一、金属的性能(力学性能和工艺性能)

削性：
1． 2.
通过适当的热处理，改善切削性 通过调整材料化学成分，改善切削性
1．4工艺性能

1．4．2铸造性能
铸造时的流动性、收缩性和偏析的倾向。 流动性好，则充满铸型的能力好 收缩性指钢材在冷却和凝固时钢材体积的收缩 把铸件在凝固后其化学成分的不均匀性称为偏析
1．4工艺性能
σs
定义 材料在拉伸 钢材在开始塑性变 断裂前所能 形时单位面积上所 能承受的拉力 够承受的最 大拉应力。 σb=Pb/A0 σS=PS/A0 计算 公式
应力-应变、载荷-变形曲线区别？
1.3力学性能
3．弹性与塑性
弹性
钢材在载荷作用下产生变形，一旦载荷消失仍能恢复原
状的性质。
塑性 当载荷消失后不能恢复原状，而仍保持变形状态的性质
布氏硬度计
洛氏硬度计
维氏硬度计
硬度
布氏硬度 符号 压头 测量 优点 HB 淬火钢球或硬质合金球 负载/压痕面积 维氏硬度 HV 金刚石正四棱锥 负载/压痕面积 洛氏硬度 HR 金刚石圆锥体 压痕深度 操作简便迅速， 硬度值可在表盘 上直接读出；压 痕较小 洛氏硬度 数据代表性差载 荷大，不宜用来 测定极薄工件及 氮化层、金属镀 层的硬度 各种材料
概念一 金属的性 能
物理性能 化学性能 力学性能 工艺性能
什么是金属？
光泽、不透明 导电性、导热性 正的电阻温度系数 固定熔点

1.1物理性能

1.1.1密度
密度是固定不变的值吗？
轻金属 一般指密度小于4.5克每立方厘米的金属 铝、镁、钾、钠 重金属 一般指密度大于4.5克每立方厘米的金属 铜、铅、锌、铁、钴、镍、锰、镉、汞、钨、钼、金、 银等

银 铜 金 铝 锌 铁 铅
优 100 99 74 61 27 17 7.9 良
1.1物理性能

1.1.6 铁磁性
物质在磁场中受到力的作用，该物质就具有铁
磁性 与材料的成分和温度有关
1.2化学性能
1.2.1抗腐蚀性能
腐蚀
钢材在周围介质(大气、水蒸气、酸、碱、
盐等)的侵蚀作用下被破坏的现象
1．4．3锻造性能 金属材料在锻压加工中能承受塑性变形而 不破裂的能力。

适于锤锻、轧制、拉拔、挤压等加工，具有良
好的可锻性
冲压成型不锈钢板制钢质地板的表面图案
1．4工艺性能

1．4．4焊接性
接合性能、使用性能 钢材焊接性能的好坏主要取决于它的化学组成。
而其中影响最大的是碳元素。

因为硬度值是由起始塑性变形抗力和继续塑性变 形抗力决定的，材料的强度越高，塑性变形抗力 越高，硬度值也就越高
1.3力学性能
2．强度
强度：在外力作用下钢材抵抗变形及
破坏的能力。
是衡量工件本身承载能力的重要指标。
万能拉伸试验机
拉伸试样
最常用的有抗拉强度和屈服强度。
强度
抗拉强度
符号 σb
屈服强度
压痕面积大，测出值不受 可任意选载荷大 个别组成相及微小不均匀 小。可测定薄件 性的影响。试验数据稳定， 或薄层的硬度 重复性强 布氏硬度 维氏硬度 测定较为麻烦， 工作效率不高， 不宜用于成批生 产的常规检验 各种材料
缺点
压痕面积大，不宜在成品 上进行试验
适用材料
不太硬的材料
洛氏硬度测试方法

试验原理

1.1.4热膨胀性
在材料热加工过程中更要考虑其热膨胀行为，如
果表面和内部热膨胀不一致，就会产生内应力， 导致材料变形或开裂
常用金属的热膨胀系数为5×10-6～25×10-6/℃
1.1物理性能

1.1.5导电性
高压电线为什么用铝线而不用铜线？
金属一般具有导电性。 一般说导电性好的材料，其导热性也好。

1．4工艺性能
机械切削性能 铸造性能 锻造性能 焊接性
1．4工艺性能
1．4．1机械切削性能
切削加工金属材料的难易程度称为切削
加工性能。
影响切削加工性能的因素主要有工件的
化学成分、组织状态、硬度、塑性等。
1．4工艺性能

1．4．1机械切削性能
在生产中，可以采用以下措施改善材料的切
钢材的抗腐蚀性能
钢材抵抗各种介质侵蚀的能力
1.2化学性能
1.2.2抗氧化性能
钢材的抗氧化性能
在一定温度和介质条件下抵抗氧化的能
力
铁、铝哪个易氧化，哪个易腐蚀？
1.3力学性能
硬度 强度 弹性和塑性 韧性
1.3力学性能
1.硬度
衡量钢材软硬的一个指标
钢材抵抗其它更硬的材料压入的能力
洛氏硬度是用规定的压头对试样先施加初试验力，接着再施
加主试验力，然后卸除主试验力，保留初试验力，用前后两 次初试验力作用下压头压入试样的深度差计算出的硬度值。
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测量金属硬度的意义
来自百度文库
硬度试验简单易行
为了能用硬度试验代替某些力学性能试验，生产上需
要一个比较准确的硬度和强度的换算关系。实践证明， 金属材料的各种硬度值之间，硬度值与强度值之间具 有近似的相应关系
在冲击载荷作用下钢材
抵抗破坏的能力。
韧性和塑性的区别？
相同强度下，塑性高的
金属韧性较好。
如何测定韧性？冲击试验
冲击试验机
5 疲劳


疲劳：： 材料或构件在长期交变载荷持续作用 下产生裂纹，直至失效或断裂的现象。 特点：突发性、低应力脆断
提高零件的疲劳强度的方法： 减小应力集中、表面加工、表面硬度强化 定期检修
塑性指标
延伸率 断面收缩率 弯曲角
符号
单位 测量 方法
δ
无 拉伸实验
Ψ
无 拉伸实验
α
角度 冷弯实验
计算 公式
(L-Lo)/Lo ×100%
(Fo-F)/Fo ×100%
出现第一条裂纹时的角度；如 果无裂纹时，一直弯曲到 180°，按照技术规范选取轴 的直径与试样厚度的比值。
1.3力学性能
4．韧性
1.1物理性能
1.1.2
熔点
金属一达到熔点就熔化吗？
金属开始融化的临界温度
合金的熔点低于纯金属
纯铁的熔点1538℃
钨 铁 铜 金
高
银
铝
锡
660 232 低
3410 1538 1083 1064 962
1.1物理性能

1.1.3导热性 金属传导热量的性能

合金的导热性比纯金属差
1.1物理性能