金屬材料是人類生產生活的基礎性材料，在工業製造領域得到了廣泛的應用，以下是小編蒐集整理的一篇探究金屬材料組織與效能的論文範文，供大家閱讀檢視。
摘要：金屬材料在工業製造領域應用廣泛，不同的應用環境對金屬材料的效能也會有不同的要求。金屬材料根據組成元素和結構的不同，可以分為黑色金屬材料、有色金屬材料和特種金屬材料。金屬材料的效能會隨著組織結構的變化而變化，在工業生產中要控制好金屬材料的組織結構，以得到具有特定效能的金屬材料。
關鍵詞：金屬材料;組織結構;效能指標
在人類的生產生活當中，鋼材、鋁合金等金屬材料起到了基礎支撐性作用。當今時代的發展和進步離不開對新材料的開發和應用，人類通過不斷認識和製造出新的金屬材料，實現科技的進步和發展。然而，金屬材料的效能受到多種因素的影響，其中影響金屬材料效能的一個因素就是金屬材料的組織結構。在對金屬材料的生產製造中，要正確認識金屬材料內部組織結構與結構效能的關係。通過調控好金屬材料的組織結構，使金屬材料獲得特定的效能，滿足人們的生產生活需要。
1金屬材料的分類與簡介
金屬材料是指以金屬元素為主要組分構成的具有金屬特性的一類材料的統稱。金屬材料是現代製造業的基礎，金屬材料的效能和質量直接關係到機械製造業的發展。根據金屬材料的組成和效能不同，金屬材料大致可以分為黑色金屬材料、有色金屬材料和特種金屬材料三類材料。
1.1黑色金屬材料
黑色金屬材料是指以鐵、鉻和錳為主要元素組成的金屬類材料，包括碳鋼、鑄鐵及精密合金等。黑色金屬材料在人們的日常生產生活中應用最為廣泛，也是工業建設活動中所使用的基礎性材料。黑色金屬材料的產量佔到了所有金屬材料總產量的95%以上，是最為常見的一類金屬材料。以鐵基材料來說，根據材料中的含碳量不同，可以分為三大型別。一是工業純鐵，這類材料的含鐵量達到99%以上，含碳量小於0.02%。工業純鐵又稱為熟鐵，具有銀白色金屬光澤，質地相對較軟，不能用於製造刀劍、鐵犁等常見工具。二是鋼材，其是含碳量在0.03%～2%的鐵碳合金。碳鋼是最常見的鋼鐵材料，冶煉方便，具有一定的結構強度，適用於大多數金屬製品的製造。三是鑄鐵，其是含碳量為2%～4.3%的鐵碳合金材料，鑄鐵的質地硬而脆，但耐壓耐磨[1]。由上述分析可以看到，同樣是鐵基金屬材料，含碳量的不同會造成金屬材料差異巨大。
1.2有色金屬材料
狹義的有色金屬材料是指除了鐵、鉻錳之外的金屬材料，廣義的有色金屬材料還包括各種有色金屬合金。在當代社會，新的科技裝置對金屬材料的性質有著特殊的要求，有色金屬材料的產量和用量雖然很小，對各種新產品的`效能卻起著至關重要的作用。在全球範圍來說，有色金屬的儲量要遠小於黑色金屬，因而只有在特殊的工業製品中才會用到有色金屬材料。有色金屬材料通常可以分為輕金屬、重金屬、半金屬、貴金屬、稀土金屬和稀有金屬。與傳統的黑金屬材料相比，有色金屬材料的加工製造難度較大，在生活中應用較少。有色金屬材料通常應用於特殊產品如導彈、衛星、潛艇和雷達的製造當中。
1.3特種金屬材料
特種金屬材料是近年來新開發的一類特殊的金屬材料，在生產生活中應用更為稀少，它們是具有特殊用途、結構和功能的金屬材料。根據內部結構的不同，特殊金屬材料可以分為準晶態、非晶態和奈米晶態等金屬材料。特殊金屬材料現階段仍然處於研究開發階段，在日常生活中應用較少，目前主要應用於航天製造等尖端科技產品的製造當中。
2金屬材料的內部組織對效能的影響
金屬材料往往具有一定的硬度，具有良好的導電導熱效能，正是基於這些特性，金屬材料在人們的生產生活中得到了廣泛的應用。金屬材料的結構效能與內部的組織結構關係巨大，在金屬材料的製備過程中可以通過調控金屬材料的內部組織結構，達到改變金屬效能的目的。
2.1晶粒對金屬材料力學效能的影響
金屬的力學效能又稱為金屬的機械效能，也是鋼筋等常規金屬製品最為關注的結構特性。金屬材料的力學效能包含多方面的指標，包括強度、韌性、塑性和彈性等。只有掌握了不同金屬所具有的特定效能，在金屬加工製造過程中才能合理地選擇恰當的金屬材料。純的金屬材料屬於晶體，不同型別的金屬材料其內部的晶粒大小、形狀和晶體內部缺陷不同，這些組織結構特性會影響金屬的力學效能。金屬內部的晶粒越小，晶體的韌性就越高，塑性越好[2]。
2.2金屬的同素異構轉變對金屬效能的影響
在現代化冶金技術的發展下，合金被大量的加工和使用。以鐵碳合金來說，其基本組織結構有多種形態，在不同的要求下要選擇不同的合金材料。鐵素體在常溫環境下效能接近純鐵，但是強度和硬度相對較差;奧氏體的結構強度和硬度較強，同時可塑性也較好;回火索氏體各項指標較為平均，綜合性能較好。由此可見，同種元素組成的金屬材料在不同的加工工藝的影響下，所得到的材料的效能差異很大。控制金屬的同素異構體的特性是控制金屬效能的有效途徑。
3結語
金屬材料是人類生產生活的基礎性材料，在工業製造領域得到了廣泛的應用。金屬材料可以分為黑色金屬材料、有色金屬材料和特種金屬材料。金屬材料的效能受到金屬的組織結構效能的影響，通過調控金屬材料的內部組織結構可以對材料的各項效能進行有效的調控。金屬材料內部的晶粒大小和結構、金屬材料的同素異構轉變都會對金屬材料的效能產生巨大的影響。
參考文獻：
[1]張炯.闡述金屬材料組織和效能之間的關係[J].科技創新與應用,2016,6(3):81.
[2]李婷.論金屬材料組織和效能之間的關係[J].江西建材,2016,36(10):293,295.