金屬材料專業(yè)英語簡單介紹

1、Unit 6An Introduction to Metallic Materials1金屬材料專業(yè)英語簡單介紹We should grasp What is a metal? What is an alloy? What are the differences between their properities? Explain solid solution and intermetallic compound.2金屬材料專業(yè)英語簡單介紹New Words & Expressions from Part1 roamrum graphitegrfait malleablemlibl d

2、uctiledktail solublesljubl chromiumkrumjm transitiontrnzin shellel v.漫游，閑逛，徜徉漫游，閑逛，徜徉 ； n.漫步，漫游，徘徊漫步，漫游，徘徊 n.石墨石墨 a.有伸延性的，可鍛的有伸延性的，可鍛的 a.易延展的，柔軟的易延展的，柔軟的 a.可溶解的，可溶的可溶解的，可溶的 n.鉻鉻 n.轉換，躍遷，過渡轉換，躍遷，過渡 n.殼，外殼殼，外殼3金屬材料專業(yè)英語簡單介紹Translation InThe outmost layer of electrons 最外層電子最外層電子nFree election gas 自由電子氣自

3、由電子氣 nElectrical conductivity 電導率，電導性電導率，電導性nPlain-carbon steel 普通碳素鋼普通碳素鋼 nSolid solution 固溶體，固溶液，固體溶液固溶體，固溶液，固體溶液4金屬材料專業(yè)英語簡單介紹Translation IInIntermetallic compound 金屬互化物金屬互化物nMetallic material 金屬材料金屬材料 nStrainless steel 不銹鋼不銹鋼nSolute 溶質(zhì)溶質(zhì) nSolvent 溶劑溶劑nPeriodic table 元素周期表元素周期表nElectronegativity 電

4、負性電負性nTransition metal 過渡金屬過渡金屬 nCrystal structure 晶體結構晶體結構5金屬材料專業(yè)英語簡單介紹What is a Metal? Q: What is a Metal? A: Metal is consisted of positive centers (or ions) sitting in a “gas ” of free-electros.It tends to be good electrical conductors. 6金屬材料專業(yè)英語簡單介紹What is an Alloy? Consist of a mixture of a pu

5、re and one or more other elements. 由兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬由兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬經(jīng)一定方法所合成的具有金屬特性的物質(zhì)。經(jīng)一定方法所合成的具有金屬特性的物質(zhì)。 7金屬材料專業(yè)英語簡單介紹 Its some properties: less malleable and ductile than pure metals and tend to have lower to melting points. 合金的一些性質(zhì)：延展性較差，低熔點。合金的一些性質(zhì)：延展性較差，低熔點。8金屬材料專業(yè)英語簡單介紹Something else. 1、合金

6、根據(jù)組成元素的數(shù)目，可分為二元、合金根據(jù)組成元素的數(shù)目，可分為二元合金、三元合金和多元合金。合金、三元合金和多元合金。 2、根據(jù)結構的不同，合金主要類型是：、根據(jù)結構的不同，合金主要類型是： (1)混合物合金：當液態(tài)合金凝固時，構成混合物合金：當液態(tài)合金凝固時，構成合金的各組分分別結晶而成的合金，如焊合金的各組分分別結晶而成的合金，如焊錫；錫； (2)固熔體合金當液態(tài)合金凝固時形成固溶固熔體合金當液態(tài)合金凝固時形成固溶體的合金，如金銀合金；體的合金，如金銀合金； (3)金屬互化物合金：各組分相互形成化合金屬互化物合金：各組分相互形成化合物的合金，如銅、鋅組成的黃銅。物的合金，如銅、鋅組成的黃銅

7、。9金屬材料專業(yè)英語簡單介紹 3、合金的一些性質(zhì)：、合金的一些性質(zhì)： (1)多數(shù)合金熔點低于其組分中任一種組成多數(shù)合金熔點低于其組分中任一種組成金屬的熔點；金屬的熔點； (2)硬度比其組分中任一金屬的硬度大；硬度比其組分中任一金屬的硬度大； (3)合金的導電性和導熱性低于任一組分金合金的導電性和導熱性低于任一組分金屬。利用合金的這一特性，可以制造高電屬。利用合金的這一特性，可以制造高電阻和高熱阻材料。還可制造有特殊性能的阻和高熱阻材料。還可制造有特殊性能的材料。材料。 (4)有的抗腐蝕能力強有的抗腐蝕能力強(如不銹鋼如不銹鋼) 4、常見合金：球墨鑄鐵、錳鋼、不銹鋼、常見合金：球墨鑄鐵、錳鋼、不

8、銹鋼、黃銅、青銅、白銅、焊錫、硬鋁、黃銅、青銅、白銅、焊錫、硬鋁、18K黃金、黃金、18K白金。白金。 10金屬材料專業(yè)英語簡單介紹What is an Alloy? Q: What is an Alloy? A: An alloy consists of a mixture of a pure metal and one or more other elements which can be metals or non-metal. Q: What are the differences between their properties? A:Alloys are usually less

9、malleable and ductile than pure metals and the tend to have lower melting points. 11金屬材料專業(yè)英語簡單介紹Think about. Give examples to explain soild solution and intermetallic compound? 12金屬材料專業(yè)英語簡單介紹Solid Solutions In many cases ,metals are quite soluble in other metals .For example ,solid copper and soild

10、nickel are fully soluble in each other . This type of perfect soild solubility is a side effect of having free electrons.Since the electrons are free to move ,the exact number of valence electrons possessed by any given atom shouldnt matter .13金屬材料專業(yè)英語簡單介紹 So a “solid-solution” is that one metal ser

11、ves as the solvent and the other as the other as the solute ,althought in a case like copper and nickel where these are mutually soluble at all compositions the terms solvent and solute can be a little misleading .14金屬材料專業(yè)英語簡單介紹 For example,the figure in the right is Au-Ag phase diagram，below fusifo

12、rm area is solid solutions15金屬材料專業(yè)英語簡單介紹Intermetallic Compounds Not all metals are soluble in other metals,thus, produced another new phase called “intermetallic compounds”,such as nickel will dissolve some aluminum, so that at low aluminum contents a solid solution is produced. But if larger amount

13、s of aluminum are added, then produce intermetallic compounds.16金屬材料專業(yè)英語簡單介紹 Some of these compounds have a very well defined composition ,such as Ni3Al Others have quite a wide range of composition,such as NiAl17金屬材料專業(yè)英語簡單介紹Three types of circumstances of intermetallic compounds forming The first c

14、ircumstance:size differenence The second circumstance:a large differenence in electronegativity The third circumstance:certain ratios of the number of valence electrons to the number of atoms in a structure18金屬材料專業(yè)英語簡單介紹Hume-Rothery Rule%15100 solventsolventsoluterrr Hume-Rothery Rule 1:Atomic Size

15、Factor (the 15%) Rule. Extensive substitutional solid solution occurs only if the relative difference between the atomic diameters (radii) of the two species is less than 15%. If the difference 15%, the solubility is limited.Comparing the atomic radii of solids that form solid solutions, theempirica

16、l rule given by Hume-Rothery is given as：Mismatch=19金屬材料專業(yè)英語簡單介紹nHume-Rothery Rule 2:Crystal Structure Rule : For appreciable solid solubility, the crystal structures of the two elements must be identical. Hume-Rothery Rule 3: Valency Rule : A metal will dissolve a metal of higher valency to a great

17、er extent than one of lower valency. The solute and solvent atoms should typically have the same valence in order to achieve maximum solubility. Hume-Rothery Rule 4: The Electronegativity Rule : Electronegativity difference close to 0 gives maximum solubility. The more electropositive one element an

18、d the more electronegative the other, the greater is the likelihood that they will form an intermetallic compound instead of a substitutional solid solution. The solute and the solvent should lie relatively close in the electrochemical series.20金屬材料專業(yè)英語簡單介紹休姆羅瑟里（休姆羅瑟里（HumeRothery）規(guī)律）規(guī)律（1）形成合金的元素原子半徑

19、之差超過形成合金的元素原子半徑之差超過1415，則固溶度極為有限；若尺寸差小于，則固溶度極為有限；若尺寸差小于15，尺尺寸因素成為次要的影響因素，固溶度由其他影響寸因素成為次要的影響因素，固溶度由其他影響因素確定，這就是知名的因素確定，這就是知名的15規(guī)律。規(guī)律。 （2）如果合金組元的負電性相差很大，固溶度就如果合金組元的負電性相差很大，固溶度就極??；極??； （3）兩元素的固溶度與它們的原子價有關，高價兩元素的固溶度與它們的原子價有關，高價元素在低價元素中的固溶度大于低價元素在高價元素在低價元素中的固溶度大于低價元素在高價元素中的固溶度；元素中的固溶度； （4）BB族溶質(zhì)元素在族溶質(zhì)元素在B族

20、溶劑元素中的族溶劑元素中的固溶度都相同固溶度都相同(e/a=1.36)，與具體的元素種類無，與具體的元素種類無關；關； （5）兩組元只有具有相同的晶體結構才能形成無兩組元只有具有相同的晶體結構才能形成無限限(或連續(xù)或連續(xù))固溶體。固溶體。 21金屬材料專業(yè)英語簡單介紹 各式各樣的合金各式各樣的合金磁磁性性合合金金 鎳鉻合金烤瓷牙鎳鉻合金烤瓷牙 銅中間合金銅中間合金 22金屬材料專業(yè)英語簡單介紹金屬外殼金屬外殼鋯石合金鋯石合金 銅烏合金銅烏合金 23金屬材料專業(yè)英語簡單介紹 1. Given that many of the compounds formed in alloys are size

21、 factor or electron compounds,these do not follow the rules of valency. 在合金中，許多化合物是按比例組合或是在合金中，許多化合物是按比例組合或是電子化合物，不能很好的遵循價鍵理論。電子化合物，不能很好的遵循價鍵理論。24金屬材料專業(yè)英語簡單介紹 2.Whereas the chemical formula of an ionic compound , like NaCl or Al2O3 can be predicted easily from the compounds position in the periodic

22、table ,this is not the case for many intermetallic compounds. 換句話說，盡管像氯化鈉，氧化鋁的價鍵換句話說，盡管像氯化鈉，氧化鋁的價鍵可以通過他們在元素周期表的位置進行預可以通過他們在元素周期表的位置進行預測，但卻不能解釋合金中金屬元素的成健測，但卻不能解釋合金中金屬元素的成健方式。方式。25金屬材料專業(yè)英語簡單介紹 3.Thus,knowing from their position in the periodic table that Na wants to from Na+ ions and chlorine wants to

23、 from Cl- ions explans why an ionic compound with a formula NaCl is observed. 從元素周期表可以知道，鈉有變成鈉離子從元素周期表可以知道，鈉有變成鈉離子的趨勢，氯有變成氯離子的趨勢，這就解的趨勢，氯有變成氯離子的趨勢，這就解釋了氯化鈉的形成。釋了氯化鈉的形成。26金屬材料專業(yè)英語簡單介紹4.In contrast,this dosent explain why a carbide with a formula Cr23C6 is formed in stainless steels. 然而，這卻解釋不了然而，這卻解釋不

24、了Cr23C6在鋼鐵中的成在鋼鐵中的成健方式。健方式。27金屬材料專業(yè)英語簡單介紹 5.The precipitation of Cr23C6 is a big problem when stainless steels are welded. 這樣這樣 Cr23C6 成為鋼鐵焊接的大問題成為鋼鐵焊接的大問題 高鉻高碳冷作鋼高鉻高碳冷作鋼28金屬材料專業(yè)英語簡單介紹 6.Cr23C6 forms in the “heat affected zone”around the weld (this region is heated but not melted during welding). 在在

25、“受熱區(qū)受熱區(qū)”的的Cr23C6遍布在焊接點周圍遍布在焊接點周圍（這個區(qū)域在焊接的時候受熱但不熔化）（這個區(qū)域在焊接的時候受熱但不熔化）29金屬材料專業(yè)英語簡單介紹 7.The formation of this chromium-rich phase pulls chromium out of solution in the surrounding iron. 富鉻相的結構，使鉻在離子溶液的氛圍之富鉻相的結構，使鉻在離子溶液的氛圍之外。外。30金屬材料專業(yè)英語簡單介紹 8. This in turn,prevents the formation of a protective layer o

26、f Cr2O3 on the surface of the stainless steel and so the stainless steel is no longer stainless,but instead suffers from catastrophic localized corrosion. 這樣，就保護了鋼鐵表面氧化鉻保護層的這樣，就保護了鋼鐵表面氧化鉻保護層的結構，從而鋼鐵不再是單純的鐵，而是可結構，從而鋼鐵不再是單純的鐵，而是可以抗局部嚴重腐蝕的物質(zhì)。以抗局部嚴重腐蝕的物質(zhì)。31金屬材料專業(yè)英語簡單介紹 9.Consider a different example,NiA

27、l is an electron compound which froms due to having a “magic” 1.5 valence electrons per atom (this magic number isnt really magic , but is a results of deviations from the free electron model). 另外一個不同的例子，另外一個不同的例子，NiAl是具有是具有“魔法魔法”的化合物因為其中每個原子都是的化合物因為其中每個原子都是1.5價的價的（神奇的不是數(shù)字本身，而是（神奇的不是數(shù)字本身，而是1.5價不符合價不

28、符合自由電子模型）。自由電子模型）。 32金屬材料專業(yè)英語簡單介紹 10.There is one nickel atom and one aluminum atom in NiAl and the valency of nickel is two and that of aluminum is three.given that (2+3)/2=2.5 this doesnt seem like 1.5 valence electons per atom . 一個鎳原子和一個鋁原子構成了一個鎳原子和一個鋁原子構成了NiAl，從，從價鍵理論看，鎳是二價，鋁是三價。照這價鍵理論看，鎳是二價，鋁是三

29、價。照這樣，應該平均每個原子有樣，應該平均每個原子有2.5個價電子，與個價電子，與實際上每個原子實際上每個原子1.5個價電子不同。個價電子不同。82:3d 4sNi23:3 3Alsp33金屬材料專業(yè)英語簡單介紹 11.However ,as a transition metal ,nickel is able to act as if it does nor have a valency by “hiding”electrons in the emply states in the shell.thus , effectively ,there are (0+3)/2=1.5 valence

30、 electrons per atom in NiAl. 鎳作為一種過渡金屬，可以將外層電子鎳作為一種過渡金屬，可以將外層電子“隱藏隱藏”在次外電子層的空軌道，看起來在次外電子層的空軌道，看起來沒有價電子。所以，鋁鎳合金中，每個原沒有價電子。所以，鋁鎳合金中，每個原子有子有1.5個價電子。個價電子。34金屬材料專業(yè)英語簡單介紹 合金的組成多種多樣，可分為混合物合金，固溶合金的組成多種多樣，可分為混合物合金，固溶體合金和金屬化合物合金等類型。體合金和金屬化合物合金等類型。 鉍鎘合金是一種混合物合金，合金由兩種金屬的鉍鎘合金是一種混合物合金，合金由兩種金屬的晶粒相互間混合，緊密作用而得。這種合金有

31、低晶粒相互間混合，緊密作用而得。這種合金有低共熔點的特征，類似于某些鹽的水溶液使水在低共熔點的特征，類似于某些鹽的水溶液使水在低于零度時才結冰一樣。于零度時才結冰一樣。 銅鎳合金是固溶體合金，由一種金屬原子進入另銅鎳合金是固溶體合金，由一種金屬原子進入另一種金屬的晶胞空隙而形成的。一種金屬的晶胞空隙而形成的。 我們上面所講的鋁鎳合金是金屬化合物合金，這我們上面所講的鋁鎳合金是金屬化合物合金，這類合金原子以金屬鍵相互作用，不遵守化合價規(guī)類合金原子以金屬鍵相互作用，不遵守化合價規(guī)則。這類合金比任意組分的純金屬硬度都要強，則。這類合金比任意組分的純金屬硬度都要強，但卻降低了可塑性。但卻降低了可塑性。

32、35金屬材料專業(yè)英語簡單介紹 12.Even in cases where intermetallic formation does not occur ,there may not be perfect solid-solubility ,if tow metals have different crystal structures then at some intermediate composition there will have to be a change from the crystal structure of one metal to that of the other .

33、 即使兩種金屬形成的晶體沒有缺陷，也不即使兩種金屬形成的晶體沒有缺陷，也不能說明它們能形成完美的固溶體，如果兩能說明它們能形成完美的固溶體，如果兩種金屬有不同的晶格結構，必須在介質(zhì)中種金屬有不同的晶格結構，必須在介質(zhì)中改變一種金屬的晶格結構，使其與另外一改變一種金屬的晶格結構，使其與另外一種金屬的晶格結構相適應種金屬的晶格結構相適應36金屬材料專業(yè)英語簡單介紹 13.In such a case the result would be ,on gradually changing the composition of an alloy from pure metal A(froming the

34、 a-phase )to pure metal B (froming the b-phase) 為了形成這種晶格，逐漸將合金從為了形成這種晶格，逐漸將合金從A（相）相）變到變到B（相）。相）。37金屬材料專業(yè)英語簡單介紹 Single-phase a soild-solution; Two-phase mixture of a soild-solution and b soild-sulition; Single-phase b solid-solution. 單相固溶體單相固溶體 單相固溶體與單相固溶體與單相固溶體混合單相固溶體混合 單相固溶體單相固溶體38金屬材料專業(yè)英語簡單介紹Think

35、 about. Q: Give examples to explain soild solution and intermetallic compound? A: For example, nickel will dissolve some aluminum,so that at low aluminum contents a solid solution is produced.However,if larger amounts of aluminum are added,then a series of intermetallic compounds(for example Ni3Al a

36、nd NiAl) are produced. 39金屬材料專業(yè)英語簡單介紹Do you still remember? roamrum graphitegrfait malleablemlibl ductiledktail solublesljubl chromiumkrumjm transitiontrnzin shellel v.漫游，閑逛，徜徉漫游，閑逛，徜徉 ； n.漫步，漫游，徘徊漫步，漫游，徘徊 n.石墨石墨 a.有伸延性的，可鍛的有伸延性的，可鍛的 a.易延展的，柔軟的易延展的，柔軟的 a.可溶解的，可溶的可溶解的，可溶的 n.鉻鉻 n.轉換，躍遷，過渡轉換，躍遷，過渡 n.殼，外殼殼，外殼40金屬材料專業(yè)