金屬材料元素分析精選(九篇)

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第1篇：金屬材料元素分析范文

關鍵詞：金屬材料；成分分析；發展前景

前言

科技的不斷進步，使得現代的金屬分析手段逐漸的增多，并被廣泛的應用于社會各個行業當中。這些金屬材料被廣泛的應用于社會當中的各個行業。隨著科技技術的不斷進步，使得社會發展對于金屬材料的需求逐漸地提升。對于金屬成分進行分析，能夠準確地了解其中的內部構成，對于金屬有更深層理解，為更復雜的金屬研究提供依據。

1 新技術金屬材料成分分析重要性

1.1 金屬材料加工方法的合理選擇

通過新技術對于金屬材料的成分進行分析，能夠合理選擇金屬材料的加工方法，并且對于金屬的加工方式能夠合理的選擇方法，提升金屬加工的效率。金屬的加工過程是金屬利用的重要方式，只有通過對金屬材料進行成分分析才能夠更好地了解其中存在的組成以及基本特性，保障金屬加工采用正確的方式。

1.2 有利于安全合理的應用金屬材料

對于金屬材料的成分分析能夠有效的對金屬材料安全合理的應用。金屬材料在現代的發展進程中有著重要的意義，對其成分的準確分析，能夠有效的掌握金屬材料的相關性能。社會生產力水平的逐漸提升，對于金屬材料的應用應該通過加工來具體實現。對于金屬成分有效的分析能夠準確的定位金屬的加工方式，使得加工過程更順利。在實際的使用當中應該重視效益性的提升，在生產加工過程中重視其組成成分，并通過合理的方式進行加工，使得成本降低，促進社會金屬行業的發展。但是由于金屬種類逐漸增多，傳統的金屬分析方法已經不能夠適應其發展，應該通過新型的分析技術進行金屬成分分析，保證分析的精準度以及實用性[1]。

2 金屬材料成分分析技術傳統方法

2.1 滴定分析

滴定分析法是金屬成分分析當中的傳統分析方法，其在實際的使用當中，又被稱之為容量分析法。在進行滴定分析過程中是將一種準確濃度的標準溶液滴加到被測試的溶劑當中，通過不斷滴加，使得檢測溶液與標準溶液發生化學反應。通過化學反應發生時的標準溶劑的滴加程度，獲取一定的數值，通過這樣的方式測算出被檢測溶液的含量。這樣的方式在實際的金屬材料檢測當中十分常見，并且具有一定的通用性。

2.2 分光光度

金屬成分分析當中的分光光度法，是傳統的金屬成分分析當中最常見的方法。其基本的分析方式，是根據朗博比爾定律為分析基礎的一種金屬分析方式。其是在特定的范圍，檢測物質的特定波長或者一定范圍的內光的吸光程度以及發光程度。其主要的檢測儀器分為紫外分光光度計以及紅外分光光度計。在光度計當中通過分光處理，并通過樣本反映的結果檢測吸光值，從而算出樣本濃度。

2.3 原子吸收光譜

原子吸收光譜法同樣是傳統技術檢測當中的重要檢測步驟，其又被稱之為原子吸收分光光度法，是通過原子蒸氣特征輻射的元素進行定量的分析。在實際的金屬成分分析當中具備一定的優勢，具有選擇性以及靈敏度高等特點，并且對于金屬的檢測精密度較高。缺點就是不能夠進行多元素的同時分析，面對樣本的復雜性還是存在一定的缺點。

2.4 X射線熒光光譜

X射線熒光光譜法同樣是在進行金屬分析當中的一種形式，其原理是在蒸汽狀態下吸收特定的頻率輻射。通過激發過程中運用光輻射的形式發射出特定的波長，并通過一系列的波長檢測成分，按照相應的元素標準進行分析，從而得出元素的性質。這種方式實際應用當中，主要應用于高純物質以及礦物的檢測當中。

2.5 電分析法

電分析法是傳統的一種形式，其在最初的使用當中被應用于電池中進行化學分析。其原理是通過電分解的方式，進行金屬材料以及組成含量進行電性質關聯性分析。這種方式的準確度相對較低，對于金屬的探測不是很準確，在現代的實際應用當中已經很少使用[2]。

3 新方法在金屬材料成分分析技術的應用

3.1 激光誘導等離子體光譜法

激光誘導等離子體光譜法是近代新出現的金屬成分分析技術方法，其是一種原子光譜法，并且對于金屬成分分析有著重要的作用。其相應的優點是裝置簡單，并且在實際的操作當中相對簡便。這一方式能夠進行不銹鋼金屬的檢測，新方式在實際的檢測當中有效地提升了對于金屬檢測的效率，滿足了現代的金屬在線檢測的基本需求。

3.2 電感耦合等離子體質譜法

電感耦合等離子體質譜法是一項在實際的技術檢測當中的重要方式，是一項針對無機元素以及同位元素進行分析與檢測的技術手段。其發展的初期是二十世紀八十年代，具體形式是將電感耦合等離子體電離之后的特性與質譜法相結合，利用兩者具備的優勢進行金屬成分的分析。在成分分析的過程中具有靈敏性高等特點，這種方法在具體的實施過程中主要被應用于稀有金屬以及稀土金屬的檢測當中。由于這種方式的測試精準程度較高，但實際檢測成本高成為制約其廣泛應用的重要因素。因此，這種檢測技術只能在稀缺金屬的檢測中進行應用。

3.3 石墨爐原子吸收法

石墨爐原子吸收法是利用石墨的材料制成化學容器，通過對于金屬的分析通過運用電流進行石墨容器的加熱，促進原子吸收。由于被檢測的溶劑被全部的包含在石墨容器當中，減少了由于火焰加熱產生的氣體稀釋，分析靈敏度得到了顯著提升。由于這種方法的檢測程度以及準確度較高，能夠針對較少的金屬物質進行直接分析，在金屬成分檢測領域有著重要的應用價值[3]。

4 金屬材料成分分析技術的發展前景

隨著科技技術水平的逐漸提升和發展，社會需求也隨之逐漸提升。金屬元素也逐漸的增多，更多的新型金屬被研發。對于現代出現的金屬元素，傳統的成分分析方法已經不能夠適應現代金屬元素的檢測需求。只有針對現代社會當中出現的新型金屬物質進行分析，才能夠適應我國社會的發展需要。新型金屬成分分析技術的出現，極大地緩解了新型金屬的檢測問題，并且更加重視專業成分以及結構的分析。同時隨著科技的發展，針對新型技術出現的儀器也逐漸的出現，使得新興技術得到強有力的支持。

在社會的實際發展進程中，金屬材料相應的分析方法逐漸的呈現準確以及高效的形式發展。同時對于未來的發展，新型技術也應該進行逐漸的更新，并且相關人才也應該掌握金屬成分分析的新型技術手段，使得測量技術更加地靈敏以及準確。

5 結束語

綜上所述，金屬材料在進行成分分析的過程中，對于金屬材料的方式的選擇有著重要的意義。同時對于金屬材料的準確分析能夠保障金屬在實際的使用當中具有重要的優勢。文章針對傳統的技術方式以及新型的技術方式的進行分析，在提升金屬成分分析的技術的同時，重視金屬材料在現代社會當中的具體應用。并且應該在金屬分析當中重視金屬的使用效率，促進我國社會主義市場經濟的發展。

參考文獻

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[2]劉欣.分析國內航空金屬材料成分分析技術現狀及發展[J].化學工程與裝備，2013，12（07）：142-143.

第2篇：金屬材料元素分析范文

電站鍋爐 金屬材料 選擇 使用電站鍋爐是受國家安全監察管理的具有爆炸危險性的特殊設備。鍋爐承壓部件金屬材料選用過程中，若發生低材高用，即超限使用時，其后果肯定是短時間內就會發生爆管事故；反之，高材低用，相當于降限使用，如碳鋼焊接采用合金焊條或碳鋼部位使用合金管，也同樣會構成危險點。材料失效位置不在母材而在焊縫熱影響區，發生失效的時間間隔可能長于前者。從焊接角度上看，焊接接頭總是鋼制結構中的薄弱環節，而異種鋼焊接接頭與同種鋼焊接接頭性能相比較，就更是薄弱部位。在鍋爐安全監察規程和金屬技術監督規程中，對異種鋼焊接接頭的監察和監督檢驗，都有嚴格而明確的規定，關注力度嚴于同種鋼焊接接頭。因此，錯用鋼材過程中形成的異種鋼焊接接頭，就相對增加了它的潛在爆炸危險性。為了能夠切實把好選用材料關，從事電站鍋爐檢修、改造工作的工程人員，掌握金屬材料方面某些重要的基本知識、了解一些國內外材料科學技術發展過程和一些不同類型發電鍋爐用材情況等，對實際工作是有益處的。

1金屬材料的基本知識金屬材料學是一門試驗應用科學，作為鍋爐檢修人員掌握其中的一些基本概念和要點，對保證和提高檢修質量是有幫助的。通常所謂的鋼鐵是以鐵為基體的黑色金屬，屬于晶體物質。決定鋼的性能的主要因素有：與組成它的化學元素成分有關，即元素種類及其含量；與其組成化學元素所形成的顯微組織結構有關，即有什么樣的組織就有什么樣的性能；與組織結構（金相組織）和熱處理工藝有關。因為通過熱處理措施及過程可以改變原有的組織結構，賦予材料新的性能。

2金屬材料的選擇鋼中以鐵為基體，含有C及少量Mn、Si、S、P等雜質元素，這種鋼稱為碳素鋼。在碳鋼組成的基礎上，加入一些其他元素，如Cr、Ni、Mo、V、W、T1、B、Mn等以獲得某些特殊性能，這種鋼稱為合金鋼。特意加入的元素稱為合金元素。鋼的組成元素中，S、P純屬于有害雜質，理論上含量越低越好。其他元素對鋼性能的作用與影響都具有二重性：在其含量限定（百分含量）范圍內對鋼的某一特性的影響，可視為是正面的；越出限定范圍上限，則視為是負面的。鋼中元素組合及其百分含量都是通過理論驗證和長期生產實踐考驗確定下來的，鋼材標準就是元素的合理組合和限定范圍。各元素對鋼性能的影響是相對于鋼中元素合理組合及限定范圍而言的。對于一個具體鋼種的每個化學成分的含量，廠家給出的是元素含量的范圍，元素含量化學分析試驗或光譜分析試驗給出的是某個化學元素的具體含量數值。若材料化學元素復驗報告單里，元素成分含量寫的是范圍，則單就報告形式就是不合格的。鋼是晶體物質，其中所含的碳元素有三種同素異構體：無定形碳、石墨和金剛石。碳元素與它的同素異構體之間的物理性能和力學性能有很大的差別。其原因是石墨、金剛石各自所具有的空間結構，這種晶體結構賦予兩者與無定形碳不同的物理性能和力學性能。鋼鐵中晶體與此同理，說明了晶體材料性能除了與成分有關外，還取決于其化學組成成分所形成的空間構型――晶體結構。鋼中的組成元素在鋼水凝固過程中生成具有特定晶格類型的晶體，并賦予金屬材料相應的具有標識性的物理性能和力學性能，這與碳的同素異構現象是相似的。不同的是：要想改變碳的同素異構體晶格類型，使它們互相轉變是非常困難的，但是，用熱處理的方法可以改變鋼中的晶格類型，轉變原組織結構狀態，改善其性能。鍋爐壓力容器用鋼中常見的顯微組織有鐵素體、奧氏體、珠光體、馬氏體和貝氏體等，這些材料均可以采用不同的熱處理工藝，促使改變晶體結構發生變化、重新分布化學成分等，而且可以調整、改善組織結構狀態，保證和提高材料的使用性能。常用的耐熱鋼種類、合金元素總含量、組織結構和供貨熱處理狀態的組合情況。

3金屬材料的使用近年來，許多電廠對鍋爐高溫段進行了材料升級，換成不銹鋼材料，一般是18Cr8Ni系。由于加工困難，大多是委托制造廠制作。其中突出的問題是熱處理工藝不合理，表現為對制成品采用整體或局部固溶熱處理的工藝不當，后者比前者更不合理。這樣處理的部件在電廠的使用條件下，將會降低它的使用壽命。奧氏體不銹鋼具有晶間腐蝕傾向，其原因是由于晶粒內部的碳原子向晶界遷移并與晶間的鉻生成Cr23C6而導致晶間貧鉻。奧氏體不銹鋼在450～850℃之間最容易發生貧鉻，所以這個溫度段被稱為敏化區。因此，對奧氏體鋼材焊接或熱處理操作時，應盡可能地縮短在敏化區的停留時間，如焊接時采取使用小線能量、控制層間溫度等措施。為了控制晶間腐蝕趨勢，根據奧氏體不銹鋼使用條件不同，可采取固溶處理、穩定化處理或鈍化處理工藝。鈍化處理是利用氧化性酸進行氧化，在不銹鋼件表面形成致密氧化鉻保護層，增強耐腐蝕性。電站鍋爐上的奧氏體鋼管使用溫度是600～750℃，正好處于材料的敏化區。經固溶處理的奧氏體不銹鋼材料在這個溫度下，仍然會發生碳遷移，導致晶間貧鉻，降低了材料的耐腐蝕、抗氧化等特性。若采用穩定化處理工藝――固定晶粒內碳元素，則有利于保持材料的使用性能和壽命。在電廠運行條件下，奧氏體不銹鋼產品采用局部固溶處理工藝，從道理上講，其本身存在著不合理性。更不合理的是固溶處理時取局部熱處理方式，不論固溶處理還是穩定化處理，局部熱處理方式都是不可取的。因為部件從熱處理爐內高溫到爐外室溫，其中必有一段處于敏化區，發生晶間貧鉻，性能下降，形成質量隱患，運行中這個部位會最先失效。發電鍋爐高溫段用18Cr―8Ni系列不銹鋼的制成品，推薦宜采取整體穩定化熱處理工藝。若在采用整體穩定化熱處理的基礎上再進行整體內外壁鈍化處理，耐氧化腐蝕效果將會更好，但會增加成本。

參考文獻：

第3篇：金屬材料元素分析范文

摘要：本文主要介紹了幾種典型的金屬材料的檢測方法，希望為相關領域的研究者提供參考和借鑒。

關鍵詞：金屬材料；檢測方法；分析；

對金屬材料成分的分析是衡量金屬材料性能和質量的重要指標。針對金屬材料的分析通過借助化學的、物理的很多方法進行分析和鑒定，目前采用最多的是化學分析法和光譜分析法，光譜分析法也是對金屬材料檢測最為準確的分析方法。

1.幾種金屬材料的檢測

1.1針對馬口鐵鍍層性能的檢測

針對這種類型金屬材料的檢測有很多種方法，例如化學容量法、X射線熒光法、β射線法以及庫倫法等。采用庫倫法分析金屬材料的原理是將金屬材料作為陽極，在鹽酸電解液中通過恒定的電流讓馬口鐵的鍍錫層不斷熔接。因為高純度的鍍錫層、合金層以及鋼基基體相對于參考電極的電位存在很大的區別，通過對熔接過程中鐵電位的不斷變化就可以得出金屬材料溶解消耗的時間，最后計算出自身完全熔接消耗的電量，最后根據法拉第電解定量得出純錫量以及合金錫量。

1.2Φ50mm鋼管的彎曲實驗

在日常中對鋼管的使用和制造行業來說，他們一般不會擔心鋼管的拉伸性能不符合規定，他們一般擔心的是鋼管被彎曲的時候是會出現開裂的現象，目前我國鋼管的彎曲實驗主要采用的是液壓彎曲試驗機，這種機器不僅可以運用在鋼管的彎曲實驗上，還可以運用在螺紋鋼以及鋼板等彎曲性能實驗方面。

1.3實現了顯微鏡視頻攝像

針對金屬材料的檢測，MM6大型金相顯微鏡作為一種成本造價高的儀器，主要運用在對金屬顯微組織的分析，以及金屬物中各類雜志的鑒別，這些分析鑒別工作一般情況喜愛需要通過拍攝的方式記錄下來，然而傳統記錄的工具主要是膠片。要先將膠片進行感光后，在拿到暗室中經過顯影、定影以及晾干處理等，最后去相印。在完成顯影、定影以及烘干以后，最終才能看到照片，如果照片的效果不好的話還需要進行重新拍攝，這在很大程度上浪費了時間和精力。目前，我們通過在MM6顯微鏡上安裝一套視頻攝像裝置，在運用計算機視屏采集處理技術以后，就可以輕松的在屏幕上觀察到圖像。信號傳送到視頻拷貝機中，就可以隨時獲取照片。這套裝置的發明和實施，成功的實現了對金屬材料的攝像，也為定量金相工作提供的扎實的硬件基礎和保證，這里筆者要強調的是，視頻照片是永遠無法取代膠片照片的。

1.4對鐵磁基體非磁性膜厚度的測量

最近今年，隨著一些涂覆塑料、瀝青涂料以及富鋅涂料等在鋼鐵制品中的廣泛運用，針對這類金屬涂層厚度的檢測，通過使用的是MI-NI2100型號的膜厚測量儀，通過這種儀器可以實現對膜厚的檢驗。

2.金屬材料檢測儀器方法

2.1直讀光譜或者CCD光譜分析儀器

目前，從我國采用的化學分析方法來看，并不完全適合運用在合金的分析試驗中。對于一些先進的實驗室都是采用直讀光譜儀的方式對金屬材料進行分析，樣品只需要進行簡單的加工就可以運用在機器上進行試驗，一般只需要2分鐘左右的時間就可以得出分析的結果。在這里筆者特別要提出發射光譜儀，新型的發射光譜儀因為采用的是CCD技術，性能相比起來更加優越，但是目前我國市場上性能價格比最好的是金屬光譜分析儀器。通過這種分析儀器可以實現對鐵、鎂、鋅、銅、鉛等金屬元素以及合金的檢測。在傳統的發射光譜中，主要采用的是電極和金屬樣品之間的放電，對金屬材料中的原子進行激發，原子中的電子躍遷發出的光在光學系統的作用下分光，在得到光電倍增管的接受之后轉換成相應的電信號，最后經過就算機處理以后得到最終的分析結果，但是因為測量金屬發出的光包含各種特征的譜線，并且這些譜線跟金屬中的元素存在一一對應的關系，一些元素的含量越高，它對應的特征譜線的強度也就約強。法神光譜就是根據分析儀接收到的特征譜線之間的差異以及光的強度來確定金屬材料某些元素的含量。CCD發射光譜儀傳統的光譜儀在工作原理上幾乎相同，但是對于光的接受方式卻存在很大的差異，分光系統采用的是特制的全息平場型的衍射光柵，探測器主要是電荷耦合器件。CCD探測器主要是有一系列眾多的像素構成的線針，可以分辨出4096個像元信號。跟傳統的光譜儀相比，CCD發射儀具有的最大優勢不僅重量輕、對外界環境要求低以及全譜接受和預裝基體等多項優點。

2.2硅鋼片檢驗

硅鋼片屬于重要的電工材料中的一種，被廣泛的運用在了我國的生產領域中，但是因為我國的生產能力有限，在成本上也要比其他國家的同類商品要高得多，因此我國幾乎每年都要從日本、韓國以及俄羅斯等國家進口。從硅鋼片的分類來看，主要分為熱軋和冷軋兩個方面。冷軋有可以劃分成晶粒取向型和無取向型兩種類型。因為冷軋的硅鋼片具有性能優良的有點，因此進口一般都是選擇冷軋硅鋼片。針對硅鋼片的檢驗主要有強度、膜厚、密度、疊裝系數、鐵損、磁感強度、矯頑力等檢驗方法。

2.3不銹鋼腐蝕實驗和涂膜鍍錫鋼板實驗

最近幾年，隨著國家相關部門越來越重視食品衛生，但是因為包裝材料造成的食品安全隱患現象卻依然時有發生，因此檢驗涂覆環氧酚醛涂料或其他涂料的鍍錫鋼板(或鍍鉻板)的需求已提到工作日程。根據包裝食品的不同，這類材料一般要經過涂膜厚度、附著力、耐彎曲、抗沖擊以及耐腐蝕等方面的實驗，通過這些檢驗手段有助于提高罐裝食品的質量，增加出口量。

2.4無損探傷檢驗技術

無損探傷檢驗技術也是技術材料常見的檢測方法之一，像我們平時經常使用的壓力鍋等都對無損探傷具有一定的要求，在一般情況下，采用超聲波等儀器對鋼材內部的缺陷性質以及分布情況等進行檢驗，因此采用無損探傷的方式去了解和控制產品的質量具有重要意義。

3.總結

綜上所述，近年來隨著我國經濟的快速發展，金屬材料被廣泛的運用到了各個領域中，針對金屬材料的檢測技術也隨著理論基礎的發展變得原來越重要，特別是在改革開放以后，目前已經成為了生產過程中一種必不可少的手段。在實際的生產運用中，可以根據方便性和可靠性的原則對金屬材料進行檢測。在生產領域，利用各種先進技術對金屬材料進行檢測可以提高生產過程的安全性。

4.參考文獻

第4篇：金屬材料元素分析范文

隨著社會經濟的快速發展，機械制造業的經濟地位也愈來愈高，機械行業的發展促進了社會經濟的發展。機械設計和制造過程都不可避免的涉及到金屬材料的選擇和使用。由于社會經濟理念的轉變，人們對于機械設計的要求也逐漸提高。材料的選擇和利用成為當前研究的熱點。本文將對新形勢下金屬材料的選擇與應用加以分析，在選材料的設計要求、經濟適用性、環保性以及節能性方面加以討論，以低碳環保的選材方式，貫徹國家可持續發展戰略。

關鍵字：

金屬材料；機械設計；選擇；應用

在我國城市化建設過程中，機械制造行業在整個國民經濟中占據著越來越重要的地位。各行各業對機械的需求越來越多，機械行業的發展是我國經濟發展的巨大推動力。機械設計是機械制造的基礎性工作，在機械設計過程中，所有的機械設計均需面臨金屬材料的選擇問題。所有的金屬材料均有其優缺點，不可能同時在各個方面均具有優良的性能。在設計過程中，金屬材料的選擇就是根據其自身的特性揚長避短，達到最佳的使用效果。材料的選擇對產品質量、機械設計行業的發展具有直接的影響。而隨著經濟大發展，對機械的需求量也大大增加，機械加工更是面臨著材料短缺的危機。面對這些現象，在進行材料選擇時，必須要保證材料的強實用性、經濟性、環保性，只有保證選擇金屬材料的正確選擇，才能保證機械設計行業健康的發展。

1金屬材料的發展

金屬材料是指由金屬元素或金屬元素為主要構成的具有金屬特性的材料統稱[1]，包括純金屬、合金、金屬間化合物和特殊材料等，金屬材料通常被分為黑色金屬（鋼鐵材料）、有色金屬、特種金屬。隨著材料設計、加工技術及使用性能試驗的進步，金屬材料已經從純金屬、純合金中擺脫出來，人們開發出了新的高性能金屬材料。例如有序金屬間化合物、機械合金化合金、定向凝固柱晶和單晶合金、釹鐵硼永磁合金等新型材料。這些材料在機械設計中的應用產生了巨大經濟效益。

2機械設計材料選擇的原則

材料的選擇是機械設計的重要內容之一。在材料選擇時必須按照一定原則進行。

2.1考慮材料的載荷以及應力

機械設計過程中必須對金屬材料的荷載水平進行選擇。荷載水平較低可能會出現機械后期的使用受抑制或失效的情況，不能發揮出機械零件應有的作用。由于各種金屬材料的脆性和塑性不同，脆性材料多用于靜載荷下工作，而塑性材料大多用于沖擊荷載情況下。設計中應對材料荷載進行和在評估，優選荷載較高的材料。另外，如有需要可以對材料進行調質、滲碳、氮化技術等處理[2]。

2.2考慮零件的工作環境

第一，考慮溫度的影響，由于金屬熱脹冷縮的特性，溫度對金屬材料會有影響，但是不同材料的膨脹系數是不同的，在溫度變化時，材料體積隨之變化程度不同，導致材料松動。在選擇材料時，必須選擇膨脹系數較少的材料，且膨脹系數相差不宜過大。第二，考慮環境濕度和腐蝕性，有些零件必須處于潮濕環境和與腐蝕性介質接觸的環境，這時應該選擇具有良好的防銹抗腐蝕的金屬材料。第三，考慮材料耐磨性，機械作業過程中會發生零件磨損現象，這時應選擇硬度大，耐磨性好的金屬材料，或者通過堆焊、焊接、熱噴涂等提高機械零件的耐磨性[3]。

2.3零件的加工工藝及可實現性

在機械設計到完成產品過程中可能會經過切割、焊接、拼接等多種工藝[4]。如果材料既易獲取又易于進行工業批量加工，還能夠保證產品性能，則在機械設計過程中則應優選該種金屬材料。機械設計過程中，必須考慮零件的加工工藝和可實現性。

2.4失效性

任何機械零件在使用過程中，經過一段時間均會產生一定的損壞，使其達不到預期要求或損壞。在進行材料選擇時，考慮到金屬材料制作的零件的時效性，通過實驗選擇合適的材料[5]。

2.5材料的經濟性

在機械設計材料選擇時，應該進行成本核算，在保證其機械性能同時，選用價格比較低廉、加工工藝成本低的材料。且所選用的材料供應量大，獲得方便。

2.6材料無害化

在機械設計過程中盡量不選擇含有鎳、鉛、鉻等元素的金屬材料，這些金屬元素會對人體健康產生不利影響。在材料加工過程中，其廢棄物排放后會產生環境污染，直接或經過在生物體內積累對人體產生影響，因此在選擇金屬材料時，一定要謹慎選擇。

2.7材料的可循環使用性

機械設計中，為了使金屬材料性能達到預期效果，需將若干種金屬混合為合金使用。這種合金材料相對于純金屬材料回收難度大大提高增加了回收成本。一旦機械報廢，金屬材料難以回收。為了實現資源的合理利用，在選擇金屬材料時，盡量選擇單個的合金，而且合金的組成元素種類越少越好。

3金屬材料應用注意事項

3.1選材時應注意其經濟實用性

機械設計過程中，材料的選擇和應用屬于重點內容。機械設計最終產品須滿足實用性的要求，這主要由材料的使用和加工工藝決定。首先，對于機械設計者來說，在選擇加工工藝之前需對設計進行綜合性評價，對市場上各個材料的加工工藝、材料性能、材料價格、設計實現可能性等進行整理分析。其次，設計人員應先確定加工工藝，再進行金屬材料的選擇，保證生產設備的實用性。金屬設備的生產涉及鑄造、生產、裝配以及焊接等加工工藝，不同工藝對材料的要求不同，加工工藝確定后，材料選擇就會受到限制。例如采用鑄造工藝時，需要使用具有良好流動性、收縮性、偏折性的材料；采用鍛造工藝，需要選擇抗沖擊性強、可鍛性高、有良好的冷鐓性和斷后冷卻性的材料。最后，考慮技術材料自身的性能是否符合設計要求。由于碳素鋼或合金鋼材料具有良好的加工性能，價格適中、性價比較高，是機械設計中較常用的金屬材料之一。由于碳素鋼韌性不足，有些中等型材不能夠直接加工。為了提高其實用性，可以通過加入適宜成分制造成具有耐腐蝕性、耐磨性、耐高溫性強的合金鋼。另外，金屬材料選擇時應盡量考慮到材料的經濟性。選用價格便宜、各項成本較低、加工工藝成熟、適用性廣的材料。

3.2選材時應注意節能性和環保性

機械設計過程中要堅持低碳環保、可持續發展的原則。首先，材料選擇時，應選擇加工工藝成熟、污染少、能耗低的金屬材料，降低對環境的污染和能源的消耗；其次，選擇材料時，考慮其可回收性，減少機械產品中所用金屬材料的種類，優先考慮可回收、可再生、易降解的材料，避免資源的浪費；再次，選擇材料時注意材料的失效性，選擇符合設計要求的、失效時間鄰近的金屬材料，提高材料的利用率，避免資源的浪費；最后，無害化也是金屬材料選擇必須要注意的問題之一。金屬合金制作加工過程中會產生有害廢物，選擇危害性小或尋找新型無害的材料替代原材料，降低材料加工廢物對環境和人體的毒害作用。

4總結

合理選用金屬材料是機械制造過程中的重要環節。需從多方面考慮。從其機械性能、經濟性、適用性、環保性、節能性等方面綜合考慮，擇優選擇。保證機械產品的質量和性能，促進機械制造業的發展。

參考文獻：

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[2]黃丹.淺析材料在機械設計中的選擇和使用[J].中國高新技術企業，2015（08）:86-87.

[3]陳絨.機械設計中耐磨損材料的選擇與應用[J].湖南農機，2013（03）:101-102.

[4]王云德.機械設計中材料的選擇與應用研究[J].湖南農機，2014（02）:52-53+55.

第5篇：金屬材料元素分析范文

【關鍵詞】焊接缺陷 金屬材料腐蝕 對策

中圖分類號： TQ441.41文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）08（b）-0000-00

金屬材料一般發生縫隙腐蝕是由焊接過程中縫隙的大小、介質的滯流狀態以及腐蝕的特性等等各方面的因素導致的，但是最為主要的還是由于焊接表面的缺陷給金屬材料發生縫隙腐蝕提供了必要的場所。因此，焊接的缺陷對于金屬材料的腐蝕是非常重要的。

一、焊接缺陷的定義和分類

（一）定義

一般定義：在焊接的過程中由于焊接的接頭中產生的金屬不連續、不致密以及出現連接不良的現象。

工程定義：在焊接的過程中焊接的接頭里出現了與設計文件以及工藝要求不相符合的缺陷。

（二）分類

一般按照缺陷的性質可以分為：裂紋、沒有焊透、沒有熔合、氣孔、咬邊、焊瘤、焊接變形、焊接的縫隙不良、焊縫的尺寸不符合要求、白點等等。

按照焊接缺陷的文職可以分為外觀的缺陷、內部的缺陷以及其他的缺陷。外觀的缺陷常見的是咬邊、沒有焊滿、燒穿、表面有裂紋、表面沒有焊透等等。內部的缺陷常見的有裂紋、沒有熔合、沒有焊透、氣孔等等。其他的缺陷常見的有焊縫化學成分或組織不符合要求以及白點等等。

二、焊接缺陷產生的原因、對焊件的影響以及防止的措施

（一）外觀的缺陷

1、咬邊就是指焊縫邊緣母材上被電弧燒熔的凹槽。由于在焊接的過程中焊工沒有按照相應的規范導致操作不當而引起的，這樣會導致焊件承載能力的降低，對于低溫工況部件和高強材料部件容易誘發腐蝕和裂紋。需要焊工在焊接的過程中嚴格按照規范來進行正確的操作。

2、沒有焊滿就是指焊縫表面上連續的或者斷續的低于母材的溝槽。一般造成沒有焊滿的根本原因是填充的金屬不足，這樣就會讓焊件的承載能力減少，非常容易產生應力集中。這就需要在焊接的時候加大焊接的電流，加焊蓋面焊縫。

3、燒穿就是指在焊接的過程中由于熔深超過了工件厚度，熔化金屬自焊縫背面流出，而形成的穿孔性缺陷。一般都是由于焊接的電流太大，速度太慢，電弧停留時間過長而導致的。這樣會完全破壞焊縫，使接頭喪失連接和承載能力。這就需要焊工在焊接的過程中合理操作，盡量減少間隙。

（二）氣孔

焊接熔池中的氣體沒有在金屬凝固前逸出，而是殘存于焊縫之中而形成的空穴導致氣孔的出現。由于焊材的原因、焊件沒有清理干凈、焊工的操作不當以及焊接的時候熔池沒有保護好都會導致氣孔的出現，會使焊件承載力的能力減少，嚴重的深孔還會導致泄露，尤其是壓力產品容器，是不允許表面有氣孔出現的。在焊接過程中要把焊件表面生銹、雜物、水清理干凈，焊條焊劑要烘干，焊前要預熱，就能很好的防止氣孔的產生。

（三）裂紋

裂紋是由于焊縫里原子結合遭到了破壞，而形成新的界面產生的縫隙。裂紋按照發生的時機和條件可以分為冷裂紋、熱裂紋、層狀裂紋以及再熱裂紋。冷裂紋一般都是在焊接完成之后的一段時間才會出現，有可能是幾小時，幾天甚至幾個月的時間，所以又被稱之為延遲裂紋；熱裂紋一般都是在焊接完成之后就會馬上出現，又叫做結晶裂紋，主要就是發生晶界，裂紋上面有氧化色會讓金屬失去光澤；層狀裂紋主要是在具有丁字接頭以及角接頭比較大的構件上，沿著鋼板的軋制方向出現的階梯狀裂紋，其在本質上是屬于冷裂紋；再熱裂紋是由于接頭在冷卻之后然后又在加熱到500到700攝氏度的時候而產生的裂紋，它會產生沉淀強化的材料，比如Cr、M、Ti、Nb的金屬。

裂紋是焊接缺陷里危害性最大的，它是一種面積性的缺陷，對于承載面積減少有非常顯著的作用，應力高度的集中以及尖銳的缺口效應非常容易擴展從而導致金屬容器的破壞。尤其是冷裂紋，其危害是非常可怕的，冷裂紋具有延遲性快速脆斷的特性，帶來的危害一般都是災難性的，并且壓力容器事故很大一部分都是由于裂紋而引起的脆性破壞。

在所有的裂縫中冷裂紋的危害是最大的，一般形成冷裂紋有3個主要的基本條件：一是焊接接頭形成淬硬組織；二是擴散氫的存在與濃集；三是存在較大的焊接拉伸應力。冷裂紋通常在焊接低合金高強度鋼、中碳鋼以及合金鋼等等易淬火鋼的時候非常容易發生。一般都發生于比較低的溫度，焊接以后的一段時間內，主要發生于熱影響區和焊縫區，造成的破壞都是典型的脆斷。因此，在焊接的過程中要采取使用低氫型堿性的焊條，必須要烘干；要進行預熱，嚴格的控制層間的溫度不能夠低于預熱的溫度，合理的運用焊接規范，避免在焊縫里淬硬組織的出現；嚴格按照焊接的順序進行操作，盡量避免焊接變形與焊接應力；在焊接完成以后要及時的進行消氫熱的處理。

（四）沒有焊透和沒有熔合

沒有焊透就是指母材和木材之間，沒有被電弧所熔化從而留下的空隙。沒有熔合就是焊縫金屬和母材之間，焊縫金屬之間沒有完全的熔合在一起。沒有焊透和沒有熔合主要都是由于在焊接的過程中焊工沒有按照正確的規范進行操作，導致焊縫的整個界面沒有完全的焊透和熔合，二個都是非常嚴重的焊接缺陷。

三、焊接對于金屬材料造成的腐蝕

第一，在焊接的過程中造成的表面缺陷，比如裂紋、沒有焊透、沒有熔合、氣孔、咬邊、焊瘤、焊接變形等等，都會讓金屬和母材之間導致縫隙的形成。在焊接的時候噴濺也會導致金屬粒與母材之間相互接觸的位置形成縫隙。如果在電解質溶液氯化鈉水溶液里，這些形成的縫隙處就會導致縫隙腐蝕的發生。

第二，在進行碳鋼的焊接過程里，會有很多的非金屬夾雜物產生，比如氧化物、硫化物以及氮化物。這些非金屬夾雜物會在很大程度上提升熱裂紋與脆性的傾向，這樣一來就會降低焊縫的耐腐蝕性以及塑性。特別是硫化物一般都是由于焊劑帶入，絕大多數都是以MnS的形式存在，而MnS屬于是活性夾雜物。因此，在進行不銹鋼材料的焊接的時候，會由于加熱、冷卻的過程中給熱影響區帶來結構以及成分的變化，就會導致這類的材料晶界間的腐蝕傾向變大。

第三，通過從腐蝕的角度來看，焊縫區由于是一對接觸電池。不一樣的金屬材料在一起接觸，又放在腐蝕介質里，有一部分電極電位低的材料為陽極，就會發生腐蝕溶解。因此，焊接接頭處由于成分的不均性就會導致選擇性腐蝕的發生。

第四，焊接過程中焊接所產生的殘余應力是導致材料應力腐蝕的關鍵原因。通常鋼板在進行焊接之后，剩余應力的最大值會和母材的屈服極限值接近。應力腐蝕破裂裂紋一般都是和拉伸的最大應力想垂直。所以直接導致裂紋的應力就是最大主應力。如果和主應力相垂直的最小主應力越大，裂紋發生的時間就會更早。如果焊接幾何形狀的偏差導致應力集中，也會提升應力腐蝕的傾向。

第五，對于應力腐蝕影響比較大的就是焊接接頭處組織的變化，一般這種影響會由于腐蝕環境的不一樣而有所不同。比如奧氏體不銹鋼的焊接接頭的原熔融部位里面含有的鐵素體如果在鹽酸溶液里，就會成為優先腐蝕的對象，非常容易形成網狀裂紋。而在熱影響區中沿著晶界間析出的碳化鉻在氯化鈉水溶液等類型的腐蝕環境里，就會導致鋼材晶界間應力腐蝕的抗力效果明顯的減低。

四、減小焊接對于金屬材料腐蝕的對策

在整個焊接過程中，對于金屬材料腐蝕的影響是很復雜的，也是不可避免的，只能盡量減少焊接對于金屬材料腐蝕的影響，所以除了要控制好焊接過程中焊接的缺陷以及殘余應力外，還要根據腐蝕的環境進行合理的選材以及使用最好的焊接工藝。對于碳鋼的焊接就要采用和母材類型一樣的焊接填充金屬；對于不銹鋼來說，主要就是要充分地考慮在焊接的過程中如何去消除因為碳化鉻析出而導致的晶界間腐蝕。要想很好的解決這一問題，就可以在焊接的時候通過焊芯的成分來對于焊縫處的合金成分進行調節，讓熱影響區沒有碳化鉻析出。比如，可以降低碳的含量、延長正火的時間以及加入穩定的碳化物形成鈦元素和鉬元素來達到晶界間腐蝕的避免。加入鎳元素和氮元素可以加快碳化物的析出，延遲間隙相析出。盡量降低硅元素的含量，因為硅元素會促進碳化物和間隙相的析出。因此，通過這些合金元素之間的互相作用，可以有效的讓碳化鉻和間隙相在焊接的過程中不析出，耐腐蝕性能等到很大的提高。

結束語：

通過上文分析可知，很多的壓力容器和化工設備都必須要進行焊接加工，焊接的焊縫和熱影響區的腐蝕性能好不好，會直接影響到生產以及人員的生命安全。所以要把焊接過程中可能對金屬材料產生腐蝕影響的各種因素充分的考慮進去，而這對生產安全具有十分重要的意義。

參考文獻：

[1]李金權，王茂廷，李均峰. 焊接后熱處理對金屬材料抗應力腐蝕性能的影響[J]. 熱加工工藝，2009，07：118-119+122.

第6篇：金屬材料元素分析范文

關鍵詞: 高等金屬學材料研究領域作用

在人類社會的發展過程中,材料的發展水平始終是時代進步和社會文明的標志。人類和材料的關系不僅廣泛密切,而且非常重要。事實上,人類文明的發展史,就是一部人類利用材料和創造材料的歷史。同時,材料的不斷創新和發展,也極大地推動了社會經濟的發展。在當代,材料、能源、信息是構成社會文明和國民經濟的三大支柱,其中材料更是科學技術發展的物質基礎和技術先導。

一

隨著社會和科技的進步,人們不僅需要性能更為優異的各類高強、高韌、耐熱、耐磨、耐腐蝕的新材料,而且需要各種具有光、電、磁、聲、熱等特殊性能和偶合效應的新材料,同時對材料與環境的協調性等方面的要求也日益提高。生物材料、信息材料、能源材料、智能材料和生態環境材料等將成為材料研究的重要領域。展望未來,材料科學與工程學科的發展方向將是:實現微結構不同層次上的材料設計,以及在此基礎上的新材料開發;材料的復合化、低維化、智能化和結構材料―功能材料一體化設計與制備技術;材料加工過程的自動化、集成化,等等。

20世紀最重大的科技成就之一就是人類實現了原子核內部巨大能量的釋放。盡管原子能時代的降臨是以核武器為開端的,但核材料也能造福人類,特別是核反應堆、同位素的應用、核醫學等。核反應堆一般采用熱中子堆,堆心的結構件必須采用鋯合金,因為鋯合金吸收中子的幾率很小,不會破壞堆內的鏈式反應,所以要建設核電工業系統,必須建立鋯材料工業。

當今最具時代特征的工業是信息產業,信息產業的基石是半導體材料。任何高度復雜、高度精細加工的集成電路,都需要高純度、高度摻雜的半導體材料和各種先進工藝的應用。信息技術的每一次突破都與材料和工藝的創新有著密切的關系,如高密度的光磁記錄材料給信息的存儲提供了極大的便利。

激光材料也是現代信息科技的一部分。各種波長的激光晶體、半導體激光器、激光光導纖維等對信息傳輸和信息高速公路的實現起著決定性的作用。

在航空航天技術的發展過程中,材料的發展水平對航空航天器的性能至關重要。航空用結構材料最主要的性能是高比強度和高比剛度,同時具有良好的工藝性能。高強度鋁合金、鈦合金和碳纖維增強的樹脂基復合材料是主要的航空材料。火箭、導彈材料與航空材料相比,關鍵是瞬時性能。導彈殼體材料對導彈的射程至關重要,殼體由金屬改為石墨纖維增強的復合材料后,洲際彈道導彈的射程可增加近1000公里。

進入21世紀后,新能源材料的發展將對社會經濟產生重要影響。為了保障世界經濟的可持續發展,解決越來越嚴重的溫室效應和大氣污染等環境問題,新能源材料將引導傳統能源向潔凈能源、可再生能源、分散型能源等多元化能源發展。除核能外,當今太陽能材料、燃料電池材料、鋰離子電池材料等取得了很大的研究進展,在不久的將來必然會對社會經濟等方面產生巨大影響。

二

一般來說,材料的基礎研究和帶有明確目的的開發性研究都有它們自身的價值。它們的效用有長有短,在實際生產上的體現有快有慢,但有一點是相同的,那就是要不斷探索。材料的應用研究一旦成功,即一種材料誕生之后,它的應用價值和市場開發就可以產生較大的輻射作用。比如金屬鈦,作為一種航空材料,它可用機,也可用于化工、建筑、潛艇、首飾等。其應用越廣,需求量越大,則生產成本越低,越能帶動相關領域的研究和發展。20世紀后期,由于材料的應用越來越廣泛,并滲透到各行業,許多領域都與材料的制備、性質、應用等密切相關,使得材料成為機械、電子、化工、建筑、能源、生物、冶金、交通運輸、信息科技等行業的基礎,并與這些相關學科交叉發展。

三

自20世紀60年代初以來,物理、化學等學科的發展推動了對物質結構、物性和材料本質的研究和了解;冶金學、金屬學、陶瓷學、高分子科學等的發展推動了對材料的制備、結構、性能及其相互關系的研究;金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料等各類材料具有共同的或相似學科基礎、學科內涵、研究方法與研究設備;同時科學技術的發展在客觀上需要對各類材料的全面了解和研究。

現代科學技術發展的特點是,一方面,學科呈現出多科性,新興學科不斷涌現,另一方面,學科發展又呈現出高度綜合的趨勢,交叉學科和邊緣學科層出不窮。學科交叉的形式可以多種多樣。如美國的著名大學一般都設有材料研究中心或材料研究實驗室,其研究人員往往橫跨高分子、金屬、陶瓷、表面改性、解剖、動物實驗、細胞培養等研究方面。金屬材料的性能主要取決于它的化學成分和組織、結構。化學成分不同的金屬材料具有不同的性能;而相同成分的金屬材料經過不同加工處理,具有不同的組織、結構時,也將具有不同的性能。可以認為:化學成分規定了組織、結構的可能變化范圍,而加工工藝是獲得某種預期組織、結構的手段。

四

金屬學是以金屬和合金的化學成分、加工工藝、組織結構和性能間的關系作為研究對象的,以這些關系作為依據,我們可以為金屬材料設計適當的化學成分和適宜的加工工藝,從而獲得預期的組織、結構和性能。

在金屬學中,對組織、結構的分析和研究是十分重要的核心問題。

金屬和合金在固態下通常是晶體。要了解金屬材料內部的組織結構,我們首先必須了解晶體中原子的相互作用和結合方式,晶體中原子的聚集狀態和分布規律,以及各種晶體的特點和彼此之間的差異,等等。這些研究涉及分子生物、固體物理、金屬學、礦物學及聚合物等廣泛領域。我們對晶體結構和晶體生長進行綜合研究,可以獲得控制組分和實際結構的知識,從而可以用各種手段來控制晶態材質的性質,據此還能探索具有非常寶貴性質的新晶體。事實上,對晶體的綜合研究已經使人們制成了并且正在發展著一大批結構材料及功能材料。

金屬學以金屬電子論、晶體學(見晶體結構)及合金熱力學為理論基礎,依靠物理、化學的微觀和宏觀檢測技術,擴展了金相學的內容,保持應用科學的傳統,其研究內容可分為兩方面:①聯系成分、處理過程對金屬組織結構和性能的影響,研究合金相結構和組織的形成規律,包括:研究合金相的形成、相圖原理及其測定、合金元素及微量元素在合金相中的分布等合金組成的規律;研究晶體中原子的擴散過程;晶體重構的相變過程,包括金屬的凝固與溫度壓力變化下的固態相變;研究晶體缺陷和金屬形變過程中的位錯運動;研究成分及雜質對金屬性質的影響,包括超微量元素,以及微觀和宏觀偏析。②聯系金屬材料的使用,研究材料結構強度和斷裂行為(見形變和斷裂);研究金屬材料在各種不同使用條件下的特性變化等(范性形變,疲勞,蠕變,應力腐蝕,斷裂和氫脆);研究金屬的強化原理。至于那些雖以金屬為對象,或雖與金屬有關,但主要研究晶體缺陷和金屬電子結構,以及它們之間,或它們與各種射線之間的交互作用等微觀過程;研究金屬和合金的物性本質,或純屬探索自然規律的領域,則另列入金屬物理,屬凝聚態或固體物理的分支。

最近20年來,金屬學出現不少新的突破,主要是由于新實驗技術和新工藝的出現而取得的。例如,應用電子計算機進行圖象處理,可以明顯地提高電子顯微鏡的分辨能力,能直接看到金屬中單個原子分布的圖象(電子顯微學);分析電子顯微術和各種表面分析設備不斷出現,將金屬學的發展引向更加深入。又如應用激冷技術制成的快冷微晶合金和某些合金體系形成的非晶態金屬,都各自顯示出特有的性能,有很大的理論意義和實用價值,為金屬學開拓了新園地,也為材料的研究提供了更便捷的手段。

五

高等金屬學在我們現在所研究的“鋁鋅合金的耐腐蝕性”課題中也發揮著重要的作用。要研究鋁鋅合金的耐蝕性,我們首先必須了解材料的組織和性能,聯系成分、處理過程對合金組織結構和性能的影響,研究合金相結構和組織的形成規律,包括:研究合金相的形成、相圖原理及其測定、合金元素及微量元素在合金相中的分布等合金組成的規律,從而分析它在各種不同使用條件下的特性變化,也即包括材料在不同環境介質中的耐腐蝕性。這些都是高等金屬學要研究的內容。隨著材料的不斷發展,高等金屬學在材料研究領域中必將發揮越來越重要的作用。

參考文獻:

[1]盧光熙,侯增壽.金屬學教程.上海:上海科學技術出版社,1985.

[2]胡賡祥,錢苗根.金屬學.上海:上海科學技術出版社,1980.

[3]弗豪文著.盧光熙等譯.物理冶金學基礎.上海:上海科學技術出版社,1980.

第7篇：金屬材料元素分析范文

關鍵詞：材料；材料成型；焊接技g

1 材料

材料的分類很廣，每種類型都有自己的性能和優缺點，只有綜合利用這些性能，才能使材料得到很好的利用，對于材料作為制造機械零件，結構的物質原料，按照化學特征可以分為金屬材料、高分子材料、陶瓷材料、復合材料等，具體分析如下：

（1）金屬材料：在機械加工中，金屬材料的應用是最廣的，用量也是最大的，在各種機床、冶金設備、動力設備等重金屬材料的應用中占80%～90%，金屬材料具有力學性能好、加工成本低、工藝性能好的優點，對于金屬材料的種類如表1。

例如在公元前2世紀，Ashoka王朝建立的“德里鐵柱”，至今都已經1500年歷史了，它的材料就是金屬材料，如圖1。

（2）高分子材料：相對于金屬材料，高分子材料的應用位列第二，高分子材料又稱聚合物或者高分子化合物，它主要分為塑料、化學纖維和橡膠三大類，高分子材料具有質量輕，不容易導熱、耐腐蝕性強的特點，在電氣絕緣上，水暖上都有很好的應用。

（3）陶瓷材料：陶瓷材料是一種無機非金屬材料，種類很多，可以分為傳統陶瓷和特種陶瓷，傳統陶瓷是工業和建筑的基本需要材料，例如家庭裝修中的瓷磚，這種陶瓷脆性大。特種陶瓷就是添加一些金屬，將陶瓷的結構和性能進行改變。

（4）復合材料：復合材料是一個高技術領域，它具有高強度、高韌性等優點，它的原理與合金金屬有些相似，是對材料之間的合成，圖2就是材料合成后的復合材料。

2 材料成型

材料成型是對材料的一種加工方法，在成型過程中會伴隨形狀和機構以及性能的變化，對于材料成型方法見表2。

3 焊接技術

焊接是材料成型中的一種，它主要應用在金屬材料成型技術上，它是將兩個金屬材料通過電極高溫融化，再注入金屬，使接縫處達到金屬連接的技術，焊接技術中焊把、焊接焊縫、金屬絲的相對位置為焊把與金屬焊接件成75°左右，焊絲與焊件的角度大概在15°左右，如圖3。

傳統的焊接技術，焊絲和焊把在一起，這時候將焊絲與焊件的角度保證在75°左右進行焊接。

4 結束語

在材料成型上不斷注入新元素和新設計方法，應用CAD/CAE/CAM輔助設計軟件，對加工材料進行建模，能更好的分析材料成型的特性，材料成型既要滿足零件的形狀要求也需要滿足材料本身的性能，在不斷更新材料和加工技術的前提下，在推動國內各領域發展上、經濟技術建設上、國防建設上，焊接技術將會不斷創新，不斷發展，將會越來越重要。

參考文獻

[1]應榮華.材料成型原理與工藝[M].哈爾濱工業大學出版社，2005.

[2]齊樂華.工程材料及成型工藝基礎[M].西北工業大學出版社，2002.

第8篇：金屬材料元素分析范文

關鍵詞：金屬；蠕變速率；變形機制

中圖分類號：[TB31] 文獻標識碼：A

金屬是工業應用最廣泛的材料之一。許多金屬元素，由于其自身性能的限制，不適合在高溫下作業。但是在能源化工，冶金等領域，許多零構件又必須在高溫高壓系統中長期運轉，例如，高壓鍋爐、反應容器、蒸汽輪機等，這就對其使用材料提出了更高的要求。而且，我們也不能再用一些常溫性能指標來衡量其高溫力學性能。所以，深入了解金屬材料的高溫力學性能，正確評估構件的使用壽命和安全性，成為材料科學研究的重中之重。

周圍生活中，我們會發現，燈泡用久了，就很容易壞掉。其中一個重要原因就是燈絲由于自身的重量產生的應力，引起燈絲發生形變。過多的形變會使燈絲相互接觸，引起短路，隨之也就廢掉。還有蒸汽渦輪發電站中，發動機長期處于高溫高壓系統中，渦輪葉片就會發生形變，積累到一定程度就會接觸到外套，影響正常工作。這些都是金屬材料在高溫的一個重要力學現象――蠕變。

所謂蠕變，是指在一定的溫度和較小的恒定外力（拉力、壓力、扭力）作用下，材料的形變隨時間的增加而逐漸增大的現象。嚴格來說，蠕變可以發生在任何溫度，但是只有當T／TM大于0.3時，蠕變現象才會明顯。這樣說來蠕變的研究對于金屬材料的高溫使用有著重要的意義，下面我們從以下幾個方面來簡單分析一下金屬材料的蠕變。

1 蠕變的宏觀規律

金屬材料蠕變的宏觀規律我們可以用蠕變曲線來描述。曲線上任一點的斜率來表示該狀態的蠕變速率，并按其速率大小可以分為三個階段：

1.1 減速階段

蠕變的速率隨時間的延長而減小。又稱為過渡蠕變階段，實質上是一個加工硬化過程。

1.2 恒速階段

蠕變速率幾乎不變，又稱為穩態蠕變階段。其穩態蠕變速率決定了蠕變壽命及總的伸長量。

1.3 加速蠕變階段

蠕變速率一直增大直到發生斷裂。

影響蠕變過程的根本原因在于材料自身性質。但對于同種材料來說，蠕變過程的兩個重要參數是溫度和應力。增大應力或是提高溫度時，蠕變壽命變短，變形速度快，耐高溫性能差。

2 金屬高溫力學性能指標

金屬高溫力學性能指標主要有蠕變極限，持久強度和應力松弛的穩定性。這些參數可以用于評定金屬的蠕變性能。

蠕變極限 蠕變極限是指高溫長時間載荷作用下，機件不致產生過量塑性變形的拉力指標。蠕變極限與常溫下機件設計的選用是相似的，材料蠕變極限中所選用的溫度和時間，一般是由機件的具體服役條件來決定的。必須確保應力在一定的溫度和時間范圍內不會產生過量蠕變。因此我們可以把，在給定溫度下，使試樣在第二個階段產生的規定穩態蠕變速率的最大應力表示為蠕變極限。

持久強度是指材料在一定的溫度和規定的持續時間內引起斷裂的最大應力值。高溫工作的構件對蠕變變形要求不嚴格，以持續強度作為設計機件的主要依據。若對蠕變變形要求嚴格，則需以蠕變極限為其依據。

應力松弛的穩定性，是指高溫工作下的緊固螺栓，若維持其恒定形變，緊固應力會隨著時間延長而不斷下降的現象。因為應力松弛現象是在溫度和總應變不變的情況下，由彈性變形轉化為塑性變形，即逐漸發生形變，使初始應力下降的情況。該性能指標可以用來評價材料的高溫預緊應力，進而來檢測構件的安全性。例如，汽輪機的緊固件，隨著時間的延長，剩余應力低于氣缸螺栓的工作應力時，會發生泄氣。設計時，應考慮其應力松弛，以保證其使用安全。

3 蠕變變形機制

金屬晶體在常溫下的變形，可以通過位錯的滑動，產生滑移和孿晶兩種變形方式，但在高溫條件下，原子擴散較為顯著，使得蠕變變形機制也發生了改變。

位錯蠕變機制。這種機制適合于溫度低應力高，多數工業用抗蠕變合金屬此類。材料的塑性變形主要是由位錯滑移引起的，但在常溫時位錯容易受阻，變形只能到一定程度。高溫時位錯可以通過攀移，使位錯遇到障礙時做垂直于滑移面的運動，，從而使位錯得以增殖和運動。

擴散蠕變機制。適合于溫度高應力低時。它是在高溫條件下，原子和空穴發生熱激擴散引起的，外力作用下，原子和空穴因勢能不同會發生由高勢能向低勢能的定向擴散。垂直于外力的晶界拉伸，平行于外力的晶界壓縮，產生蠕變。

晶界滑動蠕變。高溫下晶界的原子容易擴散，受力后易產生塑性變形，即蠕變。溫度越高，晶界滑動作用越強，同時還要求與晶內變形配合的很好，否則易產生裂紋。

由上述蠕變變形的機理可知，蠕變是在一定的應力條件下，材料熱激活微觀過程的宏觀表現。要降低蠕變速率，提高蠕變極限，就必須控制位錯攀移的速率。要提高持久強度，就必須控制晶界的滑動。阻礙空位的形成與運動。也就是說，要提高高溫力學性能，就要控制晶內和晶界原子的擴散過程，可以通過以下幾種途徑：

合金化。材料蠕變根本在于其自身的性質。實際生產中，我們選用耐高溫的金屬，實質上是選用熔點高，自擴散激活能大，層錯能低的元素或合金，因為這些元素擴散慢，有利于降低蠕變速率。使得蠕變變形困難。

冶煉工藝。金屬晶體內部含有很多夾雜物或是氣體，使得晶內有很多缺陷 。高溫合金的使用中，垂直于應力方向的橫向晶界上易產生裂紋。定向凝固工藝，使柱狀晶沿受力方向生長，減小橫向晶界，可大大提高持久強度，輪葉斷裂壽命可提高四到五倍。

在冶金化工等方面，蠕變是我們評定在高溫或是高應力下長時間服役的構件的一個重要力學性能指標，也許大部分蠕變是組成失效模型的一種機制，但也有部分蠕變是有利于生產的。為此，我們可以引其益處，減其劣點，使其更好的為實際生產服務，同時，我們也需要更深入的研究其機理，以便得到更廣泛的應用。

結語

為更好的理解金屬的蠕變性能，需要從宏觀規律與內在形變本質兩個方面把握，深入分析蠕變機制，以便尋找出更好的提高蠕變抗力的途徑。合理的應用蠕變抗力，更好的滿足人們的生活需求。

參考文獻

[1]王從曾.材料性能學[M].北京：北京工業大學出版社，2007:124-133.

第9篇：金屬材料元素分析范文

[關鍵詞]分光光度法、曲線、操作、成本、高低標法

中圖分類號：X830.2 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）09-0375-01

前言

分光光度法測金屬材料微量元素時，需多個標樣建立起工作曲線，方可測得。此方法優點為：①準確度高，一般比色法相對誤差控制在5%-10%；分光光度法為2%-5%，如果采用更精密的光度計，其相對誤差會更低，②應用廣泛，在無機分析領域，光度分析幾乎可測定周期表中所有金屬元素，由于儀器操作簡單、價格低廉，深受市場歡迎。目前，廣泛應用于機械工業理化實驗室中的主要是可見分光光度法。分光光度法雖有很多優點，但也有一定局限性：目前只能用于低含量組分，對于某些元素（如一些堿金屬和非金屬元素）尚無合適顯色劑，有些顯反應的選擇性不高，缺乏實用性。

通常用分光光度法、滴定法等測定金屬中所含元素的含量，則其用分光光度法測定時；須采用多個標樣（通常5個），測其吸光度A，然后依據其朗伯-比耳定律（A=KCL），繪制A-C標準工作曲線，測試樣吸光度，再從相應的工作曲線中查得試樣中某元素的含量。在一般企業生產過程中，如，遇到標樣不足、時間緊缺等現象時。則可采用高低標分光光度法來測定試樣中某元素的百分含量，其精度滿足目前企業需求。此法目前在國內中小型企業、精度要求不是很高的檢測項目較為實用。

例如：測定低合金鋼中Mn元素的含量的詳細過程

一、分析母液的制備

稱取0.2g鋼樣兩種（高、低標樣）及所測試樣，置于100ml鋼鐵量瓶中，加入10ml20%過硫酸銨溶液及20ml（硝-硫）混酸，先低溫溶解完全后，升溫煮沸3-5min，取下，滴加3%過氧化氫溶液至渾濁消失后，再多加2-3滴，加熱煮沸約3min，取下，流水冷卻至室溫后以水定容、混勻、放置片刻即可。

二、試劑

1、 錳顯色劑：8g硝酸銀溶于800ml水中，加50ml濃硫酸、50ml濃硝酸及100ml濃磷酸，混勻即可。

2、 過硫酸銨溶液：20%（當天配置使用）

3、 硝-硫混酸：942ml水中注入50ml濃硫酸和8ml濃硝酸即可

三、分析過程

吸取20ml分析母液注入到50ml鋼鐵量瓶中，加5ml過硫酸銨溶液，加熱煮沸，微沸30s，取下流水冷卻至室溫以水定容、混勻、放置片刻，于530nm波長處，采用2cm比色皿，以水為參比，測其吸光度（試樣、標樣同步測定，須注意儀器的校正）。然后采用下式計算其試樣中Mn%的含量：Y%=B%+（C%-B%）x

式中：

Y%―試樣中Mn%的含量

B%―低標樣中Mn%的含量

C%―高標樣中Mn%的含量

A― 試樣吸光度

A1―低標樣吸光度

A2―高標樣吸光度

四 結論

（1） 遇到標樣不足、時間緊缺等現象時；則可采用高低標分光光度法來測定試樣中某元素的百分含量。

（2） 此法精度滿足GB/T223化學成分檢測相關標準需求；存在于金屬材料定性半定量的有效分析方法。

（3） 運用高低標法針對單次實測絕對誤差及其相對誤差分別為：0.05、8.5%；此誤差在標準允許誤差范圍之內。

參考文獻

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[2] 吳誠、田英炎主編.高速分析法及其應用.北京：冶金工業出版社，2000.

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[4] 袁秉鑒，戴祥勝；分光光度法快速測定鋼鐵中的錳、磷、硅[J]；化學分析計量；2001年04期