金属材料在现代工业设计中的重要性?
发布时间:2021/6/24

众所众知,金属材料多是指工业应用中的纯金属、各种合金及金属材料金属间化合物。具有优异的工艺性能和使用性能,能够按照设计师的设计构思实现产品的多种功能与造型,广泛应用于工业设计中,成为现代工业的支柱材料。

绝大多数金属元素是以化合态存在于自然界中的。这是因为多数金属的化学性质比较活泼,只有极少数的金属如金、银等以游离态存在。目前被人熟知的大约有70多种纯金属,其中常见的有铁、铜、铝、银、铅、锌等。而合金常指两种或两种以上的金属或金属与非金属结合而成,且具有金属特性的材料。常见的合金如铝合金、钛合金等。

金属材料金结构及其性能决定了它的应用。金属材料的性能包括工艺性能和使用性能。工艺性能是指在加工制造过程中材料适应加工条件的性能,如铸造性、锻造性、切削加工性等;使用性能是指在使用条件和使用环境下所表现岀来的性能,包括力学性能(如强度、塑性、硬度)、物理性能(如熔点、延展性、导电性)和化学性能(如耐腐蚀性、抗氧化性等)。由于金属材料的性能多样,在自然界中又广泛存在,所以在生活中应用极为普遍,是现代工业中非常重要且应用广泛的材料之一。

但随着科学的进步,常见的金属材料已经不能满足社会发展需求,人们不断开发各种特殊合金材料以满足耐磨耐高温、耐酸碱腐蚀和高强度、高硬度等特殊需求,然而这些合金材料往往成本高昂,且难以同时满足设计师多样化性能要求。1983年英格兰伯明翰大学教授汤·贝尔首次提出表面工程的概念,利用极少量材料对金属基体表面进行改性处理,使金属表面得到保护和强化,解决单一材料无法解决的问题,从而大大提高产品的使用寿命和可靠性。

金属表面处理技术金属表面处理技术不仅是金属材料产品的“美容术”,也是许多产品性能的改良技术,更是先进的产品制造技术。它以其高度的实用性和显著的优质、高效、低耗等特点,在日常生活、机械制造、航天航海、交通能源、石油化工以及生物医学等各个行业领域得到了越来越广泛的应用。

       金属材料是现代工业的支柱,工艺性能与使用性能优异,但设计师如果想要在设计中得心应手,能够按照自己的构思实现设计造型,那就需要对它们每一种材质都有准确的了解与把握。而在设计中根据产品的性能、使用环境、材料性质等条件正确选择表面处理工艺与材料时,更需要考验到一个设计师的专业水平。