金属材料的使用性能.docx

金属材料的性能及比较一、金属材料性能 2二、常用金属性能介绍 51.铜的性质 52. 黄金的物化性质 73. 铝的性质 104.铬的性质与用途 12一、金属材料性能金属材料的性能可分为使用性能和工艺性能（又称为加工性能）使用性能包括：1、物理性能（比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、 磁性等）；2、化学性能（耐腐蚀性、耐氧化性等）；3、机械或力学性能（强度、 塑性、硬度、韧性、疲劳强度等）工艺性能（加工性能）：1、铸造性能；2、锻造性能；3、焊接性能；4、切 削加工性能；5、弯曲；6、热处理性能等1、 比重：比重是一种物体的重量与同体积的水的重量的比值，常用符号Y表 示，以克/厘米3为单位2、 熔点：金属和合金从固体状态向液体状态转变时的熔化温度叫做熔点3、 导电性：金属传导电流的性能叫做导电性衡量金属导电性能的指标是导 电率Y （又叫导电系数）和电阻率P （又叫电阻系数），导电率与电阻率互成反比， 导电率越大，则电阻越小4、 导热性：金属传导热量的性能叫导热性它反映了金属在加热和冷却时的 导热能力，在金属中银和铜的导热性最好5、 热膨胀性：金属温度升高时，产生体积胀大的现象，称为热膨胀性。

用热 膨胀系数a表示，它的单位是：毫米/毫米?C或1/°C，即金属温度每升高1°C其 单位长度所伸长的长度（毫米）6、 磁性：金属被磁场磁化或吸引的性能叫磁性，用导磁率（Q表示根据金属材料在磁场中受磁化的程度，可把它们分成：（1） 铁磁性材料；导磁率特别大的金属材料它在外加磁场中能强烈地被磁化 如铁、钴、镍、钆等铁磁材料加热到某一温度就会失去磁性2） 顺磁性材料：导磁率大于 1 的金属材料称为顺磁性材料，它在外加磁场中只是微弱地被磁化如：锰、铬、钼、钒、镁、钙、铝、锇、锂、铱等3） 抗磁性材料：导磁率小于 1 的材料称抗磁材料，它能抗拒或削弱外加磁场对材料本身的磁化作用如：铜、金、银、铅、锌、铋、汞、钛、铍等7、 比热：单位质量的金属温度升高或降低1/C时，所吸收的热量，叫金属的 比热用符号C表示8、 腐蚀性：金属材料和周围环境发生化学反映和受到物理作用而引起的破坏， 叫做腐蚀锈蚀是金属材料的主要腐蚀形态，腐蚀会显著降低金属材料的强度、 塑性、韧性等力学性能，破坏金属构件的几何形状，增加传动间磨损，缩短设备 使用寿命等9、耐腐蚀性：金属材料在腐蚀环境（如大气、水蒸汽、有害气体、酸、碱、 盐等）中抗腐蚀的能力，叫做耐腐蚀性。

金属的耐腐蚀性与其化学成份、加工性质、热处理条件、组织状态和腐蚀环 境及温度条件等许多因素有关10、耐氧化性：金属材料在高温条件下抗空气、水蒸汽、炉气等氧化的能力， 叫耐氧化性11、刚度和弹性：金属材料在外力作用下发生变形，当去掉引起变形的外力 后能恢复原来的形状、尺寸的能力，叫做弹性金属材料抵抗弹性变形的能力，叫做刚度通常用弹性模数、弹性极限等指标衡量金属材料的刚度和弹性性能当材料 受外力作用发生弹性变形，而外力和变形成比例增长时的比例系数，叫做弹性模 数而材料能承受的、不产生永久变形的最大应力叫做弹性极限，它表示金属材 料的最大弹性12、强度：金属材料在外力作用下，对塑性变形和断裂的抵抗能力，叫做强 度它常用屈服点和抗拉强度来表示屈服点是材料在外力作用下开始发生塑性变形时的应力值，用OS表示13、 抗拉强度：抗拉强度是金属材料受外力拉伸过程中发生断裂前的最大应 力值用 Ob 表示14、 塑性：金属材料在外力作用下产生永久变形而不断裂的能力叫做塑性、 塑性变形或范性变形常用的塑性指标是延伸率（6）和断面收缩率（^）单位 为%，延伸率是金属材料受拉伸断裂后，其总的延长长度与原始长度的比值。

断 面收缩率是金属材料受拉伸断裂后，断口缩小面积与原截面积的比值15、 硬度：金属材料抵抗其它更硬物体的压力，其表面或者说材料对局部塑 性变形的抗力，叫做硬度常用的硬度分别为布氏硬度（ HB ）、洛氏硬度（ HR ） 和维氏硬度（HV）等16、韧性：金属材料抵抗冲力作用的能力叫做韧性17、疲劳强度：金属在无数次交变载荷作用下而不致引起断裂的最大应力， 称为疲劳强度18、铸造性：金属浇注成铸件时反映出来的难易程度，叫做铸造性或可铸性 金属铸造性能包括：流动性、收缩性、偏析性等19、可锻性：金属材料承受热压力加工时的成形能力，即在压力加工时，金 属材料改变形状的易难程度和不产生裂纹的性能，叫做可锻性金属材料的可锻 性与温度的关系很大20、可焊性：可焊性又叫焊接性，是把两块金属局部加热并使其接缝部分迅 速呈熔化或半熔化状态，从而使之牢固地联接起来，而不发生裂纹的性能21、切削加工性：切削加工性又叫机械加工性或可切削性，是指被工具切削 加工成符合要求工件的难易程度切削加工性能与金属材料的化学成份、硬度、韧性、导热性、金相组织、加 工硬化程度、切削刀具的几何形状、耐磨程度、切削速度等因素都有关系。

22、顶锻性：顶锻性能是金属材料承受一定程度的锤击而不破裂的能力23、深冲性：深冲性又叫冲压性它包括：延性、展性和冷冲压性1）延性：在外力作用下可以被拉伸的性能2）展性：可以被锤击或辗压成薄箔的性能3）冷冲压性：材料在冷状态下受冲压成型时，所表现出来的变形能力24、弯曲性：金属材料受弯曲变形作用而不破裂的能力，叫弯曲性25、耐磨性：金属材料在磨擦作用下，抵抗磨损和破坏的能力，叫耐磨性 金属材料的耐磨性与其化学成份、金相组织、表面情况及润滑剂等因素有关二、常用金属性能介绍1. 铜的性质以一价和二价为主的金属元素，有延性和展性，是热和电最佳导体之一，是唯 一的能大量天然产出的金属，也存在于各种矿石（例如黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿、 赤铜矿和孔雀石）中,能以金属状态及黄铜、青铜和其他合金的形态用于工业、工 程技术和工艺上如:铜山（出产铜矿的山）;铜花（铜屑）;铜金（赤铜）;铜粉（铜屑铜 和其他金属熔融在一起所做出来的黄金色粉状合金，可当作颜料）;铜陵（产铜的山）; 铜落（铜屑可入药）;铜腥（铜的腥臭味）铜为呈紫红色光泽的金属，密度8.92克/厘米3熔点1083.4±0.2°C，沸点 2567常见化合价+1和+2 （3价铜仅在少数不稳定的化合物中出现）。

电离 能7.726电子伏特铜是人类发现最早的金属之一，也是最好的纯金属之一，稍 硬、极坚韧、耐磨损还有很好的延展性导热和导电性能较好同和它的一些 合金有较好的耐腐蚀能力，在干燥的空气里很稳定但在潮湿的空气里在其表面 可以生成一层绿色的碱式碳酸铜［Cu2 （OH） 2CO3］，这叫铜绿可溶于硝酸和 热浓硫酸，略溶于盐酸容易被碱侵蚀元素来源：黄铜矿、辉铜矿、赤铜矿和孔雀石是自然界中重要的铜矿把硫化物矿石煅 烧后，再与少量二氧化硅和焦炭共熔得粗炼铜，再还原成泡铜，最后电解精制， 即可得到铜一个新的提取铜的方法正在研究中，就是把地下的低品位矿用原子 能爆破粉碎，以稀硫酸原地浸取，再把浸取液抽到地表，在铁屑上将铜沉淀出来元素用途：铜是与人类关系非常密切的有色金属，被广泛地应用于电气、轻 工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域，在我国有色金属材料的消费中仅次 于铝铜在电气、电子工业中应用最广、用量最大，占总消费量一半以上用于 各种电缆和导线，电机和变压器的绕阻，开关以及印刷线路板等在机械和运输 车辆制造中，用于制造工业阀门和配件、仪表、滑动轴承、模具、热交换器和泵探铜性能的应用 导电性：64%，耐蚀性：23%，结构强度：12%，装饰性：1%元素辅助资料：自然界中获得的最大的天然铜重420吨•在古代,人们便发现了天然铜，用石斧将 其砍下来，用锤打的方法把它加工成物件。

于是铜器挤进了石器的行列，并且逐 渐取代了石器，结束了人类历史上的新石器时代在我国，距今4000年前的夏朝已经开始使用红铜，即天然铜它的特点是锻锤 出来的1957年和1959年两次在甘肃武威皇娘娘台的遗址发掘出铜器近20 件, 经分析，铜器中铜含量高达99.63%〜99.87%，属于纯铜当然，天然铜的产量毕竟是稀少的生产的发展促进人们找到从铜矿中取得 铜的方法铜在地壳中总含量并不大，不超过0.01%，但是含铜的矿物是比较多 见的，它们大多具有各种鲜艳而引人注目的颜色，招至人们的注意例如鲜绿色 的孔雀石CuC03.Cu (OH) 2，深蓝色的石青2CuCO3.Cu (OH) 2等这些 矿石在空气中燃烧后得到铜的氧化物，再用碳还原，就得到金属铜2. 黄金的物化性质黄金作为一种贵金属，有良好的物理特性，表现为：熔点高，达摄氏 l064．43 度，“真金不怕火炼”就是指一般火焰下黄金不容易熔化密度大，为 19．31 克 /立方厘米（18°C时），手感沉甸韧性和延展性好，良导性强纯金具有艳丽 的黄色，但掺入其他金属后颜色变化较大，如金铜合金呈暗红色，含银合金呈浅 黄色或灰白色金易被磨成粉状，这也是金在自然界中呈分散状的原因，纯金首 饰也易被磨损而减少分量。

在门捷列夫周期表中金的原子序数为79，即金的原子核周围有79个带负电 荷的旋转电子，因此，金具有很好的化学稳定性，在金属市场上金与钌、铑、钯、 锇、铱、铂等金属统称为贵金属金很重，金的密度为19.32克/厘米3，也就是说，直径仅为46毫米的金球， 其重量就有 1 公斤这里指的是化学上纯金的密度，在自然界中这样的纯金在某 种程度上是不存在的，大约在15—19克/厘米3黄金是一种很柔软的金属，但不及铅和锡两种金属，在纯金上用指甲可划出 痕迹，这种柔软性使黄金非常易于加工，然而这一点对装饰品的制造者来说，又 很不理想，因为这样很容易使装饰品蹭伤，使其失去光泽以至影响美观所以在 用黄金制作首饰时，一般都要添加铜和银，以提高其硬度黄金易锻造、易延展，可碾成厚度为0.001毫米的透明和透绿色的金箔 0.5 克的黄金可拉成160 米长的金丝黄金很容易磨损，变成极细的粉末，因此黄金常以分散状态广泛分布在自然 界中黄金是热和电的良导体，但不如铂、汞、铅、银四种金属黄金的熔点为1063C，熔融金有较高的挥发性，随着温度的升高，其挥发 性不断增强纯金的抗压强度为10kg / mm2，其抗拉强度与预处理的方法有关，一般在 10-30kg/ mm2 之间。

冷拉金丝时，受力最大纯金有着极好看的草黄色的金属光泽,可以说黄金在所有金属中，颜色最黄 在自然界中见不到纯金，而金属杂质（首先是铜和银）赋予金以各种颜色和色调， 从淡黄色到鲜黄红色黄金的颜色同时也取决于该金属块的厚度及其聚集体状态 例如，很薄的金箔，对着亮处看是发绿色的，熔化的金也是这种颜色，而末熔化 的金则呈黄绿色，细粒分散金一般为深红色或暗紫色自然金有时会覆盖一层铁的氧化物薄膜，在这种情况下，黄金的颜色可能呈 褐色、深褐色、甚至是黑色金能与许多金属形成合金，原因是这些金属的原子半径与金的原子半径非常 接近；金的原子半径等于1.46埃；铋1.46 埃；银1.44 埃；铂1.39埃因此金可 以形成金银合金、金铜合金、金铂合金、金钯合金等，这些合金并不是化合物， 而是固熔体合金中的所有金属都比其纯金属熔点低，假如把金加热到接近熔点， 金就可以象铁一样熔接，纤细的金粒可熔结成金块1埃= 0.00000001厘米)金粉在温度较低的情况下，必须加压才能熔接在一起 金与其他金属在一起熔化，不仅可降低其熔点，而且还能改变金本身的机械 性能含银和铜可明显地提高金的硬度；含砷、铅、铂、银、铋、碲能使金变脆， 铅在这方面的特点就更为突出，仅含铅 1％的合金，如果冲压一下，就会。