Clasificación de materiales: materiales metálicos

Según la clasificación tradicional, los materiales se pueden dividir en materiales metálicos, materiales inorgánicos no metálicos (materiales cerámicos), materiales poliméricos y materiales compuestos. El acero, el oro y la plata son todos materiales metálicos. Los materiales inorgánicos no metálicos, incluidos la cerámica y el vidrio, incluyen óxidos, sales inorgánicas, etc. en términos de composición de grupos. Los materiales poliméricos están compuestos de macromoléculas orgánicas, como fibras, caucho, resinas y plásticos. Los materiales compuestos se componen de dos o más materiales de cierta manera y se clasifican en muchas categorías. Según la matriz, se pueden dividir en matriz metálica, matriz cerámica, matriz de resina, etc., o según el refuerzo, se pueden dividir en materiales compuestos reforzados con fibras, materiales compuestos reforzados con partículas, etc., existen muchos tipos.

Comprender los materiales metálicos y las tendencias de desarrollo. Los materiales metálicos se refieren a materiales con propiedades metálicas que están compuestos por elementos metálicos o están compuestos principalmente por elementos metálicos. Incluyendo metales puros, aleaciones, compuestos intermetálicos y materiales metálicos especiales.

Nuestro conocimiento de los materiales metálicos debe partir de los siguientes aspectos:

1. Clasificación: Los materiales metálicos se suelen dividir en metales ferrosos, metales no ferrosos y materiales metálicos especiales.

① Los metales ferrosos también se denominan materiales de acero, incluido el hierro puro industrial que contiene más del 90% de hierro, el hierro fundido que contiene entre un 2% y un 4% de carbono, el acero al carbono que contiene menos del 2% de carbono y el acero estructural, el acero inoxidable y los resistentes al calor. acero para diversos fines. Acero, aleaciones de alta temperatura, aleaciones de precisión, etc. Los metales ferrosos generalizados también incluyen el cromo, el manganeso y sus aleaciones.

② Los metales no ferrosos se refieren a todos los metales y sus aleaciones excepto el hierro, el cromo y el manganeso, que generalmente se dividen en metales ligeros, metales pesados, metales preciosos, semimetales, metales raros y metales de tierras raras. La resistencia y dureza de las aleaciones no ferrosas son generalmente mayores que las de los metales puros, y tienen mayor resistencia y menor coeficiente de resistencia a la temperatura.

③Los materiales metálicos especiales incluyen materiales metálicos estructurales y materiales metálicos funcionales para diferentes usos. Entre ellos se encuentran materiales metálicos amorfos obtenidos mediante procesos rápidos de condensación, así como materiales metálicos cuasicristalinos, microcristalinos, nanocristalinos, etc.; también existen aleaciones funcionales especiales como sigilo, resistencia al hidrógeno, superconductividad, memoria de forma, resistencia al desgaste, reducción y amortiguación de vibraciones, etc., y materiales compuestos de matriz metálica, etc.

Los materiales metálicos se dividen en metales fundidos, metales deformados, metales formados por inyección y materiales de pulvimetalurgia según el proceso de producción y moldeo. El metal fundido se forma mediante el proceso de fundición, que incluye principalmente acero fundido, hierro fundido y aleaciones y metales no ferrosos fundidos.

El metal deformado se forma mediante procesamiento a presión, como forjado, laminado, estampado, etc., y su composición química es ligeramente diferente de la del metal fundido correspondiente. El metal conformado por inyección se convierte en piezas y espacios en blanco con ciertas formas y propiedades estructurales mediante el proceso de conformado por inyección.

El rendimiento de los materiales metálicos se puede dividir en dos tipos: rendimiento del proceso y rendimiento del uso.

2. Actuación: 

Para utilizar los materiales metálicos de manera más racional y aprovechar al máximo su función, es necesario dominar el rendimiento (rendimiento de usabilidad) que deben tener las piezas y componentes hechos de diversos materiales metálicos en condiciones normales de trabajo y su uso durante el procesamiento en frío y en caliente. . El rendimiento que se debe poseer (rendimiento del proceso). El rendimiento de los materiales incluye propiedades físicas (como gravedad específica, punto de fusión, conductividad eléctrica, conductividad térmica, expansión térmica, magnetismo, etc.), propiedades químicas (durabilidad, resistencia a la corrosión, resistencia a la oxidación) y propiedades mecánicas. El rendimiento del proceso de los materiales se refiere a la capacidad del material para adaptarse a los métodos de procesamiento en frío y en caliente.

3. Proceso de producción: 

En la producción de materiales metálicos, el metal generalmente se extrae y funde primero. Algunos metales deben refinarse más y ajustarse a la composición adecuada antes de procesarse para obtener productos de diversas especificaciones y propiedades. Para la extracción de metales, el acero suele utilizar procesos pirometalúrgicos, es decir, para la fundición y fundición se utilizan convertidores, hornos de hogar abierto, hornos de arco eléctrico, hornos de inducción, cubilotes (fabricación de hierro), etc.; los metales no ferrosos utilizan procesos tanto pirometalúrgicos como hidrometalúrgicos; metales de alta pureza Además de los metales que requieren propiedades especiales, también se utilizan procesos de fundición por zonas, fundición al vacío y pulvimetalurgia. Después de fundir el material metálico y ajustar su composición, se funde y se le da forma, o se convierte en lingotes y palanquillas mediante procesos de fundición y pulvimetalurgia, y luego se procesa plásticamente para obtener productos de diversas formas y especificaciones.

4. Tendencia de desarrollo:

El desarrollo de materiales metálicos se ha alejado de los metales puros y las aleaciones puras. Con el avance del diseño de materiales, la tecnología de procesos y las pruebas de rendimiento, los materiales metálicos tradicionales se han desarrollado rápidamente y se han desarrollado continuamente nuevos materiales metálicos de alto rendimiento. Estructuras de alta temperatura, como materiales amorfos y microcristalinos de condensación rápida, aleaciones de aluminio y litio con alta resistencia específica y modo específico alto, compuestos intermetálicos ordenados y aleaciones de aleación mecánica, aleaciones reforzadas con dispersión de óxido, cristales columnares solidificados direccionalmente y aleaciones monocristalinas. Materiales, metal Los materiales compuestos de matriz y nuevos materiales metálicos funcionales, como aleaciones con memoria de forma, aleaciones de imanes permanentes de neodimio, hierro y boro y aleaciones de almacenamiento de hidrógeno, se han aplicado en diversos campos, como el aeroespacial, el energético y el electromecánico.