金屬材料的物理化學性能全解

1、1-2 金屬材料性能材料是機器物質(zhì)基礎(chǔ)。金屬材料性能是選擇材料主要依據(jù)。金屬材料的物理化學性能全解第1頁金屬材料性能普通分為工藝性能和使用性能。工藝性能是指金屬材料從冶煉到成品生產(chǎn)過程中，在各種加工條件下表現(xiàn)出來性能；使用性能是指金屬零件在使用條件下金屬材料表現(xiàn)出來性能。金屬材料使用性能決定了它使用范圍。使用性能包含物理性能、化學性能和力學性能。金屬材料的物理化學性能全解第2頁一、物理性能金屬所固有性能，包含密度、熔點、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、熱膨脹性、磁性金屬材料的物理化學性能全解第3頁這些東西有哪些相同物理性質(zhì)？金屬材料的物理化學性能全解第4頁鐵制造炊具導(dǎo)熱性銅制成導(dǎo)線導(dǎo)電性性質(zhì)在很大程度上決定物

2、質(zhì)用途，但還需考慮價格、資源、美觀、使用是否便利、回收、環(huán)境影響等原因用途 物理性質(zhì)金屬材料的物理化學性能全解第5頁一、金屬材料物理性能1. 密度 定義 金屬密度即是單位體積金屬質(zhì)量，其單位為3。 分類 依據(jù)密度大小，金屬材料可分為輕金屬和重金屬。 密度小于4 .53 金屬叫做輕金屬， 如鋁，鈦等。 密度大于4 .53 金屬叫做重金屬， 如銅，鐵等。金屬材料的物理化學性能全解第6頁一、金屬材料物理性能用途 在航空業(yè)和汽車業(yè)中，為增加有效載重，需考慮密度金屬材料的物理化學性能全解第7頁一、金屬材料物理性能2.熔點定義 金屬從固體狀態(tài)向液體狀態(tài)轉(zhuǎn)變時溫度稱為熔點。熔點普通用攝氏溫度（）表示。各種金

3、屬都有 其固定熔點。如鉛熔點為323 ，鋼熔點為。 分類 低熔點金屬熔點低于 ， 中熔點金屬熔點在 ， 高熔點金屬熔點 高于。 金屬材料的物理化學性能全解第8頁用途 熔點對于冶煉、鑄造、焊接和配制合 金等都很主要。易熔金屬熔斷器，防火安全閥難熔金屬耐高溫零件，如飛船外殼、火箭、導(dǎo)彈、燃氣輪機和噴氣飛機等耐高溫零件金屬材料的物理化學性能全解第9頁一、金屬材料物理性能3.導(dǎo)熱性定義 金屬材料傳導(dǎo)熱量能力稱為導(dǎo)熱性。熱導(dǎo)率（導(dǎo)熱系數(shù)）表示金屬材料導(dǎo)熱性能優(yōu)劣。 熱導(dǎo)率大金屬材料導(dǎo)熱性好。在普通情況下，金屬材料導(dǎo)熱性比非金屬材料好。金屬導(dǎo)熱性 以銀為最好，銅、鋁次之。用途 導(dǎo)熱性好金屬散熱也好，可用來

4、制造散熱器零件，如冰箱、空調(diào)散熱片。 金屬材料的物理化學性能全解第10頁一、金屬材料物理性能4.熱膨脹性 定義 金屬材料在受熱時體積會增大，冷卻時則收縮，這種現(xiàn)象稱為熱膨脹性。 線膨脹系數(shù)l 鐵在 0-100時 l=11.76106/ 用途 一些精密測量工具就要選取膨脹系數(shù)較小金屬材料來制造；鋪設(shè)鐵軌、架設(shè)橋梁、金屬工件加工過程中測量尺寸等都要考慮到熱膨脹原因。金屬材料的物理化學性能全解第11頁這是什么金屬材料的物理化學性能全解第12頁一、金屬材料物理性能5 .導(dǎo)電性定義 金屬材料傳導(dǎo)電流性能稱為導(dǎo)電性。 銀為最好，銅、鋁次之，用途 工業(yè)上用銅、鋁做導(dǎo)電材料。導(dǎo)電性差高電阻金屬材料，如鐵鉻合金

5、、鎳鉻鋁、康銅和錳銅等用于制造儀表零件或電熱元件，如電爐絲。金屬材料的物理化學性能全解第13頁一、金屬材料物理性能6磁性 定義 金屬導(dǎo)磁性能稱為磁性。 鐵磁性材料 鐵、鈷， 無磁性或順磁性材料 錳、鉻、銅、鋅。 但對一些金屬來說，磁性也不是固定不變，如 鐵在以上就表現(xiàn)為沒有磁性或順磁性。金屬材料的物理化學性能全解第14頁 用途 鐵磁性材料可用于制作變壓器、電機鐵心和測量儀表零件等；無（順）磁性材料可用做要求防止磁場干擾零件。金屬材料的物理化學性能全解第15頁討論并回答以下問題：1、銀導(dǎo)電性比銅好，為何電線普通用銅而不用銀制？2、為何燈泡里燈絲用鎢制而不用錫制？假如用錫制話，可能會出現(xiàn)什么情況？

6、金屬材料的物理化學性能全解第16頁二、金屬材料化學性能金屬材料化學性能是指金屬在化學作用下所表現(xiàn)性能。1 耐腐蝕性 金屬材料在常溫下抵抗氧、水蒸氣及其它化學介質(zhì)腐蝕作用能力，稱為耐腐蝕 性。 常見鋼鐵生銹，就是腐蝕現(xiàn)象。2 抗氧化性 金屬材料抵抗氧化作用能力，稱為抗氧化性。 金屬材料在加熱時，氧化作用加速，金屬材料的物理化學性能全解第17頁結(jié)論：許多金屬都能與氧氣反應(yīng)，生成氧化物金屬與氧氣反應(yīng)鎂或鋁常溫下高溫下反應(yīng)式可反應(yīng)刺眼白光2Mg + O2 = 2MgO點燃4Al + 3O2 = 2Al2O3點燃鐵或銅不反應(yīng)可反應(yīng)2Cu + O2 = 2CuO3Fe + 2O2 = Fe3O4點燃金屬材

7、料的物理化學性能全解第18頁 注意: 鋁在空氣中與氧氣反應(yīng)生成致密氧化鋁薄膜,阻止反應(yīng)深入發(fā)生。 2、為何我們看過鐵生銹，而沒看過思索： 1、有沒有特例？ 有，金、銀例外； 鋁生銹呢？金屬材料的物理化學性能全解第19頁 鋼材在鑄造、熱處理、焊接等加熱作業(yè)時，會 發(fā)生氧化和脫碳，造成材料損耗和各種缺點。所以，在加熱坯件或材料時，常在其 周圍形成一個還原氣體或保護氣體，以防止金屬材料氧化。3 化學穩(wěn)定性 化學穩(wěn)定性是金屬材料耐腐蝕性和抗氧化性總稱。 熱穩(wěn)定性 金屬材料在高溫下化學 穩(wěn)定性。 制造在高溫下工作零件金屬材料，要有良好熱穩(wěn)定性。金屬材料的物理化學性能全解第20頁常見金屬性能比較金屬熔點密

8、度g/cm3導(dǎo)電性導(dǎo)熱性磁性化學性能鐵15387.8銀銅室溫鐵鈷鎳銅耐蝕性優(yōu)于鋼在堿性中優(yōu)于鋁銅10838.9鋁鐵化學性能活潑鋁6602.7鐵金屬材料的物理化學性能全解第21頁課外小知識：1、金屬特征(密度、熔點、硬度等)物理性質(zhì)物理性質(zhì)比較導(dǎo)電性（以銀導(dǎo)電性為100作標準）密度（gcm-3）熔點()硬度（以金剛石硬度為10作標準）銀銅金鋁鋅鐵鉛10099746127177.9（優(yōu)）（良）金 鉛 銀 銅 鐵 鋅 鋁 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70 （大）（?。╂u 鐵 銅 金 銀 鋁 錫 3410 1535 1083 1064 962 660 232 （高）（低）鉻 鐵 銀 銅 金 鋁 鉛9 45 2.54 2.53 2.53 22.9 1.5 （大）（?。┙饘俨牧系奈锢砘瘜W性能全解第22頁地殼中含量最高金屬人體中含量最高金屬熔點最大金屬熔點最低導(dǎo)電導(dǎo)熱性最好金屬鎢汞銀鋁鈣世界年產(chǎn)量最高金屬鐵2、金屬之最金屬材料的物理化學性能全解第23頁K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au鉀 鈣 鈉 鎂 鋁 鋅 鐵 錫 鉛 氫 銅 汞 銀 鉑 金金屬活動性由強到弱3、金屬活動性次序金屬材料的物理化學性能