成元素和结构的不同，可以分为黑色金属材料、有色金属材料和特种金属材料。金属材料的性能会随着组织结构的变化而变化，在工业生产中要控制好金属材料的组织结构，以得到具有特定性能的金属材料。
关键词：
金属材料；组织结构；性能指标
在人类的生产生活当中，钢材、铝合金等金属材料起到了基础支撑性作用。当今时代的发展和进步离不开对新材料的开发和应用，人类通过不断认识和制造出新的金属材料，实现科技的进步和发展。然而，金属材料的性能受到多种因素的影响，其中影响金属材料性能的一个因素就是金属材料的组织结构。在对金属材料的生产制造中，要正确认识金属材料内部组织结构与结构性能的关系。通过调控好金属材料的组织结构，使金属材料获得特定的性能，满足人们的生产生活需要。
1金属材料的分类与简介
金属材料是指以金属元素为主要组分构成的具有金属特性的一类材料的统称。金属材料是现代制造业的基础，金属材料的性能和质量直接关系到机械制造业的发展。根据金属材料的组成和性能不同，金属材料大致可以分为黑色金属材料、有色金属材料和特种金属材料三类材料。
1.1黑色金属材料
黑色金属材料是指以铁、铬和锰为主要元素组成的金属类材料，包括碳钢、铸铁及精密合金等。黑色金属材料在人们的日常生产生活中应用最为广泛，也是工业建设活动中所使用的基础性材料。黑色金属材料的产量占到了所有金属材料总产量的95%以上，是最为常见的一类金属材料。以铁基材料来说，根据材料中的含碳量不同，可以分为三大类型。一是工业纯铁，这类材料的含铁量达到99%以上，含碳量小于0.02%。工业纯铁又称为熟铁，具有银白色金属光泽，质地相对较软，不能用于制造刀剑、铁犁等常见工具。二是钢材，其是含碳量在0.03%～2%的铁碳合金。碳钢是最常见的钢铁材料，冶炼方便，具有一定的结构强度，适用于大多数金属制品的制造。三是铸铁，其是含碳量为2%～4.3%的铁碳合金材料，铸铁的质地硬而脆，但耐压耐磨[1]。由上述分析可以看到，同样是铁基金属材料，含碳量的不同会造成金属材料差异巨大。
1.2有色金属材料
狭义的有色金属材料是指除了铁、铬锰之外的金属材料，广义的有色金属材料还包括各种有色金属合金。在当代社会，新的科技设备对金属材料的性质有着特殊的要求，有色金属材料的产量和用量虽然很小，对各种新产品的性能却起着至关重要的作用。在全球范围来说，有色金属的储量要远小于黑色金属，因而只有在特殊的工业制品中才会用到有色金属材料。有色金属材料通常可以分为轻金属、重金属、半金属、贵金属、稀土金属和稀有金属。与传统的黑金属材料相比，有色金属材料的加工制造难度较大，在生活中应用较少。有色金属材料通常应用于特殊产品如导弹、卫星、潜艇和雷达的制造当中。
1.3特种金属材料
特种金属材料是近年来新开发的一类特殊的金属材料，在生产生活中应用更为稀少，它们是具有特殊用途、结构和功能的金属材料。根据内部结构的不同，特殊金属材料可以分为准晶态、非晶态和纳米晶态等金属材料。特殊金属材料现阶段仍然处于研究开发阶段，在日常生活中应用较少，目前主要应用于航天制造等尖端科技产品的制造当中。
2金属材料的内部组织对性能的影响
金属材料往往具有一定的硬度，具有良好的导电导热性能，正是基于这些特性，金属材料在人们的生产生活中得到了广泛的应用。金属材料的结构性能与内部的组织结构关系巨大，在金属材料的制备过程中可以通过调控金属材料的内部组织结构，达到改变金属性能的目的。
2.1晶粒对金属材料力学性能的影响
金属的力学性能又称为金属的机械性能，也是钢筋等常规金属制品最为关注的结构特性。金属材料的力学性能包含多方面的指标，包括强度、韧性、塑性和弹性等。只有掌握了不同金属所具有的特定性能，在金属加工制造过程中才能合理地选择恰当的金属材料。纯的金属材料属于晶体，不同类型的金属材料其内部的晶粒大小、形状和晶体内部缺陷不同，这些组织结构特性会影响金属的力学性能。金属内部的晶粒越小，晶体的韧性就越高，塑性越好[2]。
2.2金属的同素异构转变对金属性能的影响
在现代化冶金技术的发展下，合金被大量的加工和使用。以铁碳合金来说，其基本组织结构有多种形态，在不同的要求下要选择不同的合金材料。铁素体在常温环境下性能接近纯铁，但是强度和硬度相对较差；奥氏体的结构强度和硬度较强，同时可塑性也较好；回火索氏体各项指标较为平均，综合性能较好。由此可见，同种元素组成的金属材料在不同的加工工艺的影响下，所得到的材料的性能差异很大。控制金属的同素异构体的特性是控制金属性能的有效途径。
3结语
金属材料是人类生产生活的基础性材料，在工业制造领域得到了广泛的应用。金属材料可以分为黑色金属材料、有色金属材料和特种金属材料。金属材料的性能受到金属的组织结构性能的影响，通过调控金属材料的内部组织结构可以对材料的各项性能进行有效的调控。金属材料内部的晶粒大小和结构、金属材料的同素异构转变都会对金属材料的性能产生巨大的影响。
参考文献：
[1]张炯.阐述金属材料组织和性能之间的关系[J].科技创新与应用,2016,6(3):81.
关键词:金属材料 磨损失效 防护措施
中图分类号：TB31文献标识码： A
工业生产过程中，材料科学的地位无疑是举足轻重，金属材料的磨损失效现象往往会引起从业者的格外关注。由于金属材料的磨损大大降低了金属的使用可靠性,同时减少了金属材料的使用寿命。因此，如何通过分析金属材料的磨损形式及磨损机理,解决金属材料的磨损失效是金属工业中的重中之重,是工业发展不可缺少的组成部分。
1 金属材料磨损失效的危害
在金属材料的使用过程中,两个互相接触的金属材料表面之间由于相互接触摩擦和相互运动会引起材料表面的损耗,摩擦损耗往往会对金属材料的尺寸、外形、结构及性能造成不同程度的影响。在工业机械设备的运转过程中，由于工作环境差，工作强度高，工作时间长，维护不及时等原因，机械设备在实际工作中经常处在较大负载、冲击、振动的工况下，部分设备基本上日夜连续进行高强度运行，使得机械设备容易产生疲劳磨损，加剧了关键部件的老化磨损速度。再加上煤矿中可能含有矸石等硬的成分，更加重了设备的磨损。这种磨损积累到一定程度，就会影响到设备各零部件的机械性能，甚至会发生意外事故，危及职工的人身安全，影响企业的经济效益和企业形象。因此有效的减少磨损，降低机械的损耗，对保证企业的经济效益有一定的作用。
2 金属材料磨损失效的基本形式
金属材料的磨损失效在工业建设中是不可忽略的问题,也是亟待解决的问题。而在工业建设中,要想及时有效地解决这种金属失效问题,清楚掌握造成这种金属磨损失效的形式及机理显得尤为重要。在现代的工业建设中,金属的磨损失效主要有以下几种形式:
2.1磨粒磨损失效
磨粒磨损失效是由于金属的磨粒磨损造成的金属材料相应性能的损失,是材料磨损失效的普遍形式。根据磨粒磨损过程中金属材料磨损表面所受的应力和冲击力不同,我们可将磨粒磨损分为凿屑磨损、擦伤磨损以及碾碎磨损。通常情况下,在高应力和硬磨粒的状态下,会出现凿屑磨粒现象;而在磨损过程中,如果磨粒硬度相对较小,则会划伤金属材料表面,使得金属材料上出现凸凹不平的现象,这种磨损叫做碾碎式磨损;如果造成磨粒的应力相对较小,则会出现擦伤磨损。
2 . 2 黏着磨损失效
黏着磨损失效则是由黏着磨损造成的金属性能失效,而这种黏着磨损则是一种较为复杂的磨损。一般情况下,如果两个相对滑动的金属材料表面不良或者超负荷工作,这就会造成金属表面的应力过高;当相对滑动的金属表面的应力达到一定程度时,就会造成接触面温度急剧上升,致使金属局部熔化,在之后的冷却过程中,接触面会固相焊接。当金属表面再次滑动时,足够的切向力会使得黏接点断开,破坏金属的摩擦表面,从而会产生金属磨屑,产生黏着磨损。
2 . 3 疲劳磨损失效
当金属材料的摩擦副表面在相对滑动过程中,往往会忽略周期负荷的作用,这在循环往复的工作回合中,会使得接触应力增大,直到超过金属材料的承受范围,最终导致金属材料的变形以及其它各种失效现象。在摩擦学中,疲劳磨损往往会被认为是由长期的周期负载造成的。长期的周期负载会使金属材料结构变形,表面塑像变形,更有甚者会使金属表面出现裂纹。在弹力学中,金属材料的疲劳磨损则是十分严重的问题,必须快速有效地解决疲劳磨损。
2 . 4 腐蚀磨损失效
在工业机械设备工作的过程中,其中的金属材料难免会和空气及水汽等介质接触,而金属的活泼性又使得金属极易和这些介质发生相应的化学或电化学反应,这就会造成金属的腐蚀磨损。在腐蚀磨损中,腐蚀物是不可避免的,而这些腐蚀物则会继续产生其他磨损,使得磨损重叠,加剧金属材料的磨损程度,产生更严重的失效。
2 . 5 微动磨损失效
在机械设备的金属材料中,相对滑动的金属材料很容易产生磨损,而相对固定的金属材料也会产生磨损,只不过磨损情况相对较轻。在相对固定的金属材料和副材料的摩擦表面之间,往往会因为周围环境的影响产生接触面微小的相对运动,而这种振幅较小的相对振动则是产生微动磨损的原因。
3 金属材料磨损失效的防护措施
3 . 1 提供良好的工作环境
机械设备的工作环境是造成金属材料磨损的主要因素之一,因此改善机械设备的工作环境是处理金属磨损的有效方法。在机械设备的工作过程中,要最大程度的优化其工作环境,减少设备的超额工作时间,同时防止各种腐蚀性物质因操作不当而浸入机械设备中,从而营造一个良好的工作环境,增强金属的防护能力,保持金属材料的连续使用性。
3 . 2 合理选择金属材料
在良好的工作环境的前提下,合理地选择抗磨性的金属材料也是金属材料的防护手段之一。通过上文的分析,金属材料的自身性质是金属磨损的决定性因素,所以在金属材料的选择过程中,要根据金属材料的工作环境,合理的选择工作材料。同时,在选定材料后,也可对金属材料进行表面强化,提高材料硬度,增强其耐磨性。
3 . 3 金属材料表面和结构强化
在金属材料相对运动的过程中,材料的表面特征则会大大影响金属的磨损;因此,改善金属材料摩擦便面的光滑程度,降低摩擦表面的摩擦系数,可大大降低金属磨损。同时,金属材料的结构也大大的影响着金属材料的磨损,合理的金属配合方式便可在很大程度上降低金属磨损。
3 . 4 定期进行金属材料保养
在做好了所有的前期处理之后,金属材料的定期保养也是非常重要的。在设备运作一段时间之后,对金属材料进行保养,可很大程度的修复和改善金属的性能,增强其抗磨性,从而提高金属材料的使用寿命。
3.5研究新理论，设计新方案。
设计新型机械设备是减少机械设备的磨损失效最有潜力的方法。这样可以促进中国企业设备升级，提前减少因为机械磨损而带来的损失，虽然更新设备需要资金花费，但是从长远来看，减少了每年的维护开支。这需要从摩擦、等相关学科和理论入手，分析现有的磨损问题和失效形式，研究失效的宏观和微观机理，给设计提供足够的理论支持。然后根据这些研究结果和思路，结合现有的采矿设备，设计出可靠性更高的机械或者对现有的机械进行改造
3.6采用新材料，
应用新工艺使用抗磨材料、提高抗磨能力是减少金属材料机械的磨损失效最有效的方法。在目前的情况下，采用新的材料，或者使用新的加工工艺，对较容易出现磨损失效的零部件进行抗磨处理，无疑能立马进行替换，从而增加机械设备的可靠性。例如：我国的煤矿机械大多数都是国产的，其中的耐磨部分普遍采用低碳锰钢作为原材料。加入了其他合金元素的低碳锰钢在强度和抗磨性上跟其他碳钢相比，有很大的优越性。但是与国外的优质钢材相比，还是有很大的不足。象刮板输送机的中部槽，国产钢板就需要45mm厚，为达到同样的输送量和使用寿命，而使用进口的钢板只需要30mm的厚度即可。
结束语
我们知道，金属材料的磨损大大降低了金属的使用可靠性,同时减少了金属材料的使用寿命。所以,我们必须通过对金属材料磨损形式和机理的分析,采取合理的防护措施来增强金属材料的抗磨性,同时也要不断地研发新型耐磨金属材料,来降低金属材料磨损失效的可能性,这样才能避免工业生产中意外事故的发生,从而保证工业企业的经济效益和从业人员的人身安全。
参考文献
[1] 邹志芳 ,张剑锋 .磨损与抗磨技术 [M].天津，天津科技翻译出版公司,2011.
[2] 徐松.金属材料磨损失效及防护的探讨[J].现代技术信息 ,2010.
[关键词]金属材料 热处理 工艺
中图分类号：TG156 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）27-0010-01
一、金属材料结构与组织概述
从时间角度分析，在几千年之前的铁器时代中，金属材料便出现在人们身边，金属材料被制作出生产劳动工具以及其它工具，与此同时，人们也清楚认识到了热处理的作用。从当前的发展趋势分析，在近几年社会经济与科学技术的不断发展，我国金属材料加工工艺已经得到了创新发展，并在国际中占据重要地位，尤其在工业技术产业的创新发展下，越来越多的领域加强重视金属材料，应用最多的便是合金材料，从宏观角度分析，无论哪一种材料，只有将其实施热处理，将内部组织结构改善，才能发挥其作用[1]。从微观角度分析，虽然经过热处理加工工艺，金属材料发生变化，但是金属材料外部形状以及化学成分不会发生变化，仅仅改善金属构件内部的显微组织，但是从整体角度分析，金属材料的性能发生了重大变化。
二、金属材料热处理工艺的概述
所谓的热处理便是将金属的材料放到对应的容器之中，对其进行加热、保温、冷却，将材料的表面、内部结构组织进行改变，是对金属材料性能进行控制的一种工艺。从某个角度分析，金属材料热处理工艺的应用，可以进一步增强零部件耐磨损、抗疲劳的能力，还可以提高零件的整体使用强度，保证金属材料的使用寿命。当然从经济角度分析，金属材料热处理工艺能够提高经济效益，节约资源，避免产生污染[2]。热处理工艺则是相关工作人员将金属材料进行加热，在加热到一定温度之后，根据材料大小以及形状不同采取保温措施，并对其进行冷却，其中值得注意的是淬火的应用能够将材料进行加热与保温，并在此之后将材料放入到水中进行冷却，这种方式下金属材料的硬度会得到提高，但是相应的脆度也会得到加强，因此为从根本上降低物体脆性，则需要将经过淬火之后的金属工艺进行保温，而后进行冷却。
三、金属材料与热处理之间的关系
（一）热处理预热与金属材料切削性能之间的关系
从全局出发分析，在当前我国金属材料加工企业在热处理预热以及金属材料切削方面存在联系，这样一来，则可以进一步提高金属材料的属性。除此之外，在金属材料在热处理预热之后，金属材料的内部结构会产生非常大的变化，只有经过预热，金属材料的内部结构会发生变化，当然只有经过预热，才能进一步改善材料的硬度以及外形，才能将金属材料的属性得到改良。从某个角度分析，材料内部发生变化，金属材料的切削性能得到改善，切割演变的比较简单。由此可以了解到热处理预热能够给金属切割产生影响，是热处理以及金属材料之间十分重要的关键载体。
（二）热处理温度与金属材料切边之间的衡量关系
从整个热处理过程中往往最为主要的便是要将其温度掌握好，之所以需要做好这一点是因为金属材料切边会受到相关温度的影响。在经过热处理之后，物理状态、硬度以及形态会发生重大变化，性能也会产生重大变化[3]。除此之外，在经过数据计算统计之后，与实际的情况相互对比，可以清楚了解到金属切边的性能发生重大变化。因此笔者认为在金属材料与热处理中需要掌握的便是材料数据，要保证温度的合适性。
（三）热处理与金属材料韧性的关系
毋庸置疑，有非常多的金属属性存在缺陷，具有代表性的便是韧性不足、硬度不足，且有非常多的金属材料在热处理之后，其韧性会得到提高，金属材料的作用也会得到发挥。当然，在热处理之后，金属材料的强度硬度会因为内部结构发生重大变化，其状态比较稳定，性能也会得到改良。
四、金属材料锈蚀、开裂问题分析
一般情况下，在金属加热中或者冷却的过程中，如果刻意的拉伸则会改变材料本身的内部组织结构，往往会导致材料会因为外界环境影响而发生变化，从而出现铁锈，这样一来则会导致金属材料的脆性增加，出现断裂现象。从另外一个角度分析，金属材料在存放的过程中如果收到影响，那么则会导致材料本身发生变化，会出现生锈现象，如果不及时进行处理，那么则会逐渐腐蚀材料，导致金属材料表面不光滑，内部结构不完成，严重影响金属材料的实际使用。在日常工作中，需要对金属材料保管加以关注，还需要定期或者不定期的进行清理，对于还没有使用的原材料要将表明上所存在的铁锈进行清理，然后再投入使用。对于已经妥善保管的金属材料，可以在表层涂抹防锈涂层，避免材料的形状以及结构发生变化。与此同时，如果不及时将金属材料的铁锈及时清理掉，那么则会导致对环境产生污染，甚至对人员造成事故[4]。举例说明：在2005年广东某一家石油化工车间出现爆炸，造成多人伤亡，设备损害，之所以产生这种现象的原因则是缺乏对日常设备的管理与检查，管道出现锈蚀，没有经过处理，在长期腐蚀中出现慢性病。
在金属材料热加工中还会出现另外一个问题，即出现开裂情况，这种情况同样会对金属材料的性能造车能够影响，之所以产生开裂现象的原因是由于在热加工过程中温度忽高忽低，所以相关人员在热加工工艺处理的过程中，需要控制好温度，提高材料的韧性承受能力，形成结晶。
五、金属热处理工艺未来的发展
在当前社会经济以及科学技术的不断发展下，金属材料热处理加工已经成为了现阶段十分重要的组成内容，但是在大多数金属材料热加工的过程中，会出现断裂现象，这种情况则会严重影响了材料再结晶的效果[5]。因此在金属材料热处理加工的时候需要对温度加以控制，使其形成结晶。从另外一个角度分析，科技在发展，在进步，工业、农业在发展过程中离不开机械设备，金属材料热处理已经发展成为了最为主要的任务与内容。热处理行业看似比较良好，但是却存在危险性，且金属以及金属材料需要进行高温加工，很多生产加工设备在运行如果不更新换代，那么则会存在非常多的安全隐患，且在金属材料高温加工以及加热的时候会产生有害气体，这些有害气体如果被人们吸入到体内，则会威胁人体健康。热处理行业属于污染型行业，在进行处理的时候需要考虑环境问题，并且不应该构建在居民区以及商业区，避免对人类造成伤害。
结语：
综上所述，在科学技术的不断发展下，我国工业技术水平越来越高，其中金属材料热处理已经达到了全新的发展水平，且提高了金属材料的有序发展与进步。
参考文献：
[1]李红波.关于金属材料热处理节能新技术的运用[J].科技与企业，2016，07：219+222.
[2]王克权.苏“金属材料热处理和化学热处理的现代设备与工艺”讨论会[J]. 兵器材料科学与工程，1987，06：64-68.
[3]高志玉，薛维华. 金属热处理计算机辅助工艺设计系统研究与开发[J]. 金属热处理，2012，10：92-95.
对于金属材料而言，蠕变损伤出现后，应通过一些具有代表性的指标来进行检测。运用电阻法在检测过程中，主要是观察金属材料蠕变过程中电阻率的变化情况，根据不同的变化来进行判定，并且要结合实际的情况来确定，避免出现检测上的失误。
（一）蠕变损伤
现阶段的金属材料虽然在性能和寿命上均有一定的提升，但并不代表着金属能够完全抵御各种环境上的压力。高温、高压环境对于金属材料而言，是很大的挑战。例如，当金属材料处于高温环境之中的时候，自身受到的应力会低于金属材料在该温度下的屈服点，长期的作用以后，金属材料本身，会出现一种缓慢的、连续的塑性变形情况，我们将这种塑性变形称之为“蠕变损伤”。金属材料在蠕变的过程中，往往会伴随一定程度的损伤，在达到某一个的峰值后，就会出现更大的损伤。我们将蠕变损伤积累到一定程度的结果，称之为“蠕变断裂”，这种情况突出表现为金属材料的破裂、明显的孔洞等等。
（二）电阻率变化
电阻法在金属材料蠕变损伤检测中应用时，主要考虑到的指标是电阻率的变化。从客观的角度来分析，蠕变损伤在出现后，势必会导致金属材料的内部出现一些变化，这些微小的变化被称之为物理性能上的变化。而对于电阻而言，自身的敏感性较高，利用电阻率的变化来实施检测，可以取得较为准确的结果。例如，耐热钢作为目前比较高性能的金属材料，其在蠕变过程中，电阻率在最开始表现出了下降的趋势，之后会表现出缓慢的下降，最后则表现为突出的上升趋势。根据电阻率的变化情况、数值的统计等，就可以较好的对耐热钢的蠕变损伤予以判定和分析，之后采取必要的手段来维护和弥补，从而避免造成安全事故。
二、电阻法的应用
金属材料出现蠕变损伤是一种必然的情况，任何一种金属材料的服务时间都是有限的，定期对金属材料的蠕变损伤进行检测，可确保金属材料是安全使用的，避免造成安全隐患。应用电阻法的过程中，则需要根据实际的需求，选择不同的体系和针对性的方法来完成，这样才能实现最准确的检测。
（一）测量原理
电阻法在测量金属材料蠕变损伤的时候，主要是以数字显示技术作为基础，从而对微小的电阻进行有效的测量，之后运用恒流源V-A法，直接测量电压降。具体的测量原理如下：首先，选择高稳定度的恒流源、选择高输入的阻抗仪、放大器。其次，准确的定位被测定的电阻，在该电阻上流经恒定的电流，此时，在被测定电阻的两端部位，就会产生电压降，倘若恒流源输出的电流不变，那么在实际的操作中，就可以准确的测量电压信号，最终会比较真实的反映出被测电阻的具体大小，从而完成对蠕变损伤的检测，包括金属材料的使用寿命、损伤大小、损伤的部位等等。
（二）测量结果
电阻法在金属材料蠕变损伤的检测中，应对测量结果进行全面的分析，否则无法确保该方法是否有效，也不能深入了解蠕变损伤的情况。以耐热钢为例，比较硬度变化趋势和电阻率变化趋势可以发现，硬度陡降过渡到平缓下降的过渡点，正好是电阻率变化的最低点，而这个最低点所对应的时间正好是蠕变孔洞形成的开始点，金相试验和电子显微分析都证明了这一点。随着蠕变孔洞的萌生、发展和连接，进而形成孔洞链，摄后形成微裂纹，导致材料断裂失效，电阻率又上升达到一个极值，硬度下降达到一个极值。另外，显微组织、硬度与电阻率之间有一定的对应关系。从高温加速试验可以看到，由于材料显微组织结构的改变，导致材料的瞬时弹性强度、硬度下降，即材料的机械性能越来越恶化。而电阻率的变化与前面分析的电阻率的变化机理是一致的。由此可见，利用电阻法对金属材料的蠕变损伤进行检测，可以获得理想的效果，无论是在理论上还是在实际的操作中，均取得了非常优异的成绩。所以，可以在金属材料蠕变损伤的检测中，将电阻法进行广泛的应用，也可以进行针对性的测量，获得更多数据和信息的同时，能够有效维护。
关键词：新型；金属材料；成型加工；概况；技术
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.14.019
目前新型金属材料成型加工技术的发展势头良好，其材料特性相比普通金属具有更高的性能优势，在不断发展中成为了工程建设的重要材料，也催生了许多新型金属材料成型加工技术。尽管当前阶段新型金属材料成型加工技术的发展状况良好，还得到了我国政府有关部门在政策和资金上的支持，使得新型金属材料成型加工技术进入了发展新阶段；但是受到传统技术观念和落后管理模式的限制，新型金属材料的成型和加工技术的发展陷入困境，不利于相关技术在生产中发挥自身优势。所以，本文就从新型金属材料成型加工技术的概况出发，对新型金属材料成型加工技术和方法进行分析和研究。
1 新型金属材料成型加工技术的概况
虽然新型金属材料成型加工技术得到了快速发展，其发展成果和具体表现还得到了研究人员和管理人员的认可和重视，但是大部分企业的领导层并不了解新型金属材料成型加工技术的重要性，受到专业性的限制，使得新型金属材料成型加工技术无法得到有效发展，长此以往就会对新型金属材料成型加工技术产生消极影响。由此可见，新型金属材料成型加工技术的概况需要得到有效分析，特别是其特性和选择原则更是研究的重点，为新型金属材料成型加工技术与方法的应用做好铺垫。
1.1 新型金属材料成型加工技术的特性
一方面，新型金属材料有固有的特性，具体表现为延展性更好， 化学性较为活泼，独特的光泽和色彩等，目前应用较为广泛的新型金属材料有形状记忆合金，高温合金，贮氢合金和非晶态合金等；另一方面，新型金属材料还有加工特性，主要表现为：焊接性，焊接时没有气孔和裂缝，具有收缩小和导热性能好的特点；锻压性，可以承受塑型变形的同时有效缓解冲压等。
1.2 新型金属材料成型加工技术的选择原则
为了更好地l挥新型金属材料成型加工技术的积极作用，就需要了解和应用好相关的选材原则。举例来说，某些金属符合材料种类有差别，使得加工工艺和加工技术有所不同，比如连续纤维增强金属基复合材料构件需要应用更多的技术和手段。正是因为任何一个小细节或者细微的纰漏都可能改变金属基复合材料结构，所以在材料和技术的选择中，研究人员和技术人员需要根据新型金属材料的本质，结合选材的原则，从而可以做出科学合理的决定。
2 新型金属材料成型加工技术与方法
根据新型金属材料成型加工技术概况的表现，可以得知相关技术和方法的应用需要进行相应地调整和改进，才能促进新型金属材料成型加工技术的不断发展。基于对新型金属材料成型加工技术的了解，可以对粉末冶金成型加工技术，铸造成型加工技术法，机械加工铸造法，电切割技术法等具体表现进行分析，总结出有用的经验和教训，保证新型金属材料成型加工工作的正常进行，提高新型金属材料成型加工技术的经济效益和社会效益。笔者结合自身的经验和实际的案例，选取其中典型的加工技术进行分析，从而可以为同行业人员的研究提供科学合理的借鉴。
2.1 粉末冶金成型加工技术
粉末冶金成型加工技术是最早应用于新型金属材料成型加工的技术之一，主要适用于尺寸较小，形状不复杂以及较为精密的零件的制作，具有着在成型制作过程中能够根据实际需求进行增强相含量的调节，界面反应少的优势，目前被广泛地应用到了复合材料零件，颗粒制造和金属基复合材料的晶须增强中去，有效的提高了工作的效率。
2.2 铸造成型加工技术法
现阶段发展最成熟的新型金属材料成型加工技术是铸造成型加工技术法，能够在满足选材原则的基础上被应用到复合材料零件的生产与制作中去。但是当前阶段铸造成型加工技术法还需要在具体的参数设置，工艺方法的选择等方面进行改进，从而可以避免不必要的风险和损失，有效地提高铸造成型加工技术法的经济效益。
3 总结
总而言之，研究新型金属材料成型加工技术是符合时展趋势的，在了解新型金属材料成型加工技术现状的过程中发现了其中的潜在问题，并且通过有效技术的发展和创新对不足之处和薄弱环节进行了改善和弥补，为我国社会建设中新型金属材料成型加工技术的发展打下了良好的基础。为了迎合当前阶段新型金属材料成型加工技术越来越重要的趋势，满足人们对于生产生活的需求，就需要针对新型金属材料成型加工技术的应用现状进行策略上的调整和改进，使得新型金属材料成型加工技术可以在更广泛地领域中发挥重要的作用。讨论新型金属材料成型加工技术不仅促进了相关问题的解决，还为我国社会建设中材料应用和成型加工技术未来的发展和创新提供了新思路。
参考文献：
[1]李兰军.浅谈新型金属材料成型加工技术[J].科技视界，2015（15）：286，291.
[2]戴宇星.浅谈新型金属材料成型加工技术[J].科学与财富，2016，08（04）：583.
