金属材料的性能ppt课件

机械基础,1-2金属材料的性能,1,1-2金属材料的性能,材料是机器的物质基础，金属材料的性能是选择材料的主要依据。,金属材料的性能包括使用性能和工艺性能。,使用性能是指金属零件在使用条件下金属材料表现出来的性能。,工艺性能是指金属材料从冶炼到成品的生产过程中，在各种加工条件下表现出来的性能。,2,1-2金属材料的性能,金属材料的性能,使用性能,工艺性能,物理性能：,化学性能：,力学性能：,密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性、磁性,耐腐蚀性、抗氧化性、化学稳定性,强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度,铸造性,锻压性,焊接性,可加工性,3,1-2金属材料的性能,一、金属材料的物理性能,金属材料的物理性能是指金属材料所固有的属性，包括：密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性和磁性等。,根据密度的大小，金属材料可分为轻金属和重金属。密度小于4.5g/cm3的金属叫做轻金属。,1.密度是物体单位体积内所具有的质量，单位：kg/m3。,最轻的金属？,常见的金属中：最重的金属？,如：铝、钛,4,1-2金属材料的性能,一、金属材料的物理性能,2.熔点,金属材料由固态向液体状态转变时的温度，叫做熔点，一般用摄氏温（）表示。,工业上常用的金属材料中，锡的熔点最低，为232，而钨的熔点最高，为3410.,熔点在1000-2000的金属称为中熔点金属。,熔点低于1000呢？,熔点高于2000呢？,钢的熔点为1538，铅的熔点323.,熔点对于冶炼、铸造、焊接和配制合金都很重要。,5,1-2金属材料的性能,3.导热性,导热性是指金属材料传导热量的能力。衡量指标：热导率,一般情况下，金属材料的导热性比非金属材料好。,导热性最好的是银，其次是铜和铝。,导热性好的金属散热也好，可用来制造散热器零件，如冰箱、空调的散热片。,6,1-2金属材料的性能,4.热膨胀性,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。,各种金属材料的热膨胀性不同，一般用线膨胀系数l来表示金属材料热膨胀性的大小。,7,1-2金属材料的性能,5.导电性,金属材料传导电流的性能称为导电性。,衡量金属材料导电性的指标是电导率。,电导率愈大，其导电性能就愈好。,所有金属都具有导电性，但各种金属材料的导电性各不相同，导电性以银最好，其次是铜和铝。,8,1-2金属材料的性能,6.磁性,金属导磁的性能，具有导磁能力的金属都能被磁铁吸引。,铁磁性材料，如铁、钴等；,顺磁性材料，如锰、铬、铜、锌等；,对某些材料，磁性不是固定不变的，如铁在768以上就表现为顺磁性。,9,1-2金属材料的性能,二、金属材料的化学性能,金属材料在常温或高温条件下，抵抗外界介质对其化学侵蚀的能力，称为金属材料的化学性能。,金属材料的化学性能一般包括耐腐蚀性和抗氧化性等。,1.耐腐蚀性,金属材料在常温下抵抗各种介质（氧、水蒸气、酸、碱和盐等）腐蚀作用的能力称为抗腐蚀性。,常见的钢铁生锈，就是腐蚀现象。,10,1-2金属材料的性能,2.抗氧化性,二、金属材料的化学性能,是指金属材料在高温时抵抗氧化的能力。,许多金属都能与空气中的氧进行化合而形成氧化物，在金属表面形成一层氧化膜。如果金属表面形成的氧化物层比较疏松，这时外界氧气便可以继续与金属材料发生作用，使金属材料受到破坏，这种现象就叫做金属材料的氧化。,3.化学稳定性,是金属材料的耐腐蚀性和抗氧化性的总称。,金属材料在高温下的化学稳定性叫做热稳定性。,用于制造高温下工作的零件的金属材料，要有良好的热稳定性。,11,1-2金属材料的性能,三、金属材料的力学性能,指金属材料在力作用下所表现出来的性能。,力学性能包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度等指标。,金属材料在加工和使用过程中所受的作用力称为载荷。,载荷按其作用形式的不同，分为静载荷、冲击载荷和交变载荷等。,12,1-2金属材料的性能,三、金属材料的力学性能,1.强度,指金属材料在静载荷作用下抵抗变形和破坏的能力。,抵抗能力越大，强度越高；强度越高，抵抗能力越大，越不容易破坏。,根据所受载荷的不同，金属材料的强度可以分为：抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗扭强度和抗剪强度等。其中最常用的强度是抗拉强度（强度极限），b表示。,13,1-2金属材料的性能,三、金属材料的力学性能,2.塑性,指金属材料在静载荷作用下产生永久变形而不被破坏的能力。,金属材料具有塑性才能进行压力加工，塑性好的金属材料制成的零件在使用时也比较安全。,断面收缩率,衡量指标：伸长率,5%的为塑性材料，5%的为脆性材料。,14,1-2金属材料的性能,三、金属材料的力学性能,3.硬度,指金属材料表面抵抗变形和破坏的能力。,它是衡量金属材料软硬程度的指标。,常用的硬度测量方法有如下几种：,布氏硬度（HB）,洛氏硬度（HRA、HRB、HRC），应用最广,维氏硬度（HV）,15,1-2金属材料的性能,三、金属材料的力学性能,4.韧性,是指金属材料抵抗冲击载荷作用而不被破坏的能力。,衡量指标：冲击韧度，用ak表示。,ak越大，冲击韧度越高。,16,1-2金属材料的性能,三、金属材料的力学性能,5.疲劳强度,金属材料在无限多次交变载荷作用下而不被破坏的最大应力，称为疲劳强度或疲劳极限。,例如：普通车床规定运行25年以后必须强行退役，出租车运行满6年后必须报废等。,衡量指标：-1,17,1-2金属材料的性能,四、金属材料的工艺性能,金属材料的工艺性能是指金属材料在各种加工条件下表现出来的适应能力，包括：,铸造性、锻压性、焊接性、可加工性,18,1-2金属材料的性能,四、金属材料的工艺性能,1、铸造性：金属材料能否用铸造的方法获得合格铸件的性能，称为铸造性或可铸性。,常用的金属材料中：,铸造性能决定因素：,熔化后液体金属的流动性,冷却时的收缩率,灰铸铁具有优良的铸造性能，,铸钢的铸造性能低于铸铁。,铸造铝合金和铸造铜合金的铸造性也较好。,19,1-2金属材料的性能,四、金属材料的工艺性能,2.锻压性：金属材料能否用锻压方法制成优良锻压件的性能，称为锻压性或可锻性。,在一般情况下，材料塑性好，变形抗力小，则锻压性也好。,低碳钢的锻压性最好，,中碳钢次之，,高碳钢则较次。,20,1-2金属材料的性能,四、金属材料的工艺性能,3.焊接性：金属材料在一定的焊接条件下，是否易于获得优良焊接接头的能力。,决定因素：焊缝是否产生裂纹、气孔。,低碳钢有教好的焊接性，,高碳钢较差，铸铁更差。,铜、铝合金的