金属材料物理化学性能全解
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• 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１５３８ ℃。 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 ℃。
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
导电性（以
银 铜 金 铝锌 铁 铅
银的导电性为100 作标准）
（优）100
99
74 61
27 17 7.9 （良）
密度
金铅银铜铁锌铝
（g·cm ） -3 （大） 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70（小）
• 用途 熔点对于冶炼、铸造、焊接和配制 合 金等都很重要。
• 易熔金属——熔断器，防火安全阀
• 难熔金属——耐高温零件，如飞船外壳、 火箭、导弹、燃气轮机和喷气飞机等耐高 温零件
一、金属材料的物理性能
• 3.导热性 定义 金属材料传导热量的能力称为导热性。 热导率（导热系数）λ表示金属材料导热性 能的优劣。 热导率大的金属材料的导热性好。 在一般情况下，金属材料的导热性比非金属 材料好。金属的导热性 以银为最好，铜、铝 次之。 用途 导热性好的金属散热也好，可用来制 造散热器零件，如冰箱、空调的散热片。
• 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。
常见金属性能比较
金属
熔点 ℃
密度 导电性 磁性 化学性能 g/cm3 导热性
铁
1538 7.8 银
室温 铜的耐蚀
铜
铁钴 性优于钢
镍
在碱性中 优于铝
铜
1083 8.9 铝
铝
wenku.baidu.com
660 2.7 铁
铁的化学 性能活泼
什这 么是
一、金属材料的物理性能
• 5 .导电性 • 定义 金属材料传导电流的性能称为导电性。
银为最好，铜、铝次之，
• 用途 工业上用铜、铝做导电的材料。导电 性差的高电阻金属材料，如铁铬合金、镍铬 铝、康铜和锰铜等用于制造仪表零件或电热 元件，如电炉丝。
一、金属材料的物理性能
• 6磁性 定义 金属导磁的性能称为磁性。
熔点(℃)
钨
（高）3410
铁
1535
铜金
1083 1064
银
962
铝
660
锡
232 （低）
硬度（以金
铬铁
刚石的硬度为10 （大） 9 4~5
作标准）
银
2.5~4
铜金
2.5~3 2.5~3
铝铅
2~2.9 1.5 （小）
2、金属之最
地壳中含量最高的金属
铝
人体中含量最高的金属
钙
世界年产量最高的金属
铁
导电导热性最好的金属
一、物理性能
• 金属所固有的性能，包括密度、熔点、导 热性、导电性、热膨胀性、磁性
这些东西有哪些相似的物理性质？
用途
铁制造炊具 铜制成导线
物理性质
导热性 导电性
性质在很大程度上决定物质的用途，但还需考虑价格、 资源、美观、使用是否便利、回收、环境影响等因素
一、金属材料的物理性能
• 1. 密度 定义 金属的密度即是单位体积金属的质
量，其单位为ｋｇ／ｍ3。 分类 根据密度的大小，金属材料可分为
轻金属和重金属。
密度小于4 .5 ｇ／ｃｍ3 的金属叫做轻 金属， 如铝，钛等。
密度大于4 .5 ｇ／ｃｍ3 的金属叫做重 金属， 如铜，铁等。
一、金属材料的物理性能
• 用途 在航空业和汽车业中，为增加有效 载重，需考虑密度
一、金属材料的物理性能
一、金属材料的物理性能
• 4.热膨胀性 定义 金属材料在受热时体积会增大，冷
却时则收缩，这种现象称为热膨胀性。
线膨胀系数αl 铁在 0-100℃时 αl=11.76×10－6/℃
用途 一些精密测量工具就要选用膨胀系数 较小的金属材料来制造；铺设铁轨、架设桥 梁、金属工件加工过程中测量尺寸等都要考 虑到热膨胀的因素。
银
熔点最大的金属
钨
熔点最低
汞
3、金属活动性顺序
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au 钾钙 钠 镁 铝锌 铁 锡 铅 氢铜 汞 银 铂金
1-2 金属材料的性能
• 材料是机器的物质基础。 • 金属材料的性能是选择材料的主要依据。
• 金属材料的性能一般分为工艺性能和使用 性能。
• 工艺性能是指金属材料从冶炼到成品的生 产过程中，在各种加工条件下表现出来的 性能；
• 使用性能是指金属零件在使用条件下金属 材料表现出来的性能。
• 金属材料的使用性能决定了它的使用范围。 使用性能包括物理性能、化学性能和力学 性能。
铁磁性材料 铁、钴， 无磁性或顺磁性材料 锰、铬、铜、锌。 但对某些金属来说，磁性也不是固定不变 的，如 铁在７６８℃以上就表现为没有磁 性或顺磁性。
• 用途 铁磁性材料可用于制作变压器、电 机的铁心和测量仪表零件等；无（顺）磁 性材料可用做要求避免磁场干扰的零件。
讨论并回答下列问题：
1、银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜而不 用银制？
结论：许多金属都能与氧气反应，生成氧化物
思考： 1、有没有特例？ 有，金、银例外；
2、为什么我们看过铁生锈，而没看过
铝生锈呢？ 注意:
铝在空气中与氧气反应生成致密的 氧化铝薄膜,阻止反应进一步发生。
• 钢材在锻造、热处理、焊接等加热作业 时，会 发生氧化和脱碳，造成材料的损耗 和各种缺陷。因此，在加热坯件或材料时， 常在其 周围形成一种还原气体或保护气体， 以避免金属材料的氧化。 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。
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，
金属与氧气的反应
常温下 高温下
反应式
镁或铝 铁或铜
可反应 不反应
耀眼白光 可反应
2Mg + O2 =点=燃2MgO 4Al + 3O2 =点=燃 2Al2O3
3Fe + 2O2 =点=燃Fe3O4 2Cu + O2 =△= 2CuO
2、为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果 用锡制的话，可能会出现什么情况？
二、金属材料的化学性能
• 金属材料的化学性能是指金属在化学作 用下所表现的性能。
• 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
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
导电性（以
银 铜 金 铝锌 铁 铅
银的导电性为100 作标准）
（优）100
99
74 61
27 17 7.9 （良）
密度
金铅银铜铁锌铝
（g·cm ） -3 （大） 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70（小）
• 用途 熔点对于冶炼、铸造、焊接和配制 合 金等都很重要。
• 易熔金属——熔断器，防火安全阀
• 难熔金属——耐高温零件，如飞船外壳、 火箭、导弹、燃气轮机和喷气飞机等耐高 温零件
一、金属材料的物理性能
• 3.导热性 定义 金属材料传导热量的能力称为导热性。 热导率（导热系数）λ表示金属材料导热性 能的优劣。 热导率大的金属材料的导热性好。 在一般情况下，金属材料的导热性比非金属 材料好。金属的导热性 以银为最好，铜、铝 次之。 用途 导热性好的金属散热也好，可用来制 造散热器零件，如冰箱、空调的散热片。
• 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。
常见金属性能比较
金属
熔点 ℃
密度 导电性 磁性 化学性能 g/cm3 导热性
铁
1538 7.8 银
室温 铜的耐蚀
铜
铁钴 性优于钢
镍
在碱性中 优于铝
铜
1083 8.9 铝
铝
wenku.baidu.com
660 2.7 铁
铁的化学 性能活泼
什这 么是
一、金属材料的物理性能
• 5 .导电性 • 定义 金属材料传导电流的性能称为导电性。
银为最好，铜、铝次之，
• 用途 工业上用铜、铝做导电的材料。导电 性差的高电阻金属材料，如铁铬合金、镍铬 铝、康铜和锰铜等用于制造仪表零件或电热 元件，如电炉丝。
一、金属材料的物理性能
• 6磁性 定义 金属导磁的性能称为磁性。
熔点(℃)
钨
（高）3410
铁
1535
铜金
1083 1064
银
962
铝
660
锡
232 （低）
硬度（以金
铬铁
刚石的硬度为10 （大） 9 4~5
作标准）
银
2.5~4
铜金
2.5~3 2.5~3
铝铅
2~2.9 1.5 （小）
2、金属之最
地壳中含量最高的金属
铝
人体中含量最高的金属
钙
世界年产量最高的金属
铁
导电导热性最好的金属
一、物理性能
• 金属所固有的性能，包括密度、熔点、导 热性、导电性、热膨胀性、磁性
这些东西有哪些相似的物理性质？
用途
铁制造炊具 铜制成导线
物理性质
导热性 导电性
性质在很大程度上决定物质的用途，但还需考虑价格、 资源、美观、使用是否便利、回收、环境影响等因素
一、金属材料的物理性能
• 1. 密度 定义 金属的密度即是单位体积金属的质
量，其单位为ｋｇ／ｍ3。 分类 根据密度的大小，金属材料可分为
轻金属和重金属。
密度小于4 .5 ｇ／ｃｍ3 的金属叫做轻 金属， 如铝，钛等。
密度大于4 .5 ｇ／ｃｍ3 的金属叫做重 金属， 如铜，铁等。
一、金属材料的物理性能
• 用途 在航空业和汽车业中，为增加有效 载重，需考虑密度
一、金属材料的物理性能
一、金属材料的物理性能
• 4.热膨胀性 定义 金属材料在受热时体积会增大，冷
却时则收缩，这种现象称为热膨胀性。
线膨胀系数αl 铁在 0-100℃时 αl=11.76×10－6/℃
用途 一些精密测量工具就要选用膨胀系数 较小的金属材料来制造；铺设铁轨、架设桥 梁、金属工件加工过程中测量尺寸等都要考 虑到热膨胀的因素。
银
熔点最大的金属
钨
熔点最低
汞
3、金属活动性顺序
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au 钾钙 钠 镁 铝锌 铁 锡 铅 氢铜 汞 银 铂金
1-2 金属材料的性能
• 材料是机器的物质基础。 • 金属材料的性能是选择材料的主要依据。
• 金属材料的性能一般分为工艺性能和使用 性能。
• 工艺性能是指金属材料从冶炼到成品的生 产过程中，在各种加工条件下表现出来的 性能；
• 使用性能是指金属零件在使用条件下金属 材料表现出来的性能。
• 金属材料的使用性能决定了它的使用范围。 使用性能包括物理性能、化学性能和力学 性能。
铁磁性材料 铁、钴， 无磁性或顺磁性材料 锰、铬、铜、锌。 但对某些金属来说，磁性也不是固定不变 的，如 铁在７６８℃以上就表现为没有磁 性或顺磁性。
• 用途 铁磁性材料可用于制作变压器、电 机的铁心和测量仪表零件等；无（顺）磁 性材料可用做要求避免磁场干扰的零件。
讨论并回答下列问题：
1、银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜而不 用银制？
结论：许多金属都能与氧气反应，生成氧化物
思考： 1、有没有特例？ 有，金、银例外；
2、为什么我们看过铁生锈，而没看过
铝生锈呢？ 注意:
铝在空气中与氧气反应生成致密的 氧化铝薄膜,阻止反应进一步发生。
• 钢材在锻造、热处理、焊接等加热作业 时，会 发生氧化和脱碳，造成材料的损耗 和各种缺陷。因此，在加热坯件或材料时， 常在其 周围形成一种还原气体或保护气体， 以避免金属材料的氧化。 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。
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，
金属与氧气的反应
常温下 高温下
反应式
镁或铝 铁或铜
可反应 不反应
耀眼白光 可反应
2Mg + O2 =点=燃2MgO 4Al + 3O2 =点=燃 2Al2O3
3Fe + 2O2 =点=燃Fe3O4 2Cu + O2 =△= 2CuO
2、为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果 用锡制的话，可能会出现什么情况？
二、金属材料的化学性能
• 金属材料的化学性能是指金属在化学作 用下所表现的性能。
• 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