金属材料的物理化学性能全解

1、1-2 金属材料性能材料是机器物质基础。金属材料性能是选择材料主要依据。金属材料的物理化学性能全解第1页金属材料性能普通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生产过程中，在各种加工条件下表现出来性能；使用性能是指金属零件在使用条件下金属材料表现出来性能。金属材料使用性能决定了它使用范围。使用性能包含物理性能、化学性能和力学性能。金属材料的物理化学性能全解第2页一、物理性能金属所固有性能，包含密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性、磁性金属材料的物理化学性能全解第3页这些东西有哪些相同物理性质？金属材料的物理化学性能全解第4页铁制造炊具导热性铜制成导线导电性性质在很大程度上决定物

2、质用途，但还需考虑价格、资源、美观、使用是否便利、回收、环境影响等原因用途 物理性质金属材料的物理化学性能全解第5页一、金属材料物理性能1. 密度 定义 金属密度即是单位体积金属质量，其单位为3。 分类 依据密度大小，金属材料可分为轻金属和重金属。 密度小于4 .53 金属叫做轻金属， 如铝，钛等。 密度大于4 .53 金属叫做重金属， 如铜，铁等。金属材料的物理化学性能全解第6页一、金属材料物理性能用途 在航空业和汽车业中，为增加有效载重，需考虑密度金属材料的物理化学性能全解第7页一、金属材料物理性能2.熔点定义 金属从固体状态向液体状态转变时温度称为熔点。熔点普通用摄氏温度（）表示。各种金

3、属都有 其固定熔点。如铅熔点为323 ，钢熔点为。 分类 低熔点金属熔点低于 ， 中熔点金属熔点在 ， 高熔点金属熔点 高于。 金属材料的物理化学性能全解第8页用途 熔点对于冶炼、铸造、焊接和配制合 金等都很主要。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金属材料的物理化学性能全解第9页一、金属材料物理性能3.导热性定义 金属材料传导热量能力称为导热性。热导率（导热系数）表示金属材料导热性能优劣。 热导率大金属材料导热性好。在普通情况下，金属材料导热性比非金属材料好。金属导热性 以银为最好，铜、铝次之。用途 导热性好金属散热也好，可用来

4、制造散热器零件，如冰箱、空调散热片。 金属材料的物理化学性能全解第10页一、金属材料物理性能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l 铁在 0-100时 l=11.76106/ 用途 一些精密测量工具就要选取膨胀系数较小金属材料来制造；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原因。金属材料的物理化学性能全解第11页这是什么金属材料的物理化学性能全解第12页一、金属材料物理性能5 .导电性定义 金属材料传导电流性能称为导电性。 银为最好，铜、铝次之，用途 工业上用铜、铝做导电材料。导电性差高电阻金属材料，如铁铬合金

5、、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。金属材料的物理化学性能全解第13页一、金属材料物理性能6磁性 定义 金属导磁性能称为磁性。 铁磁性材料 铁、钴， 无磁性或顺磁性材料 锰、铬、铜、锌。 但对一些金属来说，磁性也不是固定不变，如 铁在以上就表现为没有磁性或顺磁性。金属材料的物理化学性能全解第14页 用途 铁磁性材料可用于制作变压器、电机铁心和测量仪表零件等；无（顺）磁性材料可用做要求防止磁场干扰零件。金属材料的物理化学性能全解第15页讨论并回答以下问题：1、银导电性比铜好，为何电线普通用铜而不用银制？2、为何灯泡里灯丝用钨制而不用锡制？假如用锡制话，可能会出现什么情况？

6、金属材料的物理化学性能全解第16页二、金属材料化学性能金属材料化学性能是指金属在化学作用下所表现性能。1 耐腐蚀性 金属材料在常温下抵抗氧、水蒸气及其它化学介质腐蚀作用能力，称为耐腐蚀 性。 常见钢铁生锈，就是腐蚀现象。2 抗氧化性 金属材料抵抗氧化作用能力，称为抗氧化性。 金属材料在加热时，氧化作用加速，金属材料的物理化学性能全解第17页结论：许多金属都能与氧气反应，生成氧化物金属与氧气反应镁或铝常温下高温下反应式可反应刺眼白光2Mg + O2 = 2MgO点燃4Al + 3O2 = 2Al2O3点燃铁或铜不反应可反应2Cu + O2 = 2CuO3Fe + 2O2 = Fe3O4点燃金属材

7、料的物理化学性能全解第18页 注意: 铝在空气中与氧气反应生成致密氧化铝薄膜,阻止反应深入发生。 2、为何我们看过铁生锈，而没看过思索： 1、有没有特例？ 有，金、银例外； 铝生锈呢？金属材料的物理化学性能全解第19页 钢材在铸造、热处理、焊接等加热作业时，会 发生氧化和脱碳，造成材料损耗和各种缺点。所以，在加热坯件或材料时，常在其 周围形成一个还原气体或保护气体，以防止金属材料氧化。3 化学稳定性 化学稳定性是金属材料耐腐蚀性和抗氧化性总称。 热稳定性 金属材料在高温下化学 稳定性。 制造在高温下工作零件金属材料，要有良好热稳定性。金属材料的物理化学性能全解第20页常见金属性能比较金属熔点密

8、度g/cm3导电性导热性磁性化学性能铁15387.8银铜室温铁钴镍铜耐蚀性优于钢在碱性中优于铝铜10838.9铝铁化学性能活泼铝6602.7铁金属材料的物理化学性能全解第21页课外小知识：1、金属特征(密度、熔点、硬度等)物理性质物理性质比较导电性（以银导电性为100作标准）密度（gcm-3）熔点()硬度（以金刚石硬度为10作标准）银铜金铝锌铁铅10099746127177.9（优）（良）金 铅 银 铜 铁 锌 铝 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70 （大）（小）钨 铁 铜 金 银 铝 锡 3410 1535 1083 1064 962 660 232 （高）（低）铬 铁 银 铜 金 铝 铅9 45 2.54 2.53 2.53 22.9 1.5 （大）（小）金属材料的物理化学性能全解第22页地壳中含量最高金属人体中含量最高金属熔点最大金属熔点最低导电导热性最好金属钨汞银铝钙世界年产量最高金属铁2、金属之最金属材料的物理化学性能全解第23页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 金金属活动性由强到弱3、金属活动性次序金属材料的物理化学性能