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金属从液体状态转变为固体(晶体)状态的过程叫做金属的结晶。冷却曲线和过冷现象物质冷却过程中温度和时间的关系曲线叫冷却曲线。金属结晶的冷却曲线可用热分析法测定,其测定过程如下:先将金属熔化并使温度尽可能均匀,然后以一定的速度冷却,记录下温度间变化的数据,并将其绘制在温度-时间坐标中,便可获得如图1所示的冷却曲线。由于结晶时放出的结晶潜热补偿了金属向外界散失的热量,冷却曲线上出现了一段水平线,这段水平线所对应是温度就是金属的实际结晶温度。实验表明,金属的实际结晶温度T1总是低于理论结晶温度(平衡结晶温度)T0,这种现象叫做过冷。过冷是结晶的必要条件,T1和T0之间的差值△T叫做过冷度,即△T=T0-T1。
人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代,均以金属材料的应用为其时代的显著标志。现代,种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。金属材料通常分为黑金属、有金属和特种金属材料。黑金属又称钢铁材料,包括含铁90%以上的工业纯铁,含碳2%~4%的铸铁,含碳小于 2%的碳钢,以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、不锈钢、精密合金等。广义的黑金属还包括铬、锰及其合金。
应力腐蚀。在腐蚀介质和较高拉应力共同作用下,金属表面产生腐蚀并向内扩展成微裂纹,常导致突然破断。混凝土中的高强度钢筋(钢丝)可能发生这种破坏。硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能之一。一般硬度越高,耐磨性越好。常用的硬度有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。布氏硬度(HB):以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面,保持一段时间,去载后,负荷与其压痕面积之比值,即为布氏硬度值(HB),单位为公斤力/mm2(N/mm2)。