一金属材料的分类

一金属材料的分类 31-1金屬及合金的通性表1-1金屬及合金的通性 (一)金屬材料的分類1.純金屬其中以鐵、銅、鋁、錫、鉛、鋅、鎢、鎂等八種最常用。 2.合金合金是一種金屬和另一種或一種以上的金屬或非金屬互相融合而成，一般機械工業所使用的金屬材料均以合金狀態使用，主要是合金能增加各種不同的機械性質，發揮金屬的優良性質，以滿足工程上日益要求嚴格與精密的條件。 (二)金屬與合金之間具有下列共同的特徵1.各種材料表面具有不同的光澤且不透明2.除了汞以外，常溫時為固體且為結晶體之形態存在。 3.具有優良的導電性及導熱性。 4.延展性佳，適合塑性變形加工。 5.除鋰、鈉、鉀等三種元素比重小於1之外，其餘比重均大於1；6.除了鈹、鋁、鉻等三種元素為兩性元素，一般氧化物或氫氧化物材料若能溶於水中，一般多呈鹼性反應。 ( (三)合金與金屬性質之比較1.熔點降低合金熔點均較原組成金屬的熔點為低。 2.延展性降低合金的延展性會降低，相對的其強度與硬度增加，所以合金材料比純金屬能承受較大的外力而不易變形。 3.導熱度降低。 4.電阻增大，導電性降低。 5.熱處理性能增加。 6.除了純鋁耐蝕性較其大部分合金為佳之外，大部分使用中合金之耐蝕性均較其純金屬為佳。 7.磁性產生變化。 （四）金屬的結晶構造與組織金屬材料經切開後，斷面上經以顯微放大鏡觀測後，可看到許多微小的粒子，這些微小粒子就是金屬的晶粒(crystal grain)，其大小約為0.010.1mm。 1.體心立方（body-centered cubiclattice）BCC2.面心立方（face-centered cubiclattice）FCC3.六方密格子（close-packed hexagonallattice）HCP（五)金屬變形的種類1.彈性變形係當物體承受一定外力時，物體將產生一定之變形量，當外力除去後，物體會恢復原來形狀且不殘留任何之變形量。 2.塑性變形係當外力除去後，物體的變形量有部份會恢復，但有部份會殘留成永久變形量且無法恢復原來之形狀。 (六)塑性變形的分類1.熱作加工凡是將金屬材料加熱至材料本身的再結晶溫度(recrystallization temperature)以上的溫度施以塑性加工者稱為熱加工或高溫加工(hot working)。 2.冷作加工凡是將金屬材料加熱至材料本身的再結晶溫度以下的溫度施以塑性加工者稱為冷加工、常溫加工或低溫加工(cold working)。 (七)塑性變形加工方法的分類(a)軋延加工（rolling）(b)鍛造加工（forging）(c)擠製加工（extrusion）(d)壓製加工（pressing）(e)抽製加工（drowing）（八）金屬的變態1.相變態若在某一溫度及壓力之下，金屬以穩定的狀態存在時，此狀態稱為金屬的相2.磁變態某些金屬並非原子排列發生變化，而是原子本身內部的能量發生變化。 3.同素變態同一種金屬於變態後，金屬的結晶構造已經不同，各項性質也發生改變。 （九）平衡圖1.完全不互溶合金合金組成之成分金屬無法互相溶解，在成分圖上各成份金屬單獨存在且分為多層，互不隸屬凝固時也是重者在下輕者在上互不干涉。 大多數的金屬在溶融時都能互相溶解，但是凝固時卻不一定。 2.固溶體(solid solution)兩種金屬在固體狀態下完全溶合成為均勻狀態者。 固溶體一般可分為兩種 (1)置換式固溶體固溶體合金中，成份較多的金屬元素稱為溶劑，較少者稱為溶質，晶體所形成的空間格子溶劑為主要成分，溶質原子任意置換取代一部份溶劑原子的位置者，稱為置換型固溶體。 (2)插入式固溶體溶質原子插入溶劑原子之結晶格子的間隙所形成之固溶體稱為插入式固溶體。 如於碳原插入鐵原子之間隙所形成的固溶體即為此型，所得的組織即為一般所稱之碳鋼。 3.金屬間化合物(intermeta