金属材料的性能
金属材料的性能
金属材料的性能
1）金属材料的性能
各种金属材料的性能一般包括两大类：一类叫使用性能，反映金属材料在使用过程中表现出来的特性，包括机械性能，物理性能和其他性能，它决定了金属材料的应用范围，安全可靠性和零件使用寿命。
另一方面是工艺性能，反映金属材料在加工制造过程中所表现出来的特性，如冲压性能，焊接性能，铸造性能，切削加工性能，热处理性能等，它决定了零件加工制造的难易程度。
因此，只有了解金属材料的各种性能，才能在钣金制品加工和汽车车身维修正确合理的选择和使用金属材料，达到提高维修质量，降低加工成本的目的。
2）金属材料的机械性能
（1）强度。
强度是金属材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力，金属材料的强度越高，表示所能承受的外力越大。
(2)屈服强度也称屈服极限，是金属材料发生屈服现象时应力。
（3）抗拉强度是指材料在抗拉伸作用时，断裂前承受的最大应力。
金属材料的性能
2.抗氧化性 金属材料在高温下，抵抗产生氧化皮的能力 。
3.化学稳定性 化学稳定性是金属材料的耐腐蚀性和抗氧化性的总称。
三1 金属材料的力学性能
1.力学性能:
金属材料在外力作用下所表现出来的性能称为力学性能。
2.载荷：
拉伸过程
拉 伸 试 样 的 颈 缩 现 象
拉伸试验机
②塑性 δδ
金属材料在静载荷作用下，产生永久变形 而不破坏的能力称为塑性。
常用的塑性指标： 延伸率（δ）和断面收缩率（ψ）。
塑性 ：材料在载荷作用下，产生塑形变形而不被破坏的能力。
1.断后伸长率
断后伸长率是指试样拉断后，标距的伸长量与原标距长
度的百分比，用符号δ表示。
δ=
L1-L0 L0
L0—试样的原始标距（mm）
2.断面收缩率
L1—试样拉断后的标距（mm）
断面收缩率是指试样拉断后，缩颈处横截面积的最大缩
减量与原始横截面积的百分比，用符号ψ表示。
ψ=
S1-S0 S0
S0—试样的原始横截面积（mm2） S1—试样拉断后的横截面积（mm2）
裂纹扩展的基本形式
1943年美国T-2油轮发生
北
断裂
极 星
导
弹
⑤疲劳强度
• 材料在低于s的重复交变应力作用下发生断裂的现象。
材料在规定次数应力循环后仍不发生断裂时的 最大应力称为疲劳极限。用-1表示。
钢铁材料规定次数为107，有色金属合金为108。
疲劳应力示意图
疲劳曲线示意图
疲劳断口
式中：HBS(HBW) ——淬火钢球（硬质合金球）试验的布氏硬度值 Ｆ —— 试验力（N）； d —— 压痕平均直径（mm）； Ｄ —— 淬火钢球（硬质合金球）直径（mm）。
金属材料的性能
3）维氏硬度HV。 测试基本原理与布氏硬度相同，但 压头采用锥面夹角136°的金刚石正四棱锥体。 维氏硬度试验所用载荷小，压痕深度浅，适用于测量 零件薄的表面硬化层的硬度。试验载荷可任意选择， 故可测硬度范围宽，工作效率较低。 4. 疲劳强度 1）交变应力（周期性应力）。 应力的大小、方向周 期性变化。有对称周期性应力和非对称周期性应力。 2）疲劳。 构件在低于屈服强度的交变应力作用下， 经过较长时间工作而发生突然断裂，而无明显的塑性 变形的现象。
l0
式中 lk—试样断裂后的标距长度；
l0—试样的原始标距长度；
2）断面收缩率。 指试样拉断后缩颈处横截面积的最 大相对收缩值。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱψ=
A0 − Ak × 100% A0
式中 Ak—试样断裂出的最小横截面积； A0—试样的原始横截面积；
3.硬度 硬度指金属材料抵抗外物压入其表面的能力，也是衡量 金属材料软硬程度的一种力学性能指标。工程上常用的 有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。 1 1）布氏硬度HBS(HBW)。 布氏硬度是在布氏硬度计上 HBS(HBW) 进行测量的。 用一定直径的钢球或硬质合金球为压头，以相应的实 验力压入试样表面，保持规定的时间后，卸除实验力， 在试样表面形成压痕，以压痕球形表面所承受的平均 载荷作为布氏硬度值。
0
∆l
低碳钢拉伸曲线
1.强度 1）弹性极限。 金属材料产生完全弹性变形时所能承 受的最大应力值，单位 MPa 。即 σe=Pe/A0
式中 Pe—试样发生完全弹性变形的最大载荷（N）； A0—试样的原始横截面积（mm2 ）。
2）抗拉强度。 材料断裂前所承受的最大应力，即为 抗拉强度（强度极限），它也是试样能够保持均匀塑 性变形的最大应力σb。 σb=Pb/A0
1.金属材料的性能
课外小知识： 1、金属的特性(密度、熔点、硬度等)
物理性质 物理性质比较
银 铜 金 铝 锌 铁 铅 100 99 74 61 27 17 7.9（良） （优） 铅 银 铜 铁 锌 铝 （小） 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70 金 银 1064 962 金 铝 660 铝 锡 232（低） 铅
1.1金属材料的物理性能和化学性能
载荷是指零件或构件工作时所承受的 外力。 载荷的分类: 不随时间变化或变化较缓慢的载荷 称为静载荷， 如重力，锅炉中的压力，螺栓拧紧后 载 荷 受到的拉力; 随时间变化的栽荷称为冲击载荷， 如内燃机活塞杆受到的力，机器中的 齿轮受到的力等。 在工作过程中受到大小、方向随时 间呈周期性变化的载荷作用，这种载 荷称为交变载荷。 有许多机械零件，如轴、齿轮、连杆 和弹簧等，
1 耐腐蚀性 金属材料在常温下抵抗氧、水蒸气及其他 化学介质腐蚀作用的能力，称为耐腐蚀 性。 常见的钢铁生锈，就是腐蚀现象。 2 抗氧化性 金属材料抵抗氧化作用的能力，称为抗氧 化性。 金属材料在加热时，氧化作用加速，
3 化学稳定性 化学稳定性是金属材料的耐腐蚀性和抗 氧化性的总称。 热稳定性 金属材料在高温下的化学 稳 定性。 制造在高温下工作的零件的 金属材料，要有良好的热稳定性。
一、金属材料的物理性能
2.熔点 定义 金属从固体状态向液体状态转变时的温度称为熔 点。熔点一般用摄氏温度（℃）表示。各种金属都有 其固定熔点。如铅的熔点为323 ℃，钢的熔点为１５ ３８ ℃。 分类 低熔点金属——熔点低于 １０００ ℃， 中熔点金属——熔点在１０００～２０００ ℃， 高熔点金属——熔点 高于２０００ ℃。
金属材料的性能
金属材料的性能首先，金属材料的性能指其在特定条件下的物理、化学、力学、热学等方面的表现。
常见的金属材料有钢、铝、铜、镁、锌等。
下面就这些金属材料的性能作一简要介绍。
1. 钢钢是一种铁碳合金，具有高强度、耐热、耐腐蚀、机械加工性好等优点。
其主要特点是硬度高、弹性模量大、面心立方结构等。
但是，钢的铁含量高，易生锈，而且它的塑性和韧性较差，容易产生脆性断裂。
此外，由于不同钢材的化学成分、热处理状态和制造工艺不同，其性能会有所差异。
2. 铝铝是一种轻质、耐腐蚀的金属，密度低、导热性能好、可加工性强等。
铝的主要特点是具有高强度、低密度、良好的导热性和电导率等。
此外，铝的表面可以通过氧化、着色等特殊处理而获得不同的颜色和变化，达到美化和抗氧化的作用。
但是，铝的强度和刚度相对较差。
3. 铜铜是一种传统金属材料，具有高导电性、高热导性、良好的导磁性、良好的加工性等。
它的主要特点有良好的导电性、导热性和塑性等，具有优异的可加工性和冲压性。
但是，铜的密度较大、强度较低，容易氧化和变形。
4. 镁镁是一种轻金属，密度轻、强度高、刚度高，具有良好的加工性和耐腐蚀性等优点。
其主要特点是密度低，强度高，具有良好的刚性和韧性，能耐受高温，而且具有良好的可塑性和可加工性等。
但是，在常温下易受到腐蚀，所以需要进行特殊的表面处理。
5. 锌锌是一种富含金属，密度小、耐腐蚀、防氧化，满足了先进电子工业、新型材料和化学工业的需要。
其主要特点是耐腐蚀、良好的可加工性和防护性等。
但是，锌易受到热膨胀和浸蚀，环境因素、温度、湿度等因素都会影响锌的性能。
综上所述，除了同属于金属材料之外，不同的金属材料具有不同的物理、力学、化学等性能，在应用过程中必须仔细考虑各自的长处和短处，选用合适的材料。
同时我们也可以以不同的方式替代问题所在的金属材料，因为新的技术发展出了许多在不同环境中耐腐蚀、更加轻便、性能更好的材料。
常用金属材料及性能
常用金属材料及性能金属材料是指具有金属结构特征（金属键）并具有金属特性的材料，具有优良的导热、导电、强度高、可塑性好、耐腐蚀等特点。
金属材料在工业生产和日常生活中广泛应用，下面将介绍一些常用的金属材料及其性能。
1.钢铁钢铁是最常用的金属材料之一、其主要成分是铁和一定的碳（碳含量小于2%）。
钢的特点是强度高、韧性好、可塑性好、耐磨、耐蚀，适用于制造各种建筑结构、机械零件、工具以及车辆等。
2.铝铝是一种轻质金属，具有优良的导热、导电性能。
铝材料还具有耐腐蚀、可塑性好、焊接性强等特点。
由于其重量轻、易于加工，因此广泛应用于汽车、飞机、电子产品、建筑等领域。
3.铜铜是一种具有良好导电性能的金属材料。
铜具有优良的导热、电导性能，同时还具有耐腐蚀、可塑性好等特点。
铜材料广泛应用于电器、导线、制冷设备、建筑等领域。
4.锌锌是一种具有反腐蚀性能的金属材料。
锌具有良好的耐腐蚀性，可以用于制造防腐蚀材料、镀锌钢板等。
此外，锌还可以用于制造合金，如黄铜（铜与锌的合金）、锌铝合金等。
5.镁镁是一种具有轻质、高强度的金属材料。
镁具有良好的机械性能和耐腐蚀性能，可用于制造飞机、汽车、运动器材等。
除了上述常用的金属材料，还有一些其他金属材料也具有重要的应用价值，如钛、银、金等。
钛具有重量轻、耐高温、抗腐蚀等特点，广泛应用于航空航天、医疗器械等领域。
银具有良好的导电性和导热性能，广泛应用于电子、光学器件等。
金具有高导电性、耐腐蚀性以及良好的韧性，用于珠宝、电子器件等。
总之，金属材料具有众多优点，适用于各种工业领域和日常生活中。
不同的金属材料有不同的特点和应用范围，根据具体需求选择合适的金属材料可以提高生产效率和产品质量。
金属材料的性能有哪些
金属材料的性能有哪些金属材料是一类常见的材料，其性能多种多样，具有许多优秀的特点，下面将从强度、塑性、硬度、导电性和导热性等方面进行介绍。
首先，金属材料的强度是其最重要的性能之一。
金属材料通常具有较高的强度，可以承受较大的外部载荷而不会发生破坏。
这使得金属材料成为制造结构件和机械零件的理想选择。
例如，钢材具有较高的抗拉强度和屈服强度，因此被广泛应用于建筑结构和汽车制造等领域。
其次，金属材料的塑性也是其重要性能之一。
金属材料具有良好的塑性，可以在外力作用下发生塑性变形而不断裂。
这使得金属材料可以通过锻造、拉伸、压缩等加工工艺成型各种复杂的零部件。
例如，铝材具有良好的塑性，可以通过挤压工艺制成各种型材和零件，广泛应用于航空航天和汽车制造领域。
此外，金属材料的硬度也是其重要性能之一。
金属材料通常具有一定的硬度，可以抵抗外部物体对其表面的划伤和磨损。
这使得金属材料可以用于制造刀具、轴承、齿轮等需要较高硬度的零件。
例如，不锈钢具有较高的硬度和耐磨性，因此被广泛应用于厨具和机械零件制造。
另外，金属材料具有良好的导电性和导热性。
金属材料中的自由电子可以在外加电场或温度梯度下自由移动，因此金属材料具有良好的导电性和导热性。
这使得金属材料可以广泛应用于电气设备和热传导设备中。
例如，铜材具有良好的导电性和导热性，因此被广泛应用于电线、电缆和散热器等领域。
综上所述，金属材料具有良好的强度、塑性、硬度、导电性和导热性等优秀性能，因此在工程领域中得到了广泛的应用。
随着材料科学的不断发展，金属材料的性能将会得到进一步提升，为各行各业的发展提供更加可靠的支持。
金属材料的性能
金属材料的性能
金属材料是目前最常用的材料之一，具有许多优越的性能。
以下是金属材料的主要性能特点。
首先，金属材料具有较高的强度和刚度。
金属晶体结构中的金属原子之间通过共价键或金属键相连接，使得金属材料具有较高的抗拉强度和刚度。
这使得金属材料适合用于许多重要的结构应用，例如建筑物、桥梁和机械设备。
其次，金属材料具有良好的导电和导热性能。
金属材料可轻松地传导电流和热量，这使得金属是最常用的导电和散热材料之一。
这使得金属材料广泛应用于电子器件、电线电缆和热交换器等领域。
第三，金属材料具有良好的可塑性和可加工性。
金属材料可以通过加工方式，如锻造、压延和拉伸等，改变其形状和尺寸，而不会破坏其结构。
这使得金属材料可以轻松地制造各种复杂形状和尺寸的零件，适用于各种不同的工程需求。
此外，金属材料具有较好的耐蚀性。
金属材料可以通过氧化反应形成稳定的氧化物表面层，防止进一步的腐蚀。
这使得金属材料在各种恶劣的环境条件下，如潮湿、腐蚀性介质和高温环境下，仍能保持良好的性能。
最后，金属材料具有较好的再生能力。
金属材料可以通过回收和熔化再利用的方式，降低资源消耗和环境污染。
这使得金属材料成为一种可持续发展的材料选择。
综上所述，金属材料具有优异的强度、导电性、导热性、可塑性和耐蚀性等性能特点，使其成为许多领域的理想选择。
然而，金属材料也存在一些缺点，如重量较重和容易生锈等。
因此，在实际应用中，需要根据具体要求进行合理选择和使用。
金属材料性能
金属材料性能
金属材料是一类以金属元素为主要成分的材料，具有许多独特的性能。
以下将介绍几种常见的金属材料性能：
1. 导电性能：金属材料是良好的导电材料，因为金属具有自由电子。
这使得金属在电流的通导能力上表现出色，被广泛应用于电力输送、电子设备和电子电路中。
2. 导热性能：金属材料具有很高的导热性能，可以快速传导热量。
这使得金属材料常用于导热器、散热器和制冷设备等需要快速传热的应用。
3. 强度和硬度：金属材料通常具有较高的强度和硬度，可以经受较大的外力作用而不容易变形或破裂。
这使得金属材料适用于承受重负荷和高强度工作环境的结构材料，如建筑桥梁、汽车零部件等。
4. 塑性：金属材料具有较好的塑性，即在外力作用下具有可塑性，能够发生一定的塑性变形。
这使得金属材料易于加工成各种形状，如拉伸、压缩和弯曲等，广泛应用于制造业中。
5. 耐腐蚀性能：许多金属材料具有良好的耐腐蚀性能，可以抵御一些腐蚀介质的侵蚀，因此适用于制造耐腐蚀设备和结构，如化工设备、海洋工程等。
6. 密度：金属材料的密度通常较大，但相比于其他一些材料，如陶瓷和聚合物材料，金属材料的密度相对较低。
这使得金属
材料适用于需要同时满足强度和轻量化要求的应用，如航空航天和汽车制造等。
7. 熔点：金属材料的熔点通常较高，使其能够在高温下保持其结构和性能的稳定性。
这使得金属材料可以应用于高温环境和高温工艺中，如航空发动机部件、高温炉子等。
总的来说，金属材料具有导电性、导热性、强度和硬度、塑性、耐腐蚀性、密度和熔点等特点，使其在工程领域中有着广泛的应用。
常用金属材料的特性
常用金属材料的特性
1.强度高：金属材料通常具有较高的强度，能够经受外部荷载和变形
而不发生破坏。
这使得金属材料被广泛应用于工程结构中，如建筑、桥梁、飞机和汽车等。
2.韧性好：金属材料具有良好的韧性，能够在应力作用下发生塑性变
形而不发生破裂。
这种特性使得金属材料具有较高的吸能能力，能够吸收
冲击和振动，保护其他结构或设备免受损坏。
3.导电性好：金属材料是优良的导电体，电子在金属中能够自由移动。
这使得金属材料广泛应用于电子设备、电力输送和通信等领域。
4.导热性好：金属材料对热能的传导具有良好的特性，可以快速将热
能传递出去。
这使得金属材料可用作散热器和热交换器等设备，以提高能
量效率和保护其他组件。
5.可塑性好：金属材料能够经受外力作用发生塑性变形，可以通过压力、拉伸和弯曲等加工方法进行成型。
这使得金属材料成为制造工业常用
的选材。
6.耐腐蚀性好：许多金属材料具有良好的抗腐蚀性能，能够抵抗大气、水、酸、碱等化学介质和腐蚀性气体的侵蚀。
这使得金属材料在各种恶劣
环境下都有广泛的应用，如海洋、化工和食品加工等行业。
7.成本低：相对于其他材料，金属材料价格相对较低，且易于获取和
加工。
这使得金属材料成为经济实惠的选材，并得到广泛应用。
总而言之，常用金属材料具有高强度、良好的韧性、导电性、导热性和可塑性等优良特性，且耐腐蚀性好、成本低廉。
这些特性使得金属材料在各个领域都有广泛的应用，是现代工业发展不可或缺的重要材料。
金属材料的性能
金属材料的性能决定着材料的适用范围及应用的合理性。
金属材料的性能主要分为四个方面，即：机械性能、化学性能、物理性能、工艺性能。
一.机械性能（一）应力的概念物体内部单位截面积上承受的力称为应力。
由外力作用引起的应力称为工作应力，在无外力作用条件下平衡于物体内部的应力称为内应力（例如组织应力、热应力、加工过程结束后留存下来的残余应力…等等）。
（二）机械性能金属在一定温度条件下承受外力（载荷）作用时，抵抗变形和断裂的能力称为金属材料的机械性能（也称为力学性能）。
金属材料承受的载荷有多种形式，它可以是静态载荷，也可以是动态载荷，包括单独或同时承受的拉伸应力、压应力、弯曲应力、剪切应力、扭转应力，以及摩擦、振动、冲击等等，因此衡量金属材料机械性能的指标主要有以下几项：1.强度这是表征材料在外力作用下抵抗变形和破坏的最大能力，可分为抗拉强度极限（σb）、抗弯强度极限（σbb）、抗压强度极限（σbc）等。
由于金属材料在外力作用下从变形到破坏有一定的规律可循，因而通常采用拉伸试验进行测定，即把金属材料制成一定规格的试样，在拉伸试验机上进行拉伸，直至试样断裂，测定的强度指标主要有：（1）强度极限：材料在外力作用下能抵抗断裂的最大应力，一般指拉力作用下的抗拉强度极限，以σb表示，如拉伸试验曲线图中最高点b对应的强度极限，常用单位为兆帕（MPa），换算关系有：1MPa=1N/m2=(9.8)-1Kgf/mm2或1Kgf/mm2=9.8MPa σb=Pb/Fo式中：Pb–至材料断裂时的最大应力（或者说是试样能承受的最大载荷）；Fo–拉伸试样原来的横截面积。
（2）屈服强度极限：金属材料试样承受的外力超过材料的弹性极限时，虽然应力不再增加，但是试样仍发生明显的塑性变形，这种现象称为屈服，即材料承受外力到一定程度时，其变形不再与外力成正比而产生明显的塑性变形。
产生屈服时的应力称为屈服强度极限，用σs表示，相应于拉伸试验曲线图中的S点称为屈服点。
金属材料特性
金属材料特性金属材料是一类拥有许多独特特性的材料，主要由金属元素组成，具有导电、导热、高延展性、高强度等特点。
以下是金属材料的主要特性：1. 导电性：金属材料是良好的导电体，电子在金属内部能够自由移动，形成电流。
这使得金属广泛应用于电线、电路板等导电部件的制造。
2. 导热性：金属材料具有良好的导热性能，能够迅速传导热量。
这使得金属成为散热器、发动机等需要快速散热的设备的重要材料。
3. 高延展性：金属材料可以经受较大的拉力而不破裂，能够被拉伸成细丝或薄膜。
这使得金属材料具有良好的延展性和可塑性，可以制造出各种形状的产品。
4. 高强度：金属材料具有较高的强度，能够承受较大的力，不易断裂。
这使得金属材料成为建筑、航空航天等领域常用的结构材料。
5. 良好的韧性：金属材料具有良好的韧性，能够在遭受撞击或挤压等外力时不易断裂。
这使得金属制品具有较高的耐久性和使用寿命。
6. 可融性：金属材料具有良好的可融性，可以在一定温度范围内熔化成液体。
这使得金属可以通过熔融工艺进行铸造、锻造等制造过程。
7. 耐腐蚀性：大多数金属具有一定的耐腐蚀性，能够抵抗氧化、腐蚀和酸碱等介质的侵蚀。
这使得金属在化工设备、海洋工程等恶劣环境中广泛应用。
8. 可回收性：金属材料具有良好的可回收性，可以通过熔炼和再加工等方法，重新制造新的金属制品。
这符合环保意识的提升，减少了资源的浪费。
9. 磁性：部分金属材料具有磁性，能够吸引铁磁物质。
这使得金属广泛用于磁性材料的制造和电磁设备的应用。
综上所述，金属材料具有导电导热、高延展性、高强度、韧性好、耐腐蚀、可融性、可回收等多种特性，使其在各个领域都有广泛的应用。
同时，这些特性也决定了金属材料的独特价值和重要性。
金属材料的性能
金属材料的性能金属材料的性能分为使用性能和工艺性能。
●使用性能是指金属材料为保证机械零件或工具正常工作应具备的性能，即在使用过程中所表现出的特性。
金属材料的使用性能包括力学性能、物理性能和化学性能等；●工艺性能是指金属材料在制造机械零件和工具的过程中，适应各种冷加工和热加工的性能。
工艺性能也是金属材料采用某种加工方法制成成品的难易程度，它包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能及切削加工性能等。
一、金属材料的力学性能●金属材料的力学性能是指金属材料在力作用下所显示的与弹性和非弹性反应相关或涉及应力──应变关系的性能，如强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等。
●物体受外力作用后导致物体内部之间相互作用的力，称为内力。
●单位面积上的内力，称为应力σ(N/mm2)。
●应变є是指由外力所引起的物体原始尺寸或形状的相对变化(%)。
金属材料的力学性能主要有：强度、刚度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等。
（一）强度与塑性●金属材料在力的作用下，抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。
●塑性是指金属材料在断裂前发生不可逆永久变形的能力。
金属材料的强度和塑性指标可以通过拉伸试验测得。
1．拉伸试验●拉伸试验是指用静拉伸力对试样进行轴向拉伸，测量拉伸力和相应的伸长，并测其力学性能的试验。
（1）拉伸试样。
拉伸试样通常采用圆柱形拉伸试样，分为短试样和长试样两种。
长试样L0=10d0；短试样L0=5d0。
a）拉断前 b）拉断后图1-5 圆形拉伸试样（2）试验方法。
2．力伸长曲线●在进行拉伸试验时，拉伸力F和试样伸长量△L之间的关系曲线，称为力伸长曲线。
试样从开始拉伸到断裂要经过弹性变形阶段、屈服阶段、变形强化阶段、缩颈与断裂四个阶段。
图1-7 退火低碳钢力伸长曲线3．强度指标金属材料的强度指标主要有:屈服点σs、规定残余伸长应力σ0.2、抗拉强度σb等。
（1）屈服点和规定残余延伸应力。
●屈服点是指试样在拉伸试验过程中力不增加(保持恒定)仍然能继续伸长(变形)时的应力。
金属材料的性能
金属材料的性能金属材料是工程材料中应用最广泛的一类材料，其性能直接影响着材料在工程中的应用效果。
金属材料的性能主要包括力学性能、物理性能、化学性能和加工性能等方面，下面将对这些性能进行详细介绍。
首先，力学性能是金属材料的重要性能之一。
力学性能包括强度、硬度、韧性、塑性和疲劳性能等指标。
强度是材料抵抗外部力量破坏的能力，硬度是材料抵抗局部变形和切削的能力，韧性是材料抵抗断裂的能力，塑性是材料在受力作用下发生形变的能力，疲劳性能是材料在受交变载荷作用下抵抗疲劳破坏的能力。
这些力学性能指标直接影响着金属材料在工程中的承载能力和使用寿命。
其次，物理性能是金属材料的另一个重要性能。
物理性能包括密度、导热性、导电性、热膨胀系数等指标。
密度是材料单位体积的质量，导热性是材料传导热量的能力，导电性是材料传导电流的能力，热膨胀系数是材料在温度变化时的膨胀程度。
这些物理性能指标影响着金属材料在工程中的热传导、电传导和尺寸稳定性等方面的应用效果。
此外，化学性能也是金属材料的重要性能之一。
化学性能包括耐蚀性、耐热性、耐磨性等指标。
耐蚀性是材料抵抗化学介质侵蚀的能力，耐热性是材料在高温环境下保持稳定性的能力，耐磨性是材料抵抗磨损的能力。
这些化学性能指标直接影响着金属材料在恶劣环境下的使用寿命和稳定性。
最后，加工性能也是金属材料的重要性能之一。
加工性能包括可焊性、可切削性、可锻性、可淬火性等指标。
可焊性是材料在焊接过程中的适应性，可切削性是材料在切削加工中的易加工性，可锻性是材料在锻造加工中的变形性，可淬火性是材料在热处理过程中的适应性。
这些加工性能指标直接影响着金属材料在工程加工过程中的加工性能和加工效率。
综上所述，金属材料的性能包括力学性能、物理性能、化学性能和加工性能等多个方面，这些性能指标直接影响着金属材料在工程中的应用效果。
因此，在工程设计和材料选择过程中，需要充分考虑金属材料的各项性能指标，以确保材料能够满足工程的要求，提高工程的质量和可靠性。
常用金属材料特性大全
常用金属材料特性大全铁- 特点：铁是最常见的金属材料之一，具有良好的机械性能和热导性能。
它在常温下是固态的，但可以通过加热使其熔化。
铁具有很高的强度和耐腐蚀性。
- 应用：铁广泛应用于建筑、机械制造、汽车工业、航空航天等领域。
铜- 特点：铜是一种优良的导电和导热金属材料，具有良好的韧性和可塑性。
它的颜色呈现出红色或棕色。
铜具有良好的抗腐蚀性，可在多种环境中使用。
- 应用：铜广泛应用于电气、建筑、通信、制冷等领域。
铝- 特点：铝是一种轻巧、耐腐蚀的金属材料，具有良好的导热性和导电性。
它的颜色呈现出银白色。
铝具有良好的可塑性，可以通过冷加工、热加工等方式制成各种形状。
- 应用：铝广泛应用于航空航天、汽车工业、建筑领域。
不锈钢- 特点：不锈钢是一种具有高抗腐蚀性的金属材料。
它主要由铁、铬和一些其他合金元素组成。
不锈钢具有良好的机械性能和耐高温性能。
- 应用：不锈钢广泛应用于设备制造、食品加工、化工等领域。
钢- 特点：钢是一种含碳量较高的金属材料，具有高强度和良好的韧性。
它主要由铁和碳组成，其中还可以添加其他合金元素以改变其性能特点。
- 应用：钢广泛应用于建筑、机械制造、汽车工业等领域。
合金- 特点：合金是由两种或多种金属元素组成的材料。
通过合金化可以改变金属材料的性能特点，如提高强度、抗腐蚀性等。
- 应用：合金广泛应用于航空航天、军工、汽车工业等领域。
以上是常用金属材料的特性简介，不同的金属材料适用于不同的领域和应用需求。
根据具体的使用要求选择合适的金属材料可以提高产品的性能和寿命。
参考资料：1. 材料与金属工程导论，XXX，XXX出版社，2010年。
2. 材料科学与工程概论，XXX，XXX出版社，2015年。
3. 现代材料科学与工程，XXX，XXX出版社，2018年。
金属材料的性能
1.金属材料的性能金属材料的性能分为使用性能和工艺性能。
使用性能是指金属材料在使用过程中反映出来的特性,它决定金属材料的应用范围、安全可靠性和使用寿命。
使用性能又分为机械性能、物理性能和化学性能。
工艺性能是指金属材料在制造加工过程中反映出来的各种特性,是决定它是否易于加工或如何进行加工的重要因素。
在选用金属材料和制造机械零件时,主要考虑机械性能和工艺性能。
在某些特定条件下工作的零件,还要考虑物理性能和化学性能。
1.1金属材料的机械性能各种机械零件或者工具,在使用时都将承受不同的外力,如拉力、压力、弯曲、扭转、冲击或摩擦等等的作用。
为了保证零件能长期正常的使用,金属材料必须具备抵抗外力而不破坏或变形的性能,这种性能称为机械性能。
即金属材料在外力作用下所反映出来的力学性能。
金属材料的机械性能是零件设计计算、选择材料、工艺评定以及材料检验的主要依据。
不同的金属材料表现出来的机械性能是不一样的。
衡量金属材料机械性能的主要指标有强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等。
1.1.1 强度金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力称为强度。
按外力作用的方式不同,可分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度和抗扭强度等。
一般所说的强度是指抗拉强度。
它是用金属拉伸试验方法测出来的。
1.1.2 刚性与弹性金属材料在外力作用下,抵抗弹性变形的能力称为刚性。
刚性的大小可用材料的弹性模量(E)表示。
弹性模量是金属材料在弹性变形范围内的规定非比例伸长应力(ζρ)与规定非比例伸长率(ερ)的比值。
所以材料的弹性模量(E)愈大,刚性愈大,材料愈不易发生弹性变形。
但必须注意的是:材料的刚性与零件的刚度是不同的,零件的刚度除与材料的弹性模量有关外,还与零件的断面形状和尺寸有关。
例如,同一种材料的两个零件,弹性模量E 虽然相同,但断面尺寸大的零件不易发生弹性变形,而断面尺寸小的零件则易发生弹性变形。
零件在使用过程中,一般处于弹性变形状态。
对于要求弹性变形小的零件,如泵类主轴、往复机的曲轴等,应选用刚性较大的金属材料。
金属材料性能指标大全
金属材料性能指标大全1.强度：金属材料的强度是指其抵抗外力作用下变形或破坏的能力。
通常用屈服强度、抗拉强度、硬度等指标来衡量。
2.韧性：金属材料的韧性是指其抵抗断裂和破坏的能力。
韧性较好的金属材料在受力时能够发生塑性变形而不易断裂。
3.塑性：金属材料的塑性是指其在受力作用下能够发生可逆的塑性变形的能力。
塑性变形具有可塑性、持久性和无恢复性等特点。
4.硬度：金属材料的硬度是指其抵抗外力侵蚀或抵抗硬物压入的能力，通常通过维氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度等指标来表示。
5.耐磨性：金属材料的耐磨性是指其在与其他物体接触时能够减少磨损的能力。
6.耐腐蚀性：金属材料的耐腐蚀性是指其在与腐蚀性介质接触时能够保持物理性能和化学性能不发生明显变化的能力。
7.导电性：金属材料的导电性指的是其传导电流的能力。
8.导热性：金属材料的导热性是指其传导热量的能力。
9.可加工性：金属材料的可加工性是指其在成型过程中能够满足要求的能力，如锻造、拉伸、轧制等。
10.焊接性：金属材料的焊接性是指其在焊接过程中能够实现良好的焊接接头。
11.可靠性：金属材料的可靠性是指其在长期使用过程中能够保持稳定的性能和寿命。
12.密度：金属材料的密度是指单位体积内所含质量的多少，是评估材料重量的重要指标。
13.熔点：金属材料的熔点是指其从固态转变为液态所需的温度，熔点高的金属在高温环境下具有较好的稳定性。
14.热膨胀系数：金属材料的热膨胀系数是指其单位温度变化时长度或体积的变化量。
15.磁性：金属材料的磁性可以分为磁导率、磁饱和、矫顽力等指标。
16.寿命：金属材料的寿命是指其在一定条件下能够保持正常工作的时间。
17.耐高温性：金属材料的耐高温性是指其在高温环境下能够保持稳定性能和结构完整性的能力。
18.疲劳性能：金属材料的疲劳性能是指其在交替或交变载荷下，经过多次应力循环后产生疲劳破坏的特性。
19.特殊功能：金属材料中的一些合金可能具有特殊功能，如耐磁、防辐射、防腐蚀等。
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牌
号
基体组织
力学性能
σ b/
MPa
σr0.2 /
MPa
δ(%)
硬度
HBS
用途举例
载荷大、受力复杂 的零件，如汽车、 拖拉机的曲轴、连 杆、凸轮轴、气缸 套，部分磨床、铣 床、车床的主轴， 机床蜗杆、蜗轮， 轧钢机轧辊、大齿 轮，小型水轮机主 轴，气缸体，桥式 超重机大小滚轮等 高强度齿轮，如 汽车后桥螺旋锥 齿轮，大减速器 齿轮，内燃机曲 轴、凸轮轴等
硬度 HBS
最大不
显微组织
基体 石墨
F+P
用途举例
HT100
低载荷和不重要 粗片 的零件，如盖、 外罩、手轮、支 超过170 （少） 架、重锤等
HT150
10～20
较
150 ～ 200
20～30
30～50
130
120
F+P
粗
片
承受中等应力（抗 弯应力＜100MPa） 的零件，如支柱、 底座、齿轮箱、工 作台、刀架、端盖、 阀体、管路附件及 一般无工作条件要 求的零件
牌
号
力学性能
基体组织
σ b/
MPa
σr0.2 /
MPa
δ(%)
硬度
HBS
用途举例
承受冲击、振动的 零件，如汽车、拖 拉机的轮毂、驱动 桥壳、差速器壳、 拨叉，农机具零件， 中低压阀门，上、 下水及输气管道， 压缩机上高低压汽 缸，电机机壳，齿 轮箱，飞轮壳等 机器座架、传动轴、 飞轮，内燃机的机 油泵齿轮、铁路机 车车辆轴瓦等
蠕墨铸铁
球墨铸铁 黑心可锻铸铁 白心可锻铸铁 珠光体可锻铸铁 耐磨铸铁 抗磨白口铸铁 抗磨球墨铸铁 冷硬铸铁 耐蚀铸铁 耐蚀球墨铸铁
RuT
QT KHT KBT KZT MT KmBT KmQT LT ST SQT
RuT400
QT400-17 KHT300-06 KBT350-04 KZT450-06 MT Cu1PTi-150 KmBTMn5Mo2Cu KmQTMn6 LTCrMoR STSi15R SQTAl15Si5
335 300
主要基体组织 珠光体 珠光体
(%)
蠕 墨 RuT380 铸 RuT340 铁 RuT300
RuT260
RuT420
0.75 0.75
270
240 195
1.0
1.5 3
珠光体+铁素体
铁素体+珠光体 铁素体
各种牌号蠕墨铸铁的性能特点和应用举例
牌号 性能特点
强度高，硬度高，具有高耐磨
灰铸铁物理性能
密 度 比 热 容 线 胀 系 数
热 导 率
电 阻 率
磁 性 能
粘 度
灰 铸 铁 工 艺 性 能
铸造性能
切削性能 焊补性能
1.流动性 2.收缩性 3.铸造应力 4.断面敏感性
1. 耐磨性 2. 减振性
灰铸铁使用性能
3. 耐热疲劳性能
4. 抗氧化、抗生长性
5. 致密性
球 墨 铸 铁 力 学 性 能
机 械 工 程 材 料
金 属 材 料
非金属材料：塑料、橡胶、陶瓷 复合材料：树脂基复合材料、金属基复合材料
铸铁的五大元素
铸铁类别 C 碳 Si 硅 Mn 锰 P 磷 S 硫
注：表中使用“红色”字体书写的元素符号为铸铁中有害 元素。
普通灰铸铁：粗片状石墨 孕育铸铁： 细片状石墨
按石墨形状分
灰铸铁
可锻铸铁： 团絮状石墨 球墨铸铁： 球状石墨 蠕墨铸铁： 蠕虫状石墨 铁素体基体灰铸铁
（GB/T9440—1988）
名 称
牌号
试样直径 d /mm
抗拉强度
断后伸长率
δ
σb/MPa
300
(%)
可 KTH300—06/A
锻 KTH300—08/B 铸 KTH350—10/A 铁 KTH370—12/B 12或15
6
8 10 12
330 350 370
黑心可锻铸铁的牌号、抗拉强度伸长率
名
称
牌号
试样直径 抗拉强度
d /mm
断后伸长率
δ
σb/MPa
450 550
(%)
珠 KTZ450 — 06 光 体 KTZ550 — 04 可 锻 KTZ650 — 02 铸
KTZ700 — 02
6 4 2 2
12或15 650 700
铁
可锻铸铁的应用
摘自铸造工艺手册（铸铁）
名 称
牌 号
应 用 举 例
力学性能 (常温)
蠕 墨 铸 铁 性 能
1. 抗拉强度 2. 断后伸长率 3. 硬度 4. 疲劳性能 5. 弹性模量 6. 冲击韧度 ak 密度 线胀系数 1. 2. 3. 4. 5. 流动性能 收缩性 铸造应力 白口倾向 断面敏感性
物理性能
铸造性能
工艺性能
Байду номын сангаас
切削性能 焊补性能
1. 2. 3. 4. 5. 6.
不小于 QT600-3 600 QT700-2 370 420 3 2
190 ~
270
225 ~ 305 245 ~ 335 280 ~
铁素体
700
QT800-2
800
480
2
QT900-2
铁素体+珠光体
900
600
2
360
蠕墨铸铁牌号、抗拉强度和伸长率
名 称
牌 号 抗拉强度 断后伸长率
δ
σb/MPa
中等 片状
270 240 190 ～ 240
HT250
10～20
20～30
30～50
220
200
细珠 光体
较 细 片 状
灰铸铁的牌号、力学性能及用途
（GB/T9439—1988）
续
铸件壁 牌号 厚
/mm 10～20 HT300 20～30 30～50 10～20
HT350
抗拉强度
σb/MPa
硬度 显微组织 HBS 基体 石墨
常用机械工程材料分类
碳素工具钢：优质碳素工具钢、高级优质碳素工具钢 （钢 钢 合金结构钢：低合金高强度结构钢、合金结构钢 黑铁 合金钢 合金工具钢：量具用钢、刃具用钢、模具钢 色材 金料 特殊性能钢：不锈钢、耐热钢、耐磨钢 属 铸铁：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁、合金铸铁 ） （非 有铁 色材 金料 属 ） 铜及铜合金：纯铜、黄铜、青铜 铝及铝合金：纯铝、变形铝合金、铸造铝合金 碳素钢 碳素结构钢：碳素结构钢、优质碳素结构钢
耐热铸铁 耐热球墨铸铁
奥氏体铸铁
RT RQT
AT
RTCr2 RQTA16
—
灰铸铁的分类
（GB/T9439—1988） 类别 组织特征
基体+片状 石墨
断口特征
灰口
成分特征
性能特征
工
程 结
1.灰铸铁(普通灰铸铁、 高强度灰铸铁、低合 金减磨铸铁）
仅含C 、Si 、Mo 、 σb = P 、S五大元素或外 150-400MPa 加少量合金元素 基本上无塑性 1 . 普通五元素成外 加不同的合金元素 2 . ѡ（Mg 残≥ 0.03%、ѡ（RE残）≥ 0.02 % 同球墨铸铁，但 Mg残及RE残量可稍 低
按基体组织分
珠光体基体灰铸铁
铁素体+珠光体基体灰铸铁
金属材料的性能
铸 铁 材 料 的 性 能 力学性能 物理性能 工艺性能
使用性能
灰铸铁力学性能
抗 拉 强 度 断 后 伸 长 率 抗 压 强 度 抗 弯 强 度 硬 度 抗 剪 强 度 抗 扭 强 度 拉 伸 弹 性 模 量 泊 松 比 冲 击 性 能 疲 劳 极 限 断 裂 韧 度 高 低 温 力 学 性 能
灰铸铁的牌号、力学性能及用途
（GB/T9439—1988） 牌号
HT200
续
/mm
2.5～10 10～20 20～30 30～50 4.0～10
铸件 壁厚
抗拉强度
σb/MPa
220 195 170 160
硬度 显微组织 HBS 基体 石墨
170 ～ 200 P
用途举例
承受较大应力 （抗弯应力＜ 300MPa） 和较 重要零件，如汽 缸体、齿轮、机 座、飞轮、床身、 缸套、活塞、刹 车轮、联轴器、 齿轮箱、轴承座、 液压缸等
名 称
牌号
KTB350 - 04
试样直径
抗拉强度
断后伸长率
δ
d /mm
12 12 12 12
σb/MPa
350 380 400 450
(%)
4 12 5 7
可 锻 铸 铁
KTB380 - 12 KTB400 - 05 KTB450 - 07
球墨铸铁的牌号、力学性能及用途
（摘自GB/T1348—1988）
210 ～ 260 索氏
用途举例
承受高弯曲应力 （小于500MPa） 及抗拉应力的重 要零件，如齿轮、 凸轮、车床卡盘、 剪床和压力机的 机身、床身、高 压液压缸、滑阀 壳体等
290 250 230 340 290 260
20～30 30～50
体或 230 ～ 托氏 280 体
细 小 片 状
黑心可锻铸铁的牌号及力学性能
可锻铸铁的应用
摘自铸造工艺手册（铸铁）
（续）
名 称 珠 光 体 可 锻 铸 铁
牌 号
KTZ450 — 06 KTZ550 — 04
应 用 举 例 游艇工具用具 高吨位铁帽
KTZ650 — 02
KTZ700 — 02
发动机连杆、小曲轴、摇臂
耙片、棘轮、传动链