金属材料的性能.ppt.ppt

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金属材料的性能,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,一、金属材料的物理性能,1，密度,单位体积金属的质量,单位,Kg/m3,g/cm3,单位换算,1g/cm3103Kg/m3,举例,Cu=8.9g/cm3,Fe=7.8g/cm3,Al=2.7g/cm3,Mg=1.8g/cm3,密度最大的金属,锇os=22.57g/cm3,按密度大小分类,轻金属（4.5g/cm3）,重金属（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,（10002000）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）,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l,如铁在0100时l=11.7610-6-1,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,讨论并回答下面问题,1、银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜不用银制？

2、为什么灯泡里的灯丝用钨制成而不是用锡制成？

如果用锡制的话，可能会出现什么情况？

答：

因为灯泡亮的时候要产生大量的热,灯丝的温度很高,只有钨的熔点才高于此温度,而锡的熔点很低,不能做灯丝.如果用锡，点亮一段时间后就会因为发热融化就会断。

答：

银的价格高于铜；此外银在自然界中的含量少。

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,课外小知识,金属之最,三，力学性能,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=106Pa,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,断面收缩率,、值越大，表示材料的塑性越好,注意,工程上通常把常温、静载下伸长率大于5%的金属材料称为塑性材料，如低碳钢；而把伸长率小于5%的金属材料称为脆性材料，如灰口铸铁等。

低碳钢是一种塑性极好的材料，在汽车制造业中常用这种材料通过冲裁、拉延、翻边等压力加工的方法来加工出汽车的车身覆盖件。

压力加工,汽车覆盖件,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：

冲击韧性（k）,k=Ak/A,单位J/cm2,k值越大，冲击韧度越高,5，疲劳强度,金属材料在无限次交变载荷作用下而不破坏的最大应力,疲劳强度的测试,试样承受交变载荷,钢的循环次数107,有色金属的循环次数108,疲劳断裂的特点,突然性,危险性大,提高疲劳极限的途径,改善零件的结构形状,降低表面粗糙度值,采取表面强化,四，金属材料的工艺性能,1.铸造性能铸造性能就是指反映金属材料熔化浇铸成为铸件的难易程度，表现为熔化状态时的流动性、吸气性、氧化性、熔点，铸件显微组织的均匀性、致密性，以及冷缩率等。

典型铸造件,2、锻压性,金属材料能否用锻压的方法制成锻压件的性能,影响锻压性的因素：

塑性、塑性变形抗力,常用钢铁材料的锻压性：

低碳钢的锻压性最好、中碳钢次之、高碳钢则较次,常用压力成型工艺,3.焊接性能一般是指两块相同的金属材料或两块不同的金属材料，在局部加热到熔融状态下，能够牢固地焊合在一起的性能。

焊接质量评价：

焊缝裂纹、焊缝气孔、夹渣,常用钢铁材料的焊性：

较好：

低碳钢较差：

中高碳差：

铸铁,常用焊接形式,4.切削性能切削加工性能是指金属材料在用切削刀具进行加工时，所表现出来的难易程度。

通常灰铸铁有良好的切削加工性，钢的硬度在HBWl60-200范围内时，具有良好的切削加工性。

可加工性评价依据：

切削速度、加工表面光洁度和刀具磨损,影响可加工性的因素：

硬度（过高、过低都不好）切屑（是否易折断）,常用切削加工方式,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、布置作业习题册,