金属材料的物理性能和化学性能课件.ppt

一、金属材料的物理性能 三，力学性能 三，小结 1，力学性能 强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度 2，工艺性能 铸造性、锻压性、焊接性、可加工性 四，布置作业 * 金属材料的性能 教学目标： 1，知识目标：（1），使学生了解机械基础中金属材料性能的分类情况 （2），使学生了解金属材料的物理性能、化学性能 （3），使学生理解金属材料的力学性能 （4），使学生了解金属材料的工艺性能 2，能力目标：理解金属材料的物理性能、化学性能和力学性能对金属材料选择的影响和工艺性能对金属材料加工、使用的影响 3，情感目标：通过学习了解各种材料的性能是千差万别的 教学重点：密度、熔点、导热性、导电性 教学难点：材料的性能对材料使用的影响 提问 为什么现在门窗，自行车等都 会选用铝合金 结论 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 材料的性能分类 使用性能 工性性能 物理性能 化学性能 力学性能 铸造性 锻压性 焊接性 可加工性 1，密度 单位体积金属的质量 单位 Kg/m3 g/cm3 单位换算 1g/cm3 ＝103Kg/m3 举例 ρCu=8.9g/cm3 ρFe=7.8g/cm3 ρAl=2.7g/cm3 ρMg=1.8g/cm3 密度最大的金属 锇ρos=22.57g/cm3 按密度大小分类 轻金属（ ρ ﹤4.5g/cm3） 重金属（ ρ ﹥4.5g/cm3） 2，熔点 金属从固态向液态转变时的温度 单位 摄氏度（℃） 物质的分类 晶体 非晶体 单晶体 多晶体 金属熔点举例 铅323℃，铁1538 ℃ 按熔点高 低分类 低熔点金属 中熔点金属 高熔点金属 （1000 ℃以下 ）例：铅、锡 （1000 ℃——2000 ℃ ）例：铁 （2000 ℃ 以上）例：钨 按熔化难 易分类 易熔金属（320 ℃以下 ） 难熔金属（1800 ℃以上 ） 熔断器和防火安全阀等 飞船外壳、火箭、导弹、 燃气轮机和喷气飞机等 导热性 金属材料传导热量的能力 分类 热的良导体：金属 热的不良导体：非金属 热导率（导热系数）λ 表示金属材料导 热性能的优劣 导热率大的金 属材料导热性好 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 线胀系数αl 如铁在0——100℃时αl=11.76×10-6 ℃-1 实际工作中需 要考虑热膨 胀的影响的 铺设铁轨 架设桥梁 测量尺寸 5，导电性 金属材料传导电流的性能 分类 导体 绝缘体 导电性好的用作导电材料 导电性差的用作电阻、电热元件 用作绝缘材料 金属材料中导电性能最好的是 银 铜 铝 6，磁性 金属导磁的性能 分类 铁磁性材料 无（顺）磁性材料 能被磁铁吸引 如铁、钴等 用作变器、电机的铁 心和测量仪表零件 如锰、铬、铜、锌等 用作要求避免磁场 干扰的零件 注意 磁性不是固定不变的 二，金属材料的化学性能 1，耐腐 蚀性 金属材料在常温下抵抗氧、水蒸 气及其他化学介质腐蚀作用能力 腐蚀对金 属材料 的危害 2，抗氧化性 金属材料在加热时抵抗氧化作用的能力 会发生氧 化情况 锻造 热处理 焊接 避免氧 化方法 还原保护气体 3，化学 稳定性 金属材料的耐腐蚀性和抗氧化 性的总称 热稳定性 金属材料在高温下的稳定性 用于制造在高温下工作的零件的 金属材料，要有良好的热稳定性 定义 是指金属材料在外力的作用下所表现出来的性能（抵抗能力）。 力 学 性 能 强度 塑性 硬度 韧性 疲劳强度 载荷（负荷） 机械零件在使用和制造过程中受到的力的作用 载荷分类 静载荷 变载荷 交变载荷 冲击载荷 变形 弹性变形 塑性变形 应力 单位截面上的内力 应力分类 静应力 变应力 1，强度 金属材料在静载荷作用下抵抗变形和破坏的能力 单位 Pa、Mpa 单位换算 1Mpa=106 Pa 分 类 抗拉强度 抗压强度 抗扭强度 抗弯强度 抗剪强度 2，塑性 金属材料在静载荷作用下产生永久变形而不破坏的能力 塑性指标 伸长率δ 断面收缩率Ψ δ、Ψ值越大，表示材料的塑性越好 注意 3，硬度 金属材料抵抗其他更硬物体压入其表面的能力 硬度是衡量金属材料软硬的指标，是金属材料表面抵抗变形或破坏的能力，是材料塑性、强度等性能的综合体现 最常用的硬度 布氏硬度（HB） 洛氏硬度（HRC、HRB、HRA） 维氏硬度（HV） 硬度的应用 布氏硬度用于测定铸铁、有色金属、低合金结构钢以及结构钢调质件的硬度 洛氏硬度应用最广，常用于测定工件的表面硬度 维氏硬度由于测试手续较繁、应用较少 4,韧性 金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力 常用指标