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工程材料的物理性能

提示:

材料的性能,是指用来表征材料在给定外界条件下的行为参量,当外界条件发生变化时,同一种材料的某些性能也会随之变化。通常所指金属材料的性能包括以下两个方面,如图1-1所示。 图1-1 金属材料的性能 (1)使用性能 即为了保证零件、工程构件或工具等的正常工作,材料所应具备的性能。它包括力学、物理、化学等方面的性能。

    材料的性能,是指用来表征材料在给定外界条件下的行为参量,当外界条件发生变化时,同一种材料的某些性能也会随之变化。通常所指金属材料的性能包括以下两个方面,如图1-1所示。

 金属材料的性能

    1-1  金属材料的性能

    (1)使用性能

    即为了保证零件、工程构件或工具等的正常工作,材料所应具备的性能。它包括力学、物理、化学等方面的性能。金属材料的使用性能决定了其应用范围、安全可靠性和使用寿命等。

    (2)工艺性能

    即反映材料在被制成各种零件、构件和工具的过程中,材料适应各种冷、热加工的性能。主要包括铸造、压力加工、焊接、切削加工、热处理等方面的性能。

    金属材料的物理性能是指材料在各种物理现象(如导电、导热、熔化等)中所表现出来的属性。

    (1)密度和熔点

    ①密度  物质单位体积所具有的质最称为密度。材料的密度对设计和制造过程中的选材有重要的意义,如何减少自身质量、增加承载能力,密度是需要重点考虑的冈素之一。例如,飞机上的许多零件及构件都要选用密度较小的铝合金或镁合金来制造。人们一般把密度小于5×103 kg/m3的金属称为轻金属,而密度大于5×103 kg/m3的金属称为重金属。材料的抗拉强度与密度之比称为比强度。比强度高的材料不但强度高,而且质量小,这对于高速运转的零件、要求自重轻的运输机械或工程结构件等具有重要意义。

    在生产中常利用密度通过测量体积来计算不能直接称量的大型工件或估算毛坯用料的质量。在热加工中常常利用金属的密度不同来去除液态金属中的杂质。常用金属材料的密度见表1-1

    1-1  常用金属材料的密度

 常用金属材料的密度

    ②熔点  在缓慢加热条件下,金属或合金由固体状态变成液体状态时的温度称为熔点,常用摄氏温度()表示。纯金属有固定的熔点,即其熔化过程是在恒定的温度下进行的,而合金的熔化过程则在一个温度范围内进行。表1-2列出了常用金属材料的熔点。

    1-2  常用金属材料的熔点

 常用金属材料的熔点

    不同熔点的金属有不同的用途,熔点高的金属称为难熔金属(如钨、钼、钒等),常用于制造耐高温零件,例如选用钨做灯丝,防止灯丝因温度升高而熔化;熔点低的金属称为易熔金属(如锡、铅等),常用于制造保险丝等,保护电器没备不会因电流突然增大而烧坏。此外,熔点对于材料的成型和热处理工艺十分重要。铸造和焊接等工艺必须加热到金属的熔点才能实现,热处理工艺中加热温度的选择、压力加工时锻造温度范围的选择等也要考虑金属材料的熔点。


(责任编辑: 佚名 )

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