论述金属材料的分类和应用影响

2016-07-13许卓淋

大科技 2016年36期

关键词：航空航天金属材料铝合金

许卓淋

（周南中学湖南长沙 410000）

论述金属材料的分类和应用影响

许卓淋

（周南中学湖南长沙 410000）

支撑人类社会发展和进步的“三大支柱”包括能源、信息和材料。材料中的金属材料是我们人类历史上应用时间最长，并且应用非常广泛的一种材料。时代的进步离不开相关材料的推动，尤其是金属材料，不管是人们的生活还是生产，都离不开金属材料。人类社会的文明与发展的核心元素就是金属材料，它在人类社会的发展历程中做出了巨大的贡献。

金属材料；分类；应用

1 金属材料的概述

所谓的金属材料，也就是指具有金属特性的材料，它的特点是由金属元素或者主要由金属元素构成。我们熟悉的金属材料包括合金、一些纯金属和一些金属化合物等。其中金属化合物我们在生活中常见的有铁和铝相关化合物。

金属材料与人类社会的文明发展有着密切的关系，在人类历史上首先是石器时代，然后是铜器时代，接着是铁器时代，每一个时代对金属材料的应用都是人类社会进步的标志。在现代，金属材料种类繁多并且是人类社会发展的重要保障。

2 金属材料的分类

在金属材料中，我们通常将其分为三类，即特种金属材料、黑色金属以及有色的金属。

（1）钢铁材料就是我们所说的黑色金属，它的种类有很多，包括工业纯铁（含碳量在90％以上），铸铁（含碳量在2～4％），碳钢（含碳量在2％以下），除此以外还包括人们生活和生产中的不锈钢、结构钢、精密合金等等。

（2）除了铁、铬、锰，其他所有的金属以及它们的合金都属于有色金属，一般情况下有色金属又分为轻、重金属，半金属以及比较难得的稀土金属等等。有色合金的优点在于，它比纯金属的强度和硬度都要高，并且它的电阻大，但是温度系数却比较小。

（3）功能金属材料和结构金属材料都有着不同的用途，它们都属于特种金属材料。这类材料是人们经过加工处理的，比较高级的一类金属材料，包括一些特殊工艺获得的准晶、微晶、纳米晶等，还有一些超导、耐磨、形状记忆等金属材料。

（4）如果按着生产成型工艺来分，金属材料可以分为粉末冶金材料、变形金属、铸金金属及喷射成型金属等。

3 金属材料的应用

金属材料的发展已经不仅仅只是纯金属和纯合金。金属材料在材料设计和工艺技术等的进步下不断被开发，高性能的金属材料的应用越来越广泛，而且为人类社会的进步和发展带来了巨大的贡献。下面就金属材料在人类社会中的应用进行分析。

3.1 金属镁及其合金

金属镁的物理性能和机械加工性能都非常好，而且地球人镁元素含量丰富，所以镁被认为是在未来社会发展中最有前途的材料。

①金属镁在汽车方面的应用。随着人类社会的发展，汽车越来越普及，人们认识到汽车尾气给环境带来的危害，于是在很多发达的国家都对汽车尾气排放和节能提出了高的要求。所以这就需要汽车制造商用更高的技术和手段来达到标准。汽车的燃油和汽车自身重量分不开的，如果制造商用镁金属生产汽车车身，那么汽车一氧化碳的排放量将大大降低。金属镁较轻的特点，使其在减轻汽车重力和改善汽车性能方面有着重要的应用；②金属镁在电子和家电上的应用。金属镁材料不仅在汽车行业应用广泛，它的合金在计算机、医疗、家电等行业也被应用。电子信息行业和仪器仪表行业是镁合金应用发展最快的行业。镁合金有抗摔、微型及比较环保和散热性能好等等优点，而且用它做的外壳也美观大方。所以镁合金在电子信息行业的销量在近些年的急剧增加；③金属镁在其他领域的应用。金属镁除了上述用处之外，还可以用作铝合金的添加剂，镁牺牲阳极等。在我国航空航天等领域也用到镁合金，以及人们日常使用的自行车以及健身器材等。

3.2 金属钛及其合金的应用

金属钛和它的合金的优点有，密度较小，强度较高，耐腐蚀等。在汽车、电子、航空航天等领域都有金属钛的身影。钛在美国主要应用在航空航天上，它的消费量已经在一半以上。在日本对钛的应用主要在核电厂和火力等方面。在人们生活中，登山工具和羽毛球拍，高尔夫杆头等方面都对钛有所应用。

3.3 金属铝及其合金的应用

金属铝及合金的优点有，密度较小，导热性能好，并且价格低廉，容易获得。在航空航天领域对铝的应用非常广泛，在一些交通运输方面也对铝有所应用，并且交通运输对铝的应用在各个行业中已经是第一。在航空方面，亚音速飞机主要需要的材料就是铝合金，铝合金在民用飞机上的用量占飞机材料的一半以上。在航空航天领域中，因为铝锂合金有着密度低，强度硬度高等优点而被广泛应用。许多航天结构上的铝合金已经被铝锂合金所取代。在汽车领域，铝合金作为一种较轻的金属材料运用也及其广泛，而且铝合金非常经济实惠，优势较多。其中被人们认为有前途的汽车材料是泡沫铝材，它以一种三明治式的三夹板被应用在汽车领域中，具有刚度高，质量轻的优势。