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金属材料范文1
【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.
金属材料范文2
英文名称：Metal Materials and Metallurgy Engineering
主管单位：
主办单位：湖南省冶金行业管理办公室;湖南省金属学会
出版周期：双月刊
出版地址：湖南省长沙市
语
种：中文
开
本：大16开
国际刊号：1005-6084
国内刊号：43-1044/TF
邮发代号：42-272
发行范围：国内外统一发行
创刊时间：1973
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金属材料范文3
当铁水冷却并由液体变为固体材料时，金属中大部分的原子以有序的层次紧密排列在一起。然而有些原子没有按次序排列，形成了被称为位错的薄弱区域。当一块铁置于应力之下，这些区域中的原子层产生了相对滑动，金属变形。这就解释了软铁具有很好延展性的原因。
然而，在铁中加入碳，就可以生产一系列带有完全不同性质的合金。这就是碳钢。
低碳钢 碳的质量分数为0.10%～0.25%的钢称为低碳钢。
碳在熔炉内被掺入到铁中，碳原子“进入”了材料，改变了材料的结构和功能。炼成的钢的延展性大大降低，因为碳通过“干扰”滑动面而减少了原子层间的滑动。低碳钢比铁更硬、更韧，并具有较高的抗拉强度。低碳钢的密度约为7.8g/cm3，熔点约为1600℃。它会生锈腐蚀，会被磁化，颜色为灰色。
低碳钢很容易被切割和机器加工，也可以进行钎焊、铜焊和熔焊。低碳钢较好的延展性和抗拉强度使它可以冷轧成各种复杂形状的型材。但是，压制和弯曲会改变钢的内部结构，使它更强、更硬，这被称为“工作硬化”，这种效果在许多制造加工中受到欢迎。然而工作硬化过的钢缺少延展性，比较脆。假如不愿要这种脆性，可以通过一个退火过程使钢恢复到原来的状态。退火就是将金属加热到红热，然后使它慢慢冷却。
低碳钢是今天最常用的一类钢。图3展示了低碳钢应用的一些例子。
中碳钢 碳的质量分数为0.25%～0.50%的钢为中碳钢，因此这种钢比低碳钢更硬、延展性更小。它们非常韧，具有很高的抗拉强度。
含有0.25%或更高碳成分的钢可以通过热处理进一步硬化，因此中碳钢有更特殊的用途。它们通常用来制造又韧又耐磨的产品。图4显示了利用中碳钢制造的一部分产品。
高碳钢 高碳钢中碳的质量分数大于0.60%，它们是非常硬、非常脆的材料。这种钢经过热处理可以取得最大的硬度。
高碳钢主要用在切削工具或耐磨损的产品上。图5是其中的部分例子。
不锈钢 不锈钢是由铁铬合金再掺入其他一些元素而制成的。有的不锈钢只含有铁、碳和铬，而有的还含有镍和其他金属。
含铬量在13%～27%之间的各种钢都有实用价值。铬的功能是产生氧化层来防止钢生锈，所以不再需要涂漆和其他的表面处理。对钢的保护程度取决于材料中铬的百分比。不锈钢的其他性质，如延展性、硬度和抗拉强度，则取决于其他合金元素的百分比。
不锈钢是一种光泽度较高的金属，再加上其他特性，使它成为用途极广泛的材料。图6中是大家比较熟悉的部分产品。
铸铁 铸铁是一种由铁（约94%）、碳（约2%）、硅（约2%）及少量的镁、硫和磷组成的合金。
金属材料范文4
关键词：金属材料；焊接技术；探讨
中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：
金属材料焊接成型工艺对于焊接技术的要求非常严格，焊接的质量直接影响到成型后金属的使用性能，所以要严格控制焊缝缺陷，保证金属材料的焊接质量。在各个行业的发展中都会应用到金属材料，而在金属材料出现的问题中，大多是由焊接缺陷导致的，严重的影响到金属材料的使用功能和使用寿命。比如说焊缝未焊透、未熔合将会降低焊缝处的强度，气孔、咬边以及焊瘤等缺陷都将影响焊缝的性能，在使用中，严重影响到金属的质量。在有些项目工程中，由于工期要求比较紧，焊接技术不达标，监督管理不到位等等原因，造成了焊缝的缺陷，严重的影响到工程的质量。下文将对焊缝中常见的缺陷进行阐述，并且制定出控制措施，提高焊接质量。
1 关于裂缝现象
1.1 关于热裂缝
1.1.1 概念。它是说金属从液态发展为固体的时候，出现的缝隙，其一般出现在中间位置，很容易发现。
1.1.2 导致其发生的缘由。因焊接熔池中存有的FeS等低熔点杂质结晶凝固最晚且凝固后的塑性及强度低，当其凝结的时候，假如外在的力不是很大的话， 金属凝结的时候，其就容易被张开或者是在凝结之后很短的时间中就被扯开。除此之外，材料中含有硫等成分的话，也会导致这些现象。
1.1.3 应对方法。a.严格的按照工艺步骤开展活动，选取优秀的焊接步骤，降低焊接力；b.认真地掌控其数值要素，降低冷却的速率，提升其形状指标，最好是使用多道焊等方式，避免其在中间位置发生缝隙。
1.2 关于冷缝
1.2.1 概念。它是说在冷却的时候，或者是之后的时候，金属在材料或者是材料和焊缝融汇的区域的融合线中出现的缝隙，其有可能立马发生，也有可能会在之后的几个小时或者是几天中发生。
1.2.2 产生的要素。a.焊接热循环的热影响区生成了淬硬组织；b.当焊缝里面有非常多的扩散氢的话，就会出现浓集现象；c.在接头区域，负担非常多的约束力。
1.2.3 应对方法。a.使用少含氢的物质，降低其成分；b.认真地按照物质的保存和运行体系来活动，避免其存在过多的水分；c.认真的清楚附近的油迹等；d.选择优秀的焊接数值等；e.以去氢、消除内应力和淬硬组织回火，进而提升其韧性指标；f.使用正确的焊接步骤，降低其力的干扰。
2 没有焊透以及没有熔合的问题
没有焊透和熔合是目前出现频率比较多的一种问题，假如出现了的话，缝隙就容易存在间断或者是骤然的变化等，减弱了它的强度，还容易出现裂缝等。
2.1 定义。没有焊透是说，在处理的会后，结构尾部没有全部的熔透的问题；未熔合指焊件与焊缝金属或焊缝层之间存在局部未熔透的现象。
2.2 产生要素。（1）存在焊件装配间隙或坡口角度太小、钝边太厚、焊条直径过大、电流太小、速度太快、电弧过长等现象；（2）未认真地处理坡口附近的污物；（3）处理的时候，这个位置进入了熔渣，使得金属的熔合无法有效地开展，运条手法不当，电弧偏在坡口一边等而引成边缘不熔合。
2.3 应对措施。（1）合理的选取坡口的规格；（2）确保焊流速率适当；（3）把附近的污物去除；（4）封底焊清根要彻底，运条摆动要适当；（5）认真关注附近的熔合状态。
3 关于夹渣
3.1 概念。它是说残存在焊缝里面的物质，其会减弱它的强度等特征。
3.2 其出现的关键缘由。（1）焊缝边缘有氧割或碳弧气刨残留的熔渣；（2）坡口角度或焊接电流太小或焊接速度过快；（3）使用酸性焊条时因电流太小或运条不当形成“糊渣”；（4）使用碱性焊条时因电弧过长或极性不正确造成夹渣；（5）焊条偏芯。
3.3 应对方法。（1）合理的选取坡口的规格；（2）确保焊流速率适当；（3）把附近的污物去除；（4）运条摆动适当。
4 别的问题
4.1 存在气孔。焊接时最常出现的是氢气孔，主要分为：内部气孔、表面气孔和接头气孔。（1）其出现的关键缘由：a.没有清理好坡口附近的污物；b.焊芯出现了锈迹，或者是掉落等现象，没有结合规定对其开展烘焙活动。c.电弧太长，速率太快。（2）应对措施：a.确保焊流速率适当；b.把附近的污物去除c.切实的结合规定，存放并且清理活动的材料；d.严禁用那些变质的材料，要管控好它的运行领域，要将焊丝处理好，避免其存在锈迹。e.埋弧焊特别是薄板焊时，焊接速度和线能量尽可能小。
4.2 关于咬边现象。（1）概念。咬边指焊缝边缘留下的凹陷，咬边会减小母材接头的工作截面。（2）导致现象发生的具体要素：a.焊接电流过大、运条速度过快、电弧拉得太长或焊条角度不；b.埋弧焊的焊接速度过快或焊机轨道不平等造成焊件被熔化去一定深度，没有认真地填充金属材料，导致此类现象发生。（3）避免其出现的方法：a.合理的选取焊接的电流和运条的措施，要认真的关注其角度等内容；b.氩弧焊工艺参数要恰当，要控制好它的速率，而且要保证措施是稳定的。
4.3 关于焊瘤和弧坑等问题。（1）产生焊瘤的主要原因及防止措施。导致焊瘤出现的关键要素：a.由于运条不匀导致气温太高了，进而使得液体的材料在凝结的的时候慢慢的落下，在表层中出现瘤状物。b.立、仰焊时，采用了过大的焊接电流和弧长。防止产生焊瘤的主要措施是：a.严格控制熔池温度；b.使用碱性焊条时应采用短弧焊接。（2）导致弧坑出现的关键要素和应对方法。导致其出现的关键要素：a.熄弧时间过短或焊接突然中断，焊接薄板时电流过大；b.焊缝表面存在焊瘤影响美观，并易造成表面夹渣。
避免其发生的关键方法：手工焊收弧时，焊条作短时间停留或几次环形运条。
5 如何处理焊缝问题
（1）不允许在带压、背水的情况下进行焊缝缺陷消除的焊补；（2）关于要求预热的材质，当工作环境气温低于0℃时应采取相应预热措施；（3）要求进行热处理的焊件则应在热处理前进行缺陷修正；（4）禁用过大电流补焊，采用小电流、不摆动、多层多道焊；（5）补焊刚性大的结构时，除第一层和最后一层焊道外，可在焊后热状态下进行锤击，且每层焊道的起弧和收弧应尽量错开；（6）用手工电弧焊焊补D、E级钢和高强度结构钢焊缝缺陷时，应采用控制线能量施焊法，每一缺陷不允许中途停顿，应一次焊补完成，且预热温度和层间温度均保持在100℃以上；（7）结合之前的探伤规定，再次的分析处理之后的缝隙，假如察觉其大于许可的数值的话，就要再次的处理，一直到其合乎规定的时候才可以。不过其焊补的次数应该低于返工的次数。（8）认真地开展监督以及检测活动。开展好如上的活动，从根源上降低其不利现象的存在，进而能够防止机组带着问题而运作。
6 结束语
经由上文的论述，我们发现，在焊接的时候，如果出现了问题就应该即刻的处理。对于裂缝现象来讲。应该先分析它的初始方向和尾端处的情况，进而再应对其存在的不利现象。对于夹渣以及没有焊透等等的问题，应该使用相同的措施对其处理，进而结合规定对其开展焊补活动；对于气孔，尤其是其中的气孔的处理，应该在明确它的具体方位之后，应用风铲或碳弧气刨清除全部气孔缺陷，而且要保证它能够成为一定的坡口形式，进而再行处理。
参考文献：
[1] 周炳森.新编金属焊接实用技术百科全书[M].北京：中国知识出版社，2008.
金属材料范文5
关键词 金属材料；应力腐蚀；裂纹
中图分类号：TG111.91 文献标识码：B 文章编号：1671-489X（2013）06-0131-02
1 应力腐蚀概论
应力腐蚀指的是金属材料或结构处于静载拉应力与一定的腐蚀环境一起作用下所导致发生的脆性破裂。
1.1 金属材料应力腐蚀裂纹
金属材料于一定的腐蚀环境中，被应力作用，因着金属本身微观径路在设限范围内产生腐蚀而呈现裂纹的现象称应力腐蚀裂纹。应力腐蚀裂纹的特征是金属外表为脆性机械断裂。裂纹只产生于金属的部分区域，由内向外发展，通常是与作用力保持垂直状态。金属材料应力腐蚀裂纹同简单因应力导致的破坏不一样，其腐蚀在极其微弱的应力条件下也可以产生；金属材料应力腐蚀裂纹同单一因腐蚀造成的破坏也不一样，其腐蚀性最为微弱的介质也可以导致腐蚀裂纹。而处于严重的全面腐蚀状况下，则不易发生应力腐蚀裂纹现象。应力腐蚀外表没有变化，裂纹发展速度极快并且很难意料，因此可以说是一种具有极大危害性的破坏形式。它的破坏往往是无法意料的，就发展速度而言，能够达到孔蚀的数百万倍。导致设备发生渗漏现象及至爆炸，是所有腐蚀形态中最具危害的一种。
1.2 氢脆理论
依据裂纹发展阶段的电化学反应，可将应力腐蚀划分成阳极和阴极两个反应敏感型。具体说明：1）应力腐蚀阳极反应敏感指的是此类应力腐蚀裂纹的产生与发展阶段都是受裂纹处金属的阳极溶解制约的，裂纹的发展快慢也是由金属阳极溶解的快慢决定；2）应力腐蚀阴极反应敏感指的是此类应反应阶段中因阴极吸氢而导致的脆性破坏，其也称之为氢脆型应力腐蚀。而氢脆裂纹指的是金属材料在应力作用下，因为腐蚀反应所产生的氢为金属所吸收出现氢蚀脆化导致的裂纹。
金属材料并非是在各种腐蚀环境中均出现应力腐蚀裂纹。不同的金属材料的应力腐蚀均需一定的腐蚀环境。因各金属材料适用范围的逐渐扩大，腐蚀环境的类型也呈现数量增加的趋势[1]。
2 金属材料发生应力腐蚀的特征
通常所讲的应力腐蚀，即阳极反应敏感应力腐蚀。对于金属材料发生应力腐蚀的特征，可从4个方面来加以说明。
2.1 金属材料发生应力腐蚀裂纹必须是拉应力
只有处于应力（特别是拉应力）的状态下，才会发生应力腐蚀裂纹。发生应力腐蚀的应力属于其中的静态部分，它既可能是外加载荷或者装配力（包括拧螺栓、胀接力等）引发的应力，也可能是构件在制造、热处理、焊接等加工阶段中发生的内应力。不论来源怎样，造成应力腐蚀裂纹的应力一定包含拉伸应力的成分，压缩应力是不能引发应力腐蚀裂纹的。而且，此种应力往往是很轻微的，若不是在腐蚀环境条件中，此弱小的应力是不能够让构件产生机械性破坏的。促成破坏的应力值要依据材料、腐蚀介质等实际情况来定[2]。
2.2 促成一定金属材料产生应力腐蚀的环境介质是特定的
发生应力腐蚀的材料与介质并非任意的，只在两者处于某种组合时才能产生应力腐蚀。引发一般钢应力腐蚀的腐蚀介质包括的溶液有：氢氧化物；含有硝酸、碳酸盐、硫化氢的水；海水，硫酸与硝酸混合；融化的锌、锂；热状态的三氯化铁；液体氨。引发奥氏体不锈钢应力腐蚀介质包括的溶液有：具有酸性、中性的氯化物；海水；热融的氯化物；热状态的氟化物、氢氧化物[3]。
2.3 金属材料
通常极纯的金属不会发生应力腐蚀破坏，只是处于合金或者包含杂质的金属中才能够产生。因为金属材料与腐蚀环境互相作用的状况不尽相同，金属材料应力腐蚀裂纹也都不尽相同。裂纹或沿晶粒边缘发生；或延伸到晶粒内部而又明显分枝；裂纹或与晶粒边缘、晶粒内部都没有关系。
2.4 破坏过程
金属材料应力腐蚀裂纹，往往在没有意料的状况下突然产生，因此危害性非常大。具体表现为3个阶段：1）孕育阶段，系金属材料在应力腐蚀裂纹发生之前的时段，也是裂纹的成核前的准备时段；2）裂纹稳定发展阶段，在金属材料应力与腐蚀介质的互相作用下，裂纹渐渐发展时段；3）裂纹缺少稳发展阶段，此为最终的机械性破坏。此外，金属材料的应力腐蚀裂纹还具有一个特性――金属的裂纹同其自身厚度无关。
3 影响金属材料应力腐蚀裂纹的因素
3.1 环境方面
奥氏体不锈钢针对卤化物元素比较敏感。同理，有些铜合金针对含氨的环境也敏感。奥氏体不锈钢原本针对氯化物发生应力腐蚀十分敏感，可氯或者卤素离子并非唯一的决断因素，发生SCC还应当有氧存在。从对加铌的18-8不锈钢分析中得出结论，只需其中拥有百万分之几的氧就可以与氯化物一同促成应力腐蚀。奥氏体不锈钢于沸腾的MgCl2溶液内，唯氮浓度超出500×10-6才出现SCC；若氮浓度低于500×10-6时，就不产生应力腐蚀。溶液的pH值针对金属材料应力腐蚀的敏感性也具有非常大的影响[4]。
3.2 力学方面
通过对高强度铝合金7075-T6板材实验，若顺着轧制方向取样板实施拉伸试验，对应力腐蚀的抗力达到最强，门槛应力为420 MPa；若顺着板宽方向取样板实施拉伸试验，其门槛应力达224 MPa；若顺着板厚方向取样板实施拉伸试验，门槛应力只达49 MPa，几乎只达到轧制方向的十分之一。
热处理金属材料的不同强度，影响着金属材料应力腐蚀的裂纹发展速度与应力强度因素的关系。由此可见，当金属材料屈服强度居高时，裂纹发展呈现出两个阶段：开始阶段裂纹发展速率随应力强度因素的增多而增高；当应力强度因素增添到一定的数据时，裂纹发展速率便持续恒定，不再同应力强度因素有关。此实验结果很具有典型性，几乎全部的高强度钢包含马氏体时效钢，以及高强度铝合金均具有如此规律。
3.3 冶金方面
共包括三方面的影响：1）金属材料成份；2）金属材料组织；3）金属材料强度。
4 金属材料应力腐蚀裂纹控制途径
金属材料应力腐蚀裂纹是应力与腐蚀环境互相作用导致的。因此，只要去除应力与腐蚀环境二者其中的任一因素，就能够防止裂纹的出现。现实上既没有办法全部去除装置于建造时的残留应力，又没有办法让装置全部甩脱腐蚀性环境。采取以上办法防止应力腐蚀是不能够做到的。所以，往往是利用改变材料的办法克服这个问题。除此之外，焊缝部位因为热应变功效会发生较大的残余应力，而添加热量及冷却的热循环阶段，也会让金属材质出现变化。因此，针对焊缝部分应比针对焊接本体更为注意，应当细致检查是否产生金属材料应力腐蚀裂纹。具体可从4个方面进一步说明：1）应力抑制，降下拉伸应力，去除残余应力，可压低金属材料应力腐蚀裂纹敏感性；2）材料抑制，选取耐应力腐蚀金属材料，在金属材料应力腐蚀体系中，金属材料的屈服强度越高，就越低；3）采取阴极保护的措施；4）腐蚀抑制，有效改进设计，添充缓蚀剂或者消除介质内有害成分。
参考文献
[1]王丽，陈振茂.基于裂纹精细数值模型的应力腐蚀裂纹重构[J].无损检测，2010（9）：675-677.
[2]杨光辉.浅谈焊接接头应力腐蚀控制方法[J].城市建设理论研究，2011（19）.
金属材料范文6
【关键词】金属；腐蚀；现象；防腐
中图分类号：P755.3文献标识码： A
一、前言
金属受到周围介质作用而出现损坏，就叫做金属腐蚀。当前，金属材质设备在社会经济发展中发挥着重要作用。金属腐蚀现象也是一种非常普遍的现象，给行业造成了很大的经济损失，也造成了很大的安全隐患。与此同时，金属腐蚀还造成了设备使用寿命的降低，增加了企业的成本，不利于经济的发展和进步。因此，做好金属防腐工作，提高防腐能力非常重要。
二、常见的金属腐蚀现象
1、化学腐蚀现象
化学腐蚀现象主要是金属表面及其介质受到化学反应的影响，而产生的一种化学腐蚀现象。例如，将铜片放入到稀硫酸溶液内，将产生剧烈的化学反应，导致铜片慢慢被腐蚀消耗。在整个化学腐蚀现象中可以观察到，金属及其介质在相互接触时产生了一定的化学反应。针对这类金属腐蚀现象，可以采用喷涂法、热浸镀法等进行防护，以阻止金属及其介质之间化学反应继续发生，达到提高属防腐能力的目的。
2、电化学腐蚀现象
电化学腐蚀现象主要是指金属表面于其介质内产生一定的微电池，并引发电化反应，导致金属受到腐蚀破坏。在整个电化反应中，阳极电子将失去电流及其阴极电子，与电化学基础理论相符合。金属电化学腐蚀可分为两种，即氧腐蚀和氢腐蚀。当金属材料长期暴露在相对潮湿的环境中时，其表面将形成一层薄薄的水膜，并与空气中的二氧化碳产生溶解反应，成为碳酸气体。在电化学腐蚀发生时，受到氧化的金属材料将成为原电池的一个负电子，转移到阳极电子上，而阳极电子受到由水膜溶解形成的杂质，具有良好的还原反应，因此可形成循环性的电化学腐蚀现象，对金属材料造成严重破坏。
三、金属材料的防腐措施
1、在金属表面覆盖保护层
（1）金属的磷化处理:钢铁产品的油、锈去除后,释放到磷酸盐溶液中被浸泡,磷化膜可以在金属表面层形成不溶于水的成分,这个过程被称为磷酸盐处理。磷化膜呈暗灰色至黑灰色,厚度为5～20Lm,在大气中耐腐蚀性好。该膜是一种多孔结构,具有较强的油漆吸附能力,如作为漆面的底部,其耐腐蚀的作用更加强大；
（2）金属的氧化处理:钢铁产品通过NaOH和NAN02的混合溶液采取热处理,并在表面形成一层蓝色氧化膜(主要成分Fe3O4),为了实现钢腐蚀的目的,这一过程被称为发蓝。这种氧化膜具有更大的灵活性和性,不影响零件的精度。则精密仪器和光学仪器的零部件,如簧钢、薄钢板、细铁丝等均用于发蓝进行处理;
（3）非金属涂层:塑料涂层的金属表面要优于喷漆效果。其塑料覆盖层致密光滑,具有亮丽的色彩。一并具有腐蚀和装饰的双重职能。搪瓷含有二氧化硅,是其含量较高的玻璃搪瓷,极具优良的耐腐蚀性。
2、重防腐油漆涂装防腐技术
重防腐涂料具有外形美观、简单的涂层工艺,已被广泛沿用至今。根据涂装工艺的进展,涂料的重型防腐蚀是钢桥面防腐的重点,在这当中,无论是外国的名牌油漆,或是国产品牌的涂料,其防腐涂料的发展工艺和涂料品种都非常相似,是由多层涂层系统组成的,即底漆、中间漆和面漆。涂料品种都是环氧富锌底漆,包括环氧云母氧化铁中间漆、环氧聚氨酯或环氧各色面漆和氯化橡胶面漆等组成。在屏蔽作用中,涂料涂层把钢铁和腐蚀环境机械分离。在钝化
缓蚀作用中,在油漆涂料系统中,第一车间底漆的油漆层粘连对钢钝具有钝化缓蚀功能,杀菌作用非常微弱。在阴极保护作用中,在防腐蚀底漆中,如添加锌粉,或富锌底漆,为钢铁提供阴极保护。
3、热喷涂防腐技术
（1）火焰喷涂:火焰喷涂是可燃气体的燃烧作为热源来熔化金属丝或粉末,并雾化、吹喷在摹体表面的方式,氧气和乙炔火焰的喷涂,是欧洲和北美的钢铁桥梁早期热喷涂的防腐喷涂,并取得了良好的防腐效果;
（2）电弧喷涂:电弧喷涂防腐原理是运用电弧喷涂设备,对于两个带电的的金属丝采取加热、熔化、雾化、喷涂所形成的反腐蚀的涂层,外加有机封闭涂层的长效防腐复合涂层。
4、离子注入技术
离子注入法是在20世纪70年代产生的表面改性技术,和电镀、电离镀膜、化学气相沉积等一般的涂层技术非常不同,具有很大差异。它是用高能量的高速轰击,以改变表面性质的一种新技术,在真空情况下,F高能离子加速注入周体表面,可以改变或操纵其表面结构,可注入基材表面获得高度饱和固溶体、哑稳相、非晶态和平衡合金等不同组织结构,进而极大提高了摹体表面的耐腐蚀性。离子植入金属(或其他材料),以提高表面的化学特性(称为离子注入表面化学),可提高金属表面抗氧化耐腐蚀。在离子注入技术出现时,铝、镉合金表面改性已成为研究热点。近年来,离子注入技术已开始被应用到镁合金材料中,以提高其防腐性能。
5、热浸镀防腐技术
作为浸涂层的金属,是锌、锡、铅和铝等熔点低的金属。热浸电镀金属层厚度在一些腐蚀环境下长期使用,如镀锌、镀铝或其他特殊物质,或如镀锡和镀铅合金产品,作为特殊中介防腐蚀的防腐涂料。热浸镀技术,包括热浸镀锡、热浸镀铅和热浸镀锌。热镀锡用作薄钢板和食品加工等的贮存容器;热镀铬主要用于化学腐蚀和涂层电缆;热镀铝主要用于钢铁部件抵御高温抗氧化等。此外,伴随采用防腐蚀涂料和控制生产成本越来越高,热浸镀正发展成为合金化镀层技术。
6、涂层防腐
丛巍等利用纳米技术对涂层防腐材料中的填料进行了改性，涂层的综合性能得到了较大的提高，在增加涂层的机械强度、硬度、附着力，提高耐老化性和耐候性等方面有显著的作用。李远利等研制的液态聚氨酯防腐涂料性能优越，能够满足任何地质状况输送条件及环境腐蚀的要求，施工性能好。涂层硬度高达HS(D)80～86，具有优异的耐磨性能，耐划伤耐拖拉性能好，有一定韧性抗阴极剥离性能。黄微波等深入的研究了近年来兴起的高性能重防腐涂料-聚脲涂层(简称SPUA)，为双组分。该涂层的优点是对环境无污染、无溶剂，其固化的速度快，环境湿度和温度对涂层的影响很小；膜弹性优良，同时在强度、耐侯性、热稳定性等方面表现出优异的性能，长期在户外使用该涂层发现其不开裂、不脱落，附着力好，因此具有优异的耐腐蚀性能。
7、表面防腐保护膜
防腐保护层主要是在金属表面上设置一层具有防腐特性的保护膜，以避免金属材料受到腐蚀破坏。其主要分为三种形式，即氧化处理、磷化处理及塑料涂层，具体如下：
（1）氧化处理。例如，将钢铁材料放入到NaOH与NAN02混合而成的溶液中，并对其进行热处理，使其表面覆盖有一层薄薄的氧化膜，以达到提高钢铁材料防腐能力的目的。通过这种氧化处理技术，不仅能够对金属材料起到良好的防腐作用，同时能够对金属设备性能和精确度不会造成影响，精密度较高仪器金属零部件中应用较为广泛，例如细铁丝、弹簧钢等。
（2）磷化处理。例如，将钢铁材料上存在的油垢、铁锈清除干净后，并放入到磷酸盐溶液内进行浸泡，并形成一层磷化膜，而磷化膜能够在金属材料的表面产生一种难溶于水的特殊成分，对金属材料进行有效防护。磷化膜通常呈现为黑灰色或者暗灰色，厚5～20μm，在空气环境中的耐腐蚀性较高。同时磷化膜具有多孔结构特点，对油漆的吸附性较强，使其耐腐蚀能力得到有效提升。
（3）塑料涂层。在金属材料表面防腐上，塑料涂层与喷漆层相比，不仅能够对金属材料表面起到良好的防腐作用，同时能够使涂层表明呈现出光滑亮泽的色彩，能够起到防腐与装饰双重效果。
八、结束语
总之，金属腐蚀所造成的危害是巨大的，而且这种现象也是普遍的，只要有金属的地方都会存在金属腐蚀的问题。同过本文论述，我们对提高金属防腐措施有一定的了解，对于指导金属防腐实践具有一定的指导性。尽管当前我国金属腐蚀处理技术有了很快的进步，但是与国际先进水平还存在一定的差距，需要不断完善。只要我们坚定信心，不断刻苦钻研，就一定能够使金属防腐技术实现更大的突破。
参考文献
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