金属材料的理化性能

金属材料的理化性能
提问导入：上节课我们学习了材料的力学性能，请同学们想一想金属的力学性能有哪些？今天我们来学习金属材料的理化性能。

一、金属材料的物理性能
1、密度
定义：单位体积物质的质量叫这种物质的密度。

物理意义：反映物质的一种属性，每一种物质都有它确定的密度，不同的物质一般密度不同。

密度与该物质的质量、体积、形状、运动状态无关。

按照密度把物质分为轻金属ρ<5*103kg/m3,ρ>5*103kg/m3,,如铝、镁钛及其合金，轻金属多用于航天航空器上。

重金属ρ>5*103kg/m3，如铁、铅、钨等。

2、熔点
定义：金属从固态向液态转变时的温度成为熔点。

单位：摄氏度(0C)表示.
纯金属都有确定的熔点.
按照熔点高低把金属分为
难熔金属熔点>20000C,如钨、钼、钒等,可以用来制造耐高温零件.如火箭、导弹、燃气轮机和喷气飞机,等方面得到了广泛的应用.易熔金属熔点<10000C,如锡、铅、等可用作制造保险丝和防盗安全阀零件等.另外，铁的15350C、铜的10830C、金的1064 0C、铝的6600C、镁的648.80C、钠、钾的熔点均<1000C。

3、导热性
金属的导热性通常用热导率来衡量.导热率越大,导热性越好,银最好,铜、铝次之,合金的比纯金属的差.在加工和热处理的时候必须考虑金属的导热性,防止在加热或冷却过程中形成过大的应力,以免零件变形或开裂,导热性好的金属散热也好,如制散热器、热交换器与活塞等零件,要选择导热性好的金属材料.
4 导电性
定义：传导电流的能力称为导电性，用电阻率衡量。

电阻率越小，导电性越好。

银最好，铜铝次之；合金的导电性比纯金属差。

电阻率小的（纯铜、纯铝）适于制造导电零件和导线，电阻率大的金属钨钼铁、铝、铬适于做电热元件。

4、热膨胀性
定义：金属材料随温度变化而膨胀收缩的特性成为热膨胀性。

体膨张系数β、线膨胀系数α，膨胀系数大的材料制造的零件，在温度变化时尺寸和形状变化较大。

轴和轴瓦之间要根据其膨胀系数来控制其间隙尺寸；在热加工和热处理时也要考虑材料的热膨胀影响，以减少工件的变形和开裂。

5、磁性
金属材料导磁的性能成为磁性。

铁磁性材料在外磁场中能强烈地被磁化，如铁、钴、镍等，顺磁性材料在外磁场中能微弱地被磁化，如锰、铬等，抗磁性材料能抗拒或削弱外磁场对材料本身的磁化作用，如铜、锌等，铁磁性材料可用于制造变压器、电动机、测量仪表等，抗（顺）磁性材料则用于要求避免电磁场干扰的零件和机构材料，如航海罗盘。

二、金属的化学性能
主要指耐腐蚀性和抗氧化性。

金属材料的耐腐蚀性和抗氧化性统称为化学稳定性。

在高温下的化学稳定性成为热稳定性。

（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破坏作用的能力称耐腐蚀性，碳钢、铸铁、的耐腐蚀性较差，
；钛及其合金的、不锈钢的耐腐蚀性好，铝合金和铜合金有较好的耐腐蚀性。

（2）抗氧化性金属材料在加热时抵抗氧化作用的能力称抗氧化性。

加入铬硅钛铝等元素，可提高钢的抗氧化性，如4G 9Si2可制造内燃机排气阀及加热炉炉底板、料盘等。

小结：回顾金属材料的理化性能指标
布置作业：P11 4、5。