1、二、材料的物理性能与化学性能1、物理性能物理性能是指材料固有的属性，金属的物理性能包括密度、熔点、电性能、热性能、磁性能 等。（ 1）密度：密度是指在一定温度下单位体积物质的质量，密度表达式如下： = m/V3式中 物质的密度（g/cm ）；m 物质的质量（g）；3V- 物质的体积（cm ）。常用材料的密度（20）材料铅铜铁钛铝锡钨塑料玻璃钢碳纤维复合材料密度118.97.84.52.7.190.922.01.11.63/g/cm.3728.3.2密度意义： 密度的大小很大程度上决定了工件的自重，对于要求质轻的工件宜采用密度较小 的材料（如铝、钛、塑料、复合材料等）；工程上对零件或计算毛坯的质
2、量也要利用密度。（ 2）熔点： 是材料从固态转变为液态的温度，金属等晶体材料一般具有固定的熔点，而 高分子材料等非晶体材料一般没有固定的熔点。常用材料的熔点铝合材料钨钼钛铁铜铝铅铋锡铸铁碳钢金熔点338/ 02630167715381083660.1327271.3231.91279114814501500447575熔点意义： 金属的熔点是热加工的重要工艺参数；对选材有影响，不同熔点的金属具有不同 的应用场合：高的熔点金属（如钨、钼等）可用于制造耐高温的零件（如火箭、导弹、燃气 轮机零件，电火花加工、焊接电极等），低的熔点金属（如铅、铋、锡等）可用于制造熔丝、 焊接钎料等。（ 3）电阻率 ：
3、电阻率用 表示，电阻率是单位长度、单位截面积的电阻值，其单位为 .m。电阻率的意义：是设计导电材料和绝缘材料的主要依据。材料的电阻率 越小， 导电性能越好。金属中银的导电性最好、铜与铝次之。通常金属的纯度越高，其导电性越好，合金的导 电性比纯金属差，高分子材料和陶瓷一般都是绝缘体。导电器材常选用导电性良好的材料， 以减少损耗；而加热元件、电阻丝则选用导电性差的材料制作，以提高功率。（ 4）导热率： 导热率用导热率表示，其含义是在单位厚度金属，温差为1 时，每秒钟 从单位断面通过的热量。单位为w/(m ) 。常用金属的热导率材料银铜铝铁灰铸铁碳钢热导率 /W/(m )41939322275636
4、7（ 100）金属具有良好的导热性，尤其是银、铜、铝的导热性很好；一般纯金属具有良好的导热性，合金的成分越复杂，其导热性越差。 导热率的意义：是传热设备和元件应考虑的主要性能，对热加工工艺性能也有影响。散热器等传热元件应采用导热性好的材料制造；保温器材应采用导热性差的材料制造。热加 工工艺与导热性有密切关系，在热处理、铸造、锻造、焊接过程中，若材料的导热性差，则 会使工件内外产生大的温差而出现较大的内应力，导致工件变形或开裂。采用缓慢加热和冷 却的方法可使零件内外温度均匀，防止变形和开裂。（ 5）热膨胀性（线膨胀系数）：材料随温度的改变而出现体积变化的现象称为热膨胀 性，用线膨胀系数来表示，其
5、含义是温度上升1时，单位长度的伸长量，单位为1/ 。-6常用金属的线膨胀系数/ 101/ 铝铅锡铜材料铁钛碳钢黄铜青铜铸铁线膨胀系数/ -622213.9.3.7.811.10.6.721317.820.917.618.28.711.610 1/ 63006陶瓷的热膨胀性小，金属次之，高分子材料最大。线膨胀系数的意义：影响工件的精度，精密量具、零件、仪表、机器等，应选用线膨胀系数 小的材料， 以避免在不同的温度下使用影响其精度；机械加工和装配中也应考虑材料的热膨 胀性 , 以保证构件尺寸的准确性。（ 6）磁性非铁磁性物质：不能被磁铁所吸引，即不能被磁化，如Al 、Cu等。可用于制作要求避免 电
6、磁场干扰的零件和结构件。铁磁性物质：可以被磁铁吸引，即能补磁化，如Fe、Ni 、Co等。可用于制造变压器的铁 芯、发电机的转子等；表示磁性的物理量：导磁率 （ =B/H ）：表示铁磁材料磁化曲线上某一点的磁化强度B 与外磁场强度H的比值；磁饱和强度B1： 表示材料能达到的最大磁化强度；剩磁 B r ：表示外磁场退为零时，材料的剩余磁感应强度；矫顽力 H C：表示要使磁感应强度降为零时，必须加反方向的磁场HC。 软磁材料： 指易于磁化并可反复磁化的材料，但当外磁场去除后磁性随之消失。硬磁材料： 硬磁材料经磁化后，当外磁场去除后仍保留磁性，并具有高的剩磁和矫顽力。2 、化学性能耐腐蚀性： 金属材料
7、在常温下抵抗氧、水及其他化学物质腐蚀破坏的能力称为耐腐蚀性。 材料的耐蚀性常用每年腐蚀深度（渗蚀度）Ka（ mm/年）表示。金属的腐蚀既造成表面金属光泽的缺失和材料的损失，也造成一些隐蔽性和突发性的事故。 金属材料中铬镍不锈钢可以耐含氧酸的腐蚀；而耐候钢、 铜及铜合金、 铝及铝合金能耐大气 的腐蚀；合成高分子材料和陶瓷材料一般都具有良好的耐腐蚀性。对金属材料而言，其腐蚀形式主要有两种：一种是化学腐蚀，另一种是电化学腐蚀。化学腐 蚀是金属直接与周围介质发生纯化学作用，例如钢的氧化反应。电化学腐蚀是金属在酸、碱、 盐等电介质溶液中由于原电池的作用而引起的腐蚀。提高材料的耐腐蚀性的方法很多，如均 匀化处理、表面处理等都可以提高材料的耐腐蚀性。高温抗氧化性：在高温下金属材料易与氧结合，形成氧化皮，造成金属的损耗和浪费，因 此高温下使用的工件，要求材料具有高温抗氧化的能力。如各种加热炉、锅炉等，要选 用抗氧化性良好的材料。材料中的耐热钢、高温合金、钛合金、陶瓷材料等都具有好的 高温抗氧化性。提高高温抗氧化性的措施是：使材料在迅速氧化后能在表面形成一层连续而致密并与母体结 合牢靠的膜，从而阻止进一步氧化。
