金属材料性能

1、第一节 金属的物理性能 概念：金属的物理性能是指物理领域方面的性能，它包括密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性等。1、密度指金属单位体积的质量，用符号表示。 m/V m：金属的质量（kg）；V：金属的体积(m) 机械制造业中，一般将密度小于5.010 kg/m的金属称为轻金属；密度大于5.010 kg/m的金属称为重金属。高速运动的机件采用密度小的金属。（如发动机活塞采用铝合金）3、热膨胀性金属受热体积增大，冷却时则收缩的能力，用线膨胀系数表示。 L2-L1 L2T：线膨胀系数， L1：膨胀前的长度， L2：膨胀后的长度，T：膨胀前后的温度差应用举例：铁路钢轨、发动机活塞、活塞销与销孔等。5、

2、导电性金属传导电流的能力。用电阻率来衡量金属的 导电性能应用举例：电缆（导线）多采用铜、铝；电阻元件多采用合金。6、磁性金属所具有的导磁能力。金属为何能导磁？应用举例：汽车用发电机、电动机等第二节 金属的化学性能概念：金属的化学性能是指金属在常温或高温时抵抗各种 化学作用的能力。1、耐腐蚀性金属抵抗氧、水蒸气、酸、碱等介质侵蚀的能力。提高能力的方法：改变金属材料成分、涂防腐材料等。2、热安定性金属在高温下对氧化的抵抗能力。 根据不同的工况选用不同的材料。 金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能，称为机械性能（或称为力学性能）。 金属材料的机械性能是零件的设计和选材时的主要依据。外加载荷性质不同（例

3、如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等），对金属材料要求的机械性能也将不同。常用的机械性能包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。 金属材料在弹性变形中，与变形成正比时的最大外力Pp（N）与其横截面积Fo（m2）之比称为比例极限p（Pa）即： popFP p的数值越大，金属可承受的外力也较大，且不会产生永久性变形。如汽车发动机气门弹簧、离合器弹簧等。 Pbb Pb：试样承受最大外力（N）, F0：试样原始截面积（m） F04、硬度 ： 硬度是衡量金属材料软硬程度的指标。目前生产中测定硬度方法最常用的是压入硬度法，它是用一定几何形状的压头在一定载荷下压入被测试的金属材料表面，根

4、据被压入程度来测定其硬度值。 常用的方法有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC）和维氏硬度（HV）等方法。 金属材料的疲劳断裂往往是突然发生的，具有很大的危险性。 如发动机活塞、连杆、曲轴等零件在作功行程中受到很大的冲击载荷；汽车起步、换档、制动时钢板弹簧、齿轮、传动轴、半轴等零件会受到很大的冲击载荷。 指金属材料能用铸造的方法获得合格铸件的性能。铸造性主要包括流动性，收缩性和偏析。流动性是指液态金属充满铸模的能力，收缩性是指铸件凝固时，体积收缩的程度，偏析是指金属在冷却凝固过程中，因结晶先后差异而造成金属内部化学成分和组织的不均匀性。2：可锻性： 指金属材料在压力加工时，能改变形状而不产生裂纹的性能。它包括在热态 或冷态下能够进行锤锻，轧制，拉伸，挤压等加工。可锻性的好坏主要与金属材料的化学成分有关。4、切削加工性（可切削性，机械加工性）： 指金属材料被刀具切削加工后而成为合格工件的难易度。切削加工性好坏常用加工后工件的表面粗糙度，允许的切削速度以及刀具的磨损程度来衡量。它与金属材料的化学成分，力学性能，导热性及加工硬化程度等诸多因素有关。通常是用硬度和韧性作切削加工性好坏的大致判断。一般讲，金属材料的硬度愈高愈难切削，硬度虽不高，但韧性大，切削也较困难。 衡量金属材料热处理工艺性能指标包括导热系数、