金属材料专业英语简单介绍

金属材料专业英语简单介绍1第1页，共46页，2023年，2月20日，星期四Weshouldgrasp…Whatisametal?Whatisanalloy?Whatarethedifferencesbetweentheirproperities?Explainsolidsolutionandintermetalliccompound.2第2页，共46页，2023年，2月20日，星期四NewWords&ExpressionsfromPart1roam[rəum]graphite['græfait]malleable['mæliəbl]ductile[‘dʌktail]soluble[‘sɔljubl]chromium[‘krəumjəm]transition[træn‘ziʒən]shell[ʃel]v.漫游，闲逛，徜徉；n.漫步，漫游，徘徊n.石墨a.有伸延性的，可锻的a.易延展的，柔软的

a.可溶解的，可溶的

n.铬n.转换，跃迁，过渡n.壳，外壳3第3页，共46页，2023年，2月20日，星期四TranslationITheoutmostlayerofelectrons

最外层电子Freeelectiongas

自由电子气

Electricalconductivity

电导率，电导性Plain-carbonsteel

普通碳素钢

Solidsolution

固溶体，固溶液，固体溶液4第4页，共46页，2023年，2月20日，星期四TranslationIIIntermetalliccompound

金属互化物Metallicmaterial

金属材料

Strainlesssteel

不锈钢Solute

溶质

Solvent

溶剂Periodictable

元素周期表Electronegativity

电负性Transitionmetal

过渡金属

Crystalstructure

晶体结构5第5页，共46页，2023年，2月20日，星期四WhatisaMetal?Q:WhatisaMetal?A:Metalisconsistedofpositivecenters(orions)sittingina“gas”offree-electros.Ittendstobegoodelectricalconductors.6第6页，共46页，2023年，2月20日，星期四WhatisanAlloy?Consistofamixtureofapureandoneormoreotherelements.由两种或两种以上的金属或金属与非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质。

7第7页，共46页，2023年，2月20日，星期四Itssomeproperties:lessmalleableandductilethanpuremetalsandtendtohavelowertomeltingpoints.合金的一些性质：延展性较差，低熔点。8第8页，共46页，2023年，2月20日，星期四Somethingelse…..1、合金根据组成元素的数目，可分为二元合金、三元合金和多元合金。2、根据结构的不同，合金主要类型是：(1)混合物合金：当液态合金凝固时，构成合金的各组分分别结晶而成的合金，如焊锡；(2)固熔体合金当液态合金凝固时形成固溶体的合金，如金银合金；(3)金属互化物合金：各组分相互形成化合物的合金，如铜、锌组成的黄铜。9第9页，共46页，2023年，2月20日，星期四3、合金的一些性质：(1)多数合金熔点低于其组分中任一种组成金属的熔点；(2)硬度比其组分中任一金属的硬度大；(3)合金的导电性和导热性低于任一组分金属。利用合金的这一特性，可以制造高电阻和高热阻材料。还可制造有特殊性能的材料。(4)有的抗腐蚀能力强(如不锈钢)4、常见合金：球墨铸铁、锰钢、不锈钢、黄铜、青铜、白铜、焊锡、硬铝、18K黄金、18K白金。10第10页，共46页，2023年，2月20日，星期四WhatisanAlloy?Q:WhatisanAlloy?A:Analloyconsistsofamixtureofapuremetalandoneormoreotherelementswhichcanbemetalsornon-metal.Q:Whatarethedifferencesbetweentheirproperties?A:Alloysareusuallylessmalleableandductilethanpuremetalsandthetendtohavelowermeltingpoints.11第11页，共46页，2023年，2月20日，星期四Thinkabout…..Giveexamplestoexplainsoildsolutionandintermetalliccompound?12第12页，共46页，2023年，2月20日，星期四SolidSolutionsInmanycases,metalsarequitesolubleinothermetals.Forexample,solidcopperandsoildnickelarefullysolubleineachother.Thistypeofperfectsoildsolubilityisasideeffectofhavingfreeelectrons.Sincetheelectronsarefreetomove,theexactnumberofvalenceelectronspossessedbyanygivenatomshouldn’tmatter.13第13页，共46页，2023年，2月20日，星期四Soa“solid-solution”isthatonemetalservesasthesolventandtheotherastheotherasthesolute,althoughtinacaselikecopperandnickelwherethesearemutuallysolubleatallcompositionsthetermssolventandsolutecanbealittlemisleading.14第14页，共46页，2023年，2月20日，星期四Forexample,thefigureintherightisAu-Agphasediagram，belowfusiformareaissolidsolutions

，15第15页，共46页，2023年，2月20日，星期四IntermetallicCompoundsNotallmetalsaresolubleinothermetals,thus,producedanothernewphasecalled“intermetalliccompounds”,suchasnickelwilldissolvesomealuminum,sothatatlowaluminumcontentsasolidsolutionisproduced.Butiflargeramountsofaluminumareadded,thenproduceintermetalliccompounds.16第16页，共46页，2023年，2月20日，星期四Someofthesecompoundshaveaverywelldefinedcomposition,suchasNi3AlOthershavequiteawiderangeofcomposition,suchasNiAl17第17页，共46页，2023年，2月20日，星期四Threetypesofcircumstancesof

intermetalliccompoundsformingThefirstcircumstance:sizedifferenenceThesecondcircumstance:alargedifferenenceinelectronegativityThethirdcircumstance:certainratiosofthenumberofvalenceelectronstothenumberofatomsinastructure18第18页，共46页，2023年，2月20日，星期四Hume-RotheryRuleHume-RotheryRule1:AtomicSizeFactor(the15%)Rule.Extensivesubstitutionalsolidsolutionoccursonlyiftherelativedifferencebetweentheatomicdiameters(radii)ofthetwospeciesislessthan15%.Ifthedifference>15%,thesolubilityislimited.Comparingtheatomicradiiofsolidsthatformsolidsolutions,theempiricalrulegivenbyHume-Rotheryisgivenas：Mismatch=19第19页，共46页，2023年，2月20日，星期四Hume-RotheryRule2:CrystalStructureRule:

Forappreciablesolidsolubility,thecrystalstructuresofthetwoelementsmustbeidentical.Hume-RotheryRule3:ValencyRule:

Ametalwilldissolveametalofhighervalencytoagreaterextentthanoneoflowervalency.Thesoluteandsolventatomsshouldtypicallyhavethesamevalenceinordertoachievemaximumsolubility.Hume-RotheryRule4:TheElectronegativityRule:

Electronegativitydifferencecloseto0givesmaximumsolubility.Themoreelectropositiveoneelementandthemoreelectronegativetheother,thegreateristhelikelihoodthattheywillformanintermetalliccompoundinsteadofasubstitutionalsolidsolution.Thesoluteandthesolventshouldlierelativelycloseintheelectrochemicalseries.20第20页，共46页，2023年，2月20日，星期四休姆－罗瑟里（Hume－Rothery）规律（1）形成合金的元素原子半径之差超过14％～15％，则固溶度极为有限；若尺寸差小于15％，尺寸因素成为次要的影响因素，固溶度由其他影响因素确定，这就是知名的15％规律。

（2）如果合金组元的负电性相差很大，固溶度就极小；

（3）两元素的固溶度与它们的原子价有关，高价元素在低价元素中的固溶度大于低价元素在高价元素中的固溶度；

（4）ⅡB～ⅤB族溶质元素在ⅠB族溶剂元素中的固溶度都相同(e/a=1.36)，与具体的元素种类无关；

（5）两组元只有具有相同的晶体结构才能形成无限(或连续)固溶体。

21第21页，共46页，2023年，2月20日，星期四各式各样的合金磁性合金镍铬合金烤瓷牙铜中间合金

22第22页，共46页，2023年，2月20日，星期四金属外壳锆石合金铜乌合金

23第23页，共46页，2023年，2月20日，星期四1.Giventhatmanyofthecompoundsformedinalloysaresizefactororelectroncompounds,thesedonotfollowtherulesofvalency.在合金中，许多化合物是按比例组合或是电子化合物，不能很好的遵循价键理论。24第24页，共46页，2023年，2月20日，星期四2.Whereasthechemicalformulaofanioniccompound,likeNaClorAl2O3canbepredictedeasilyfromthecompound’spositionintheperiodictable,thisisnotthecaseformanyintermetalliccompounds.换句话说，尽管像氯化钠，氧化铝的价键可以通过他们在元素周期表的位置进行预测，但却不能解释合金中金属元素的成健方式。25第25页，共46页，2023年，2月20日，星期四3.Thus,knowingfromtheirpositionintheperiodictablethatNawantstofromNa+ionsandchlorinewantstofromCl-ionsexplanswhyanioniccompoundwithaformulaNaClisobserved.

从元素周期表可以知道，钠有变成钠离子的趋势，氯有变成氯离子的趋势，这就解释了氯化钠的形成。26第26页，共46页，2023年，2月20日，星期四4.Incontrast,thisdosen’texplainwhyacarbidewithaformulaCr23C6isformedinstainlesssteels.

然而，这却解释不了Cr23C6在钢铁中的成健方式。27第27页，共46页，2023年，2月20日，星期四5.TheprecipitationofCr23C6isabigproblemwhenstainlesssteelsarewelded.

这样Cr23C6

成为钢铁焊接的大问题

高铬高碳冷作钢28第28页，共46页，2023年，2月20日，星期四6.Cr23C6formsinthe“heataffectedzone”aroundtheweld(thisregionisheatedbutnotmeltedduringwelding).在“受热区”的Cr23C6遍布在焊接点周围（这个区域在焊接的时候受热但不熔化）29第29页，共46页，2023年，2月20日，星期四7.Theformationofthischromium-richphasepullschromiumoutofsolutioninthesurroundingiron.富铬相的结构，使铬在离子溶液的氛围之外。30第30页，共46页，2023年，2月20日，星期四8.Thisinturn,preventstheformationofaprotectivelayerofCr2O3onthesurfaceofthestainlesssteelandsothestainlesssteelisnolongerstainless,butinsteadsuffersfromcatastrophiclocalizedcorrosion.这样，就保护了钢铁表面氧化铬保护层的结构，从而钢铁不再是单纯的铁，而是可以抗局部严重腐蚀的物质。Cr2O331第31页，共46页，2023年，2月20日，星期四9.Consideradifferentexample,NiAlisanelectroncompoundwhichfromsduetohavinga“magic”1.5valenceelectronsperatom(thismagicnumberisn’treallymagic,butisaresultsofdeviationsfromthefreeelectronmodel).另外一个不同的例子，NiAl是具有“魔法”的化合物因为其中每个原子都是1.5价的（神奇的不是数字本身，而是1.5价不符合自由电子模型）。

32第32页，共46页，2023年，2月20日，星期四10.ThereisonenickelatomandonealuminumatominNiAlandthevalencyofnickelistwoandthatofaluminumisthree.giventhat(2+3)/2=2.5thisdoesn’tseemlike1.5valenceelectonsperatom.一个镍原子和一个铝原子构成了NiAl，从价键理论看，镍是二价，铝是三价。照这样，应该平均每个原子有2.5个价电子，与实际上每个原子1.5个价电子不同。33第33页，共46页，2023年，2月20日，星期四11.However,asatransitionmetal,nickelisabletoactasifitdoesnorhaveavalencyby“hiding”electronsintheemplystatesintheshell.thus,effectively,thereare(0+3)/2=1.5valenceelectronsperatominNiAl.镍作为一种过渡金属，可以将外层电子“隐藏”在次外电子层的空轨道，看起来没有价电子。所以，铝镍合金中，每个原子有1.5个价电子。34第34页，共46页，2023年，2月20日，星期四合金的组成多种多样，可分为混合物合金，固溶体合金和金属化合物合金等类型。铋镉合金是一种混合物合金，合金由两种金属的晶粒相互间混合，紧密作用而得。这种合金有低共熔点的特征，类似于某些盐的水溶液使水在低于零度时才结冰一样。铜镍合金是固溶体合金，由一种金属原子进入另一种金属的晶胞空隙而形成的。我们上面所讲的铝镍合金是金属化合物合金，这类合金原子以金属键相互作用，不遵守化合价规则。这类合金比任意组分的纯金属硬度都要强，但却降低了可塑性。35第35页，共46页，2023年，2月20日，星期四12.Evenincaseswhereintermetallicformationdoesnotoccur,theremaynotbeperfectsolid-solubility,iftowmetalshavedifferentcrystalstructuresthenatsomeintermediatecompositiontherewillhavetobeachangefromthecrystalstructureofonemetaltothatoftheother.即使两种金属形成的晶体没有缺陷，也不能说明它们能形成完美的固溶体，如果两种金属有不同的晶格结构，必须在介质中改变一种金属的晶格结构，使其与另外一种金属的晶格结构相适应36第36页，共46页，2023年，2月20日，星期四13.Insuchacasetheresultwouldbe,ongraduallychangingthecompositionofanalloyfrompuremetalA(fromingthea-phase)topuremetalB(fromingtheb-phase)为了形成这种晶格，逐渐将合金从A（α相）变到B（β相）。37第37页，共46页，2023年，2月20日，星期四Single-phaseasoild-solution;Two-phasemixtureofasoild-solutionandbsoild-sulition;Single-phasebsolid-solution.α单相固溶体α单相固溶体与β单相固溶体混合β单相固溶体38第38页，共46页，2023年，2月20日，星期四Thinkabout….Q:Giveexamplestoexplainsoildsolutionandintermetalliccompound?A:Forexample,nickelwilldissolvesomealuminum,sothatatlowaluminumcontentsasolidsolutionisproduced.However,iflargeramountsofaluminumareadded,thenaseriesofintermetalliccompounds(forexampleNi3AlandNiAl)areproduced.39第39页，共46页，2023年，2月20日，星期四Doyoustillremember?roam[rəum]graphite['græfait]malleable['mæliəbl]ductile[‘dʌktail]soluble[‘sɔljubl]chromium[‘krəumjəm]transition[træn‘ziʒən]shell[ʃel]v.漫游，闲逛，徜徉；n.漫步，漫游，徘徊n.石墨a.有伸延性的，可锻的a.易延展的，柔软的

a.可溶解的，可溶的

n.铬n.转换，跃迁，过渡n.壳，外壳40第40页，共46页，2023年，2月20日，星期四NewWordsfromPart2Iphaseplasmaprecipitateferriteaustenitelatticeintersti