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金属材料的物理性能

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扫一扫!金属材料的物理性能扫一扫!
人气:-发表时间:2017-07-07 15:00【

金属材料的固有属性即物理性能,其主要包括密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性和磁性等,它是金属材料的基本性能,下面小编分别加以介绍。

(1)密度

是指物质单位体积的质量,单位为g/cm³(或kg/m³)。它是金属材料的特性之一,不同金属材料的密度是有区别的,密度越大则质量愈大。常用金属材料的密度见表1-1所列,通常将密度小于5×10³kg/m³的金属称为轻金属,密度大于5×10³kg/m³的金属称为重金属。测量金属的密度可以鉴别和确定某些金属铸件的致密程度。

(2)熔点

金属和合金从固态向液态转变时的温度称为熔点。金属有固定的熔点,合金的熔点决定于成分,熔点对于金属和合金的冶炼、铸造、焊接、锻造等是十分重要的工艺参数,根据熔点的高低,金属分为难熔金属和易熔金属两类,通常难熔金属用来制造耐高温零件,例如火箭、导弹、燃气轮机和喷气式飞机等。而低熔点的金属制造消防安全阀、保险丝、铝(铅、锑)合金制品等。

(3)导热性

是指金属材料传导热量的性能。导热性的大小通常采用热导率来衡量,其符号为λ,需要说明的是热导率越大则金属的导热性越好,合金的导热性比其纯金属差。

导热性是金属材料的重要性能之一,其在零件的焊接、铸造、锻造和热处理过程中,必须认真考虑导热性,否则在金属的加热和冷却过程中将产生过大的内应力,造成零件的变形和开裂,出现难以挽回的损失。一般而言导热性好的金属其散热性也好,故多用于制造散热器、热交换器、发动机上的活塞等。

(4)导电性

是指金属材料的传导电流的性能,其技术指标为电阻率ρ,电阻率越小则导电性越好,合金的导电性比纯金属差。

一般导电性好的材料用作导电材料,例如纯铜、纯铝等用来作电线、电缆等,导电性差的金属材料制作电热元件。

(5)热膨胀性

是指金属材料随着温度的变化而膨胀和收缩的特性,其衡量指标为线膨胀系数α1。

文献[1,2,4,5]介绍体膨胀系数近似为线膨胀系数的3倍,因此在制订零件的焊接、热处理以及锻造等工艺时必须考虑热膨胀的影响,尤其是在减少工件的变形和开裂、测量零件的尺寸时注意其影响因素,减少或避免出现上述问题或缺陷。

(6)磁性

是指金属材料在磁场中受到磁化的能力。根据金属材料在磁场中受到磁化程度的差异,金属材料分为铁磁材料(例如铁、钴等)、顺磁材料(如锰、铬等)和抗磁材料(如铜和锌等),工程上实用的是铁磁材料,该类材料具有强烈的磁化效果。

铁磁材料广泛用于制造变压器、电动机、测量仪表等,而抗磁材料则用于避免干扰电磁场的零件和结构材料。需要说明的是将铁磁材料升到一定的温度后,磁畴被破坏则变成了顺磁体,该转变温度称为居里点,每种铁磁材料的居里点是不同的,因此其使用的温度必须在要求的温度以下才能满足需要。

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