第一节 金属材料
人类最早使用的金属材料是铜,因为铜的熔点较低,中国的奴隶制社会就是青铜时代。其后又兴起铁或钢铁,它既是重要的结构材料,又是主要的工具材料和功能材料。在相当长的历史年代里,一个国家的工业化水平或综合国力是用钢铁的产量来标志的。因而我国50年代发展经济的战略曾提出以钢为纲,即用钢铁工业作为整个国民经济的带头工业,但是并没有成功。与此同时,日本的经济起飞选择的带头工业是电力工业,用电力能源的超前发展,提供出大量廉价的电能为动力来刺激各行各业的发展,日本的经济起飞成功了。其原因何在呢?钢铁再重要也仅仅是一种材料而已,材料工业对前续工业与后续工业的要求很严格,钢铁工业一旦失去机械工业同它配套发展,钢铁再多也无用武之地。
钢铁的性能并不都能尽如人意,为了提高或产生某种特殊材料的性能,在冶炼过程中往往有选择地渗合进去一些贵重金属,形成合金钢。例如,有个机械加工厂利用床车来车削一块合金钢,忽然发现它粘到卡盘上很难拔下来,于是便向钢厂退货,一位工程师听到退货原因喜出望外,他恍然大悟到这批合金钢不是一般工具钢,而是一种磁钢,不但价格昂贵,而且是材料专家们正在反复研制的尖端材料,一查其化学配方是铝镍钴八,于是这个高强磁钢竟在无意中被发现,可谓有心栽花花不开,无心插柳柳成荫。如果这位工程师不具备足以覆盖本行业工作需要的知识结构,他也会当成不合规格的次品,更难省悟到这是个意外收获。(www.xing528.com)
金属材料来源于地球上的地下金属矿,经过采掘和选矿以后,进行冶炼。冶金工业在本质上偏重于化学手段,属于高温化合反应,炼制各种合金钢时各种金属的配比、配方都是经过比较周密的材料设计工作。成品材料都要经过各种物理参数检测,诸如:硬度、强度、高温强度、弹性模量、抗疲劳实验,以及金相显微镜的微观检测等。用人的肉眼看不见毛病的金属材料,也可能存在着显微裂纹,不仅降低其使用寿命,而且还潜藏着危险的事故隐患。因此在火车站和飞机场中,都设置有经验的机械师利用敲打听声来判断是否有微观裂纹。
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