3、工藝性能是指材料在各種加工過程中所表現(xiàn)出來的性能。工藝性能有：鑄造性能、鍛造性能、焊接性能、熱處理性能和切削加工性能等。2、物理化學(xué)性能：材料所體現(xiàn)的物理化學(xué)性質(zhì)的性能。物理性能有：電導(dǎo)性、熱導(dǎo)性等、比重、熔點。化學(xué)性能有：耐蝕性、抗氧化性、電化學(xué)腐蝕。1第一節(jié)金屬的機械性能

（一）強度：強度是材料在外力的作用下，抵抗塑性變形和斷裂的能力。強度分為:抗拉（壓）強度、抗彎強度、抗扭轉(zhuǎn)強度、抗剪強度、疲勞強度等。通常以抗拉強度為基本的強度指標(biāo)。2材料的抗拉強度以標(biāo)準(zhǔn)試樣在萬能材料試驗機上進(jìn)行拉伸試驗測定；如圖為拉伸用標(biāo)準(zhǔn)試樣，通常分為長試樣(L0=10d0)和短試樣(L0＝5d0)兩種。L和d0值有規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值，一般Lo為100mm或50mm。31、低碳鋼拉伸實驗（1）試驗：標(biāo)準(zhǔn)試樣裝夾在萬能材料試驗機上或拉伸試驗機上，緩慢加載拉伸，隨著載荷增加，試樣逐漸伸長，直至試樣拉斷。載荷（F）與相應(yīng)的試樣伸長量（ΔL）可由試驗機或人工繪成拉伸曲線圖。42）塑性變形：載荷超過PE之后，試樣除發(fā)生彈性變形外還將發(fā)生塑性變形。此時，載荷去除后試樣不能恢復(fù)到原始長度，這種變形稱塑性變形或永久變形。（2）低碳鋼的拉伸曲線分析（如圖所示）1）彈性變形：在Ob階段，去除載荷，試樣將恢復(fù)到原始長度。此階段試樣的變形稱為彈性變形。在Oa階段載荷F與伸長最△L為線性關(guān)系，稱為比例變形。ab階段載荷F與伸長最△L為曲線性關(guān)系仍然是彈性變形。54）縮頸與斷裂：當(dāng)載荷超過Pb以后，試樣上某部分開始變細(xì)，出現(xiàn)了“縮頸”，由于其截面縮小，使繼續(xù)變形所需載荷下降。載荷到達(dá)Pk時，試樣在縮頸處斷裂。Pb是最大強度3）屈服變形：當(dāng)載荷增大到Ps之后，拉伸圖上出現(xiàn)了水平線段，這表示載荷雖未增加，但試樣繼續(xù)發(fā)生塑性變形而伸長，這種現(xiàn)象稱為“屈服”，s點稱為屈服點。載荷與實件直徑有關(guān)，因此工程上采用應(yīng)力來表示。6（3）應(yīng)力—應(yīng)變圖為使曲線能夠直接反映出材料的力學(xué)性能，可用應(yīng)力σ（試樣單位橫截面上的拉力4P/πd0）代替載荷P；以試樣單位長度上的伸長量應(yīng)變,（ε=△L/L）取代伸長量△L.由此繪成的曲線圖,稱作應(yīng)力—應(yīng)變圖。σ=EεE是彈性模量（GN/mm)σ-ε曲線和F-△L曲線形狀相同,僅是坐標(biāo)的含義不同。另比例極限與彈性極限很接近，工程中常用Fe點進(jìn)行計算。227（4）內(nèi)力：材料在外力作用下，內(nèi)部分子之間的抗衡的力。內(nèi)力分為：有外力作用是產(chǎn)生的內(nèi)力。無外力作用是產(chǎn)生的內(nèi)力（熱應(yīng)力、重力等）。（5）應(yīng)力：單位面積上的力。σ=F/A0b點的應(yīng)力為σbs點的應(yīng)力為σse點的應(yīng)力為σe8（6）拉伸強度1）比例（極限）強度。σP=Pp/A0（MPa）2）彈性（極限）強度。σe=Pe/A0（MPa）3）屈服（極限）強度。σs=Ps/A0（MPa）4）抗拉（極限）強度。σb=Pb/A0（MPa）Ps-試樣發(fā)生屈服時所承受的最小載荷，N；式中Pb_試樣在拉斷前所承受的最大載荷,N；Pe-試樣發(fā)生塑性變形前所承受的最大載荷，N；

Ao--試樣原始截面積，mm2。9（7）塑性

塑性是指材料產(chǎn)生塑性變形而不被破壞的能力，能常以伸長率δ來表示。

δ=L1-L0/L0x100%式中：Lo____試樣原始標(biāo)距長度，mm；

L1____試樣拉斷后的標(biāo)距長度，mm。必須指出，伸長率的數(shù)值與試樣尺寸有關(guān)，因而試驗時應(yīng)對所選的試樣尺寸作出規(guī)定，以便進(jìn)行比較。如Lo=10d0時，用δ10或δ表示；Lo=5d0時，用δ5表示。伸長率δ是衡量材料塑性的一個重要指標(biāo)，工程中一般將δ5%的材料作為塑性材料；δ5%材料作為脆性材料。不僅是金屬材料。10材料的塑性也可用斷面收縮率ψ表示：

式中：Ao____試樣的原始截面積，mm；A1____試樣拉斷后，斷口處截面積，mm。δ和ψ值愈大，材料的塑性愈好。良好的塑性不僅是金屬材料進(jìn)行軋制、鍛造、沖壓、焊接的必要條件，而且在使用時萬一超載，由于產(chǎn)生塑性變形，能夠避免突然斷裂。A0Ψ=x100%（A0—A1）22112、脆性材料拉伸

鑄鐵、玻璃鋼，混凝土及陶瓷等，這些材料在拉伸時，一直到斷裂，變形都不顯著，而且沒有屈服階段，也沒有頸縮現(xiàn)象，只有斷裂時的強度極限σb。這些材料的特點是伸長量很小，一般δ<5%，因此稱它們?yōu)榇嘈圆牧稀?2（1）灰口鑄鐵的應(yīng)力應(yīng)變曲線特點是全部圖線都是曲線，沒有明顯的直線部分，由于直到拉斷時試件的變形都非常微小，可以近似的用一條線來代替這段曲線(如圖中的虛直線)，從而確定材料的彈性模量E。因此，對于虎克定律這種材料是近似的。（2）玻璃鋼的應(yīng)力應(yīng)變曲線的特點是直到試件拉斷幾乎都是直線。玻璃鋼的應(yīng)力應(yīng)變曲線的特點是直到試件拉斷幾乎都是直線。如圖所示是鑄鐵和玻璃鋼受拉伸時的應(yīng)力應(yīng)變曲線。脆性材料拉伸時的強度極限比塑性材料低得多。13

對于沒有明顯屈服現(xiàn)象的金屬材料，工程上規(guī)定以試樣0.2%塑性變形時的應(yīng)力，作為該材料的屈服點，用σ0.2表示。

3、材料的壓縮實驗金屬試件常做成圓柱形，高度約為直徑的1．5~3倍，高度不能太大，否則受壓后容易發(fā)生彎曲變形。對于棍凝土、石料等常用方塊試件。14（1）塑性材料壓縮實驗當(dāng)應(yīng)力小于比例極限或屈服極限時，它所表現(xiàn)的性質(zhì)與拉伸時相似，而且比例極限與彈性模量的數(shù)值，與拉伸時數(shù)值大約相等。應(yīng)力超過比例極限后，由于試驗機平板與試件兩端之間的摩擦力，使試件被壓成鼓形。隨載荷逐漸增加，最后形成餅狀。無強度極限。15(2)、脆性材料壓縮實驗脆性材料受壓時，也和受拉時一樣，很小的變形下就發(fā)生破壞；但是，壓縮時的強度極限，要比受拉伸時大很多倍，所以脆性材料常用作承壓構(gòu)件。鑄鐵受壓縮時的應(yīng)力應(yīng)變曲線如圖，圖中虛線表示受拉伸時的應(yīng)力應(yīng)變曲線。由圖可見，鑄鐵受壓縮時的強度極限約為受拉伸時的2-4倍。從圖中還可看出，鑄鐵受壓縮時與受拉伸時一樣，沒有明顯的直線部分，也沒有屈服階段，破壞發(fā)生在與軸線約成45度的斜面上。16

4、許用應(yīng)力[σ]

[σ]≤

σ為危險應(yīng)力，對塑性材料有σs、σb。對脆性材料取σr。n是安全系數(shù)，根據(jù)具體情況可取1.5、2、2.5、3、3.5、4等。0σn00.2機件的強度條件σ≤[σ]

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（二）、硬度1、硬度：材料抵抗局部變形的能力，即局部塑性變形或壓痕，稱為硬度。硬度是衡量金屬軟硬的判據(jù)。硬度直接影響到材料的耐磨性及切削加工性，因為機械制造中的刃具、量具、模具及工作的耐磨表面都應(yīng)具有足夠高的硬度，才能保證其使用性能和壽命。若所加工的金屬坯料的硬度過高時，則給切削加工帶來困難。顯然，硬度也是重要的力學(xué)性能指標(biāo)，應(yīng)用十分廣泛。

2、硬度分類：金屬材料的硬度是在硬度計上測定的。根據(jù)硬度計的測量方法不同，常用的有布氏硬度法、洛氏硬度法和維氏硬度法三種。18（1）布氏硬度（HB）

布氏硬度的測試原理如圖所示。以直徑為D的淬火鋼球或硬質(zhì)合金球為壓頭，在載荷F的靜壓力下，將壓頭壓入被測材料的表面；停留若干秒后，卸去載荷。然后，采用帶刻度的專用放大鏡測出壓痕直徑d，并依據(jù)d的數(shù)值從專門的硬度表格中查出相應(yīng)的HB值。HB=F/S=F/πDh（N/mm）F為測頭上的壓力，單位為牛頓。h為壓痕的深度，不易測量，可用壓痕直徑d來換算2布氏硬度計

191）布氏硬度計的壓頭直徑有Φ10mm、Φ5mm、Φ2.5mm三種，而載荷有30000N、7500N、1870N等數(shù)種，供不同材料和不同厚度試樣測試時選用。其中常用的壓頭直徑為Φ10mm,載荷為30000N。2）布氏硬度法特點：因壓痕面積較大、其硬度值比較穩(wěn)定，故測試數(shù)據(jù)重復(fù)性好，準(zhǔn)確度較洛氏硬度法高。缺點是測量費時，且因壓痕較大，不適于成品檢驗。由于測試過硬的材料可導(dǎo)致鋼球的變形，因此布氏硬度通常用于HB值小于450的材料，如灰鑄鐵、非鐵合金及較軟的鋼材。新型布氏硬度計設(shè)計有硬質(zhì)合金球壓頭，從而可用于測試淬火鋼等較硬金屬的硬度，使布氏硬度法的適用范圍擴大。為了區(qū)別不同壓頭測出的硬度值，將鋼球壓頭測出的硬度值（小于450）標(biāo)以符號HBS，而將硬質(zhì)合金球壓頭測出的硬度值（450~650）標(biāo)以HBW。而高硬度的薄板件和表面要求高的工件不宜用布氏硬度。20（2）洛氏硬度（HR）洛氏硬度的測試原理是以頂角為120°金鋼石圓錐體（或Φ1.588mm淬火鋼球）為壓頭，在規(guī)定的載荷下，垂直地壓入被測金屬表面，卸載后依據(jù)壓入深度h，由刻度盤上的指針直接指示出HR值h1-h0洛氏硬度測試示意圖洛氏硬度計21圖中0—0為金鋼石壓頭在和試件接觸前的位置。1—1為壓頭和試件接觸受到初載荷P0后壓入試件深度為h1的位置，2—2為試件受到主載荷P1后壓頭壓入試件的位置；3—3卸除主載荷后壓頭由于試件彈性變形的恢復(fù)而略有提高的位置。此時壓頭因主載荷而實際壓入的深度為(h3一h1)。此值越大，表示試件越軟。反之，表示試件越硬。按習(xí)慣上數(shù)值越大硬度越高的概念，常用某一常數(shù)K減(h3一h1)來表示硬度的高低，并用每0．002mm為一硬度單位，則所得的洛氏硬度用符號HR表示．即HR=[k-（h3-h1）]/2式中,h1—在P0作用下壓頭壓入試件的深度，mmh3——卸除P1但仍保留P0時，壓頭壓入試件表面的深度，mmK—常數(shù)，采用鋼球時為0．26，采用金剛石圓錐時為0．20。

22采用不同的試驗條件，可以測得從極軟到極硬材料的硬度。當(dāng)應(yīng)用120度角金剛石圓錐壓頭在588N(60kgf)、1471N(150kgf)載荷下所測得的硬度時，分別用HRA、HRC表示，當(dāng)用Φ1．58mm鋼球在980N(100kgf)載荷下所測得的硬度時，用HRB表示。HRA用于測極硬材料,HRB用于測軟金屬，HRC常用于測淬火鋼及其它較硬的材料。23特點：洛氏硬度測試簡單、測試迅速、因壓痕小，不損壞被測零件，可用于成品檢驗。它的缺點是測得的硬度值重復(fù)性較差，這對有偏析或組織不均勻的被測金屬尤為明顯，為此，必須在不同部位測量數(shù)次,取平均值。

硬度和強度間有一定換算關(guān)系（可參閱有關(guān)手冊），故在零件圖的技術(shù)條件中，通常標(biāo)注出硬度要求。24由于維氏硬度測試的壓痕為輪廓分明的正方形，便于測量，誤差?。雀?，測量范圍大．所以，適用于各種軟．硬金屬，尤其適用于極薄零件和滲碳、滲氮工件的硬度測定．但其操作不如洛氏硬度測定法方便，效率不高，所以不宜用于大批量生產(chǎn)工件的常規(guī)測定。（3）維氏硬度HV

維氏硬度測定方法基本原理與布氏硬度相同．也是根據(jù)壓痕單位面積承受的壓力大小來測量的，不同的是維氏硬度壓頭是錐面夾角為136度的金鋼石正四棱錐體．測試時．按選定的試驗壓力F將壓頭壓入并保持一定時間，卸載后測量壓痕對角線長度d用以計算壓痕表面積SHV=F／S=1．8544F/d(Kgf/mm)HV=0．1891F／d(MPa)22225（三）、沖擊韌（性）度1、沖擊韌度：材料斷裂前吸收的變形能量稱作韌性。韌性的常用指標(biāo)為沖擊韌度。2、測量方法：沖擊韌度通常采用擺錘式?jīng)_擊試驗機測定。測定時，一般是將帶缺口的標(biāo)準(zhǔn)沖擊試樣，放在試驗機上，然后用擺錘將其一次沖斷，并以試樣缺口處單位截面積上所吸收的沖出功表示其沖擊韌度，即ak=Ak/A（J/cm）式中：ak—沖擊韌度（沖擊值）；Ak—沖斷試樣所消耗的沖擊功，J；

A—試樣缺口處的截面積，cm。2ak溫度冷脆轉(zhuǎn)變溫度范圍263、脆性材料試件：對于脆性材料（如鑄鐵、淬火鋼等）的沖擊試驗，試樣一般不開缺口，因為開缺口的試樣沖擊值過低，難以比較不同材料沖擊性能的差異。4、影響沖擊值大小的因素：有試樣形狀、表面粗糙度、內(nèi)部組織，還與試驗時的環(huán)境溫度有關(guān)。因此，沖擊值一般作為選擇材料的參考，不直接用于強度計算。必須指出，承受沖擊載荷的機器零件,很少是在大能量下一次沖擊而破壞的,而大多是受到小能量多次重復(fù)沖擊而破壞的,如連桿、曲軸、齒輪等。因此，在大能量、一次沖斷條件下來測定沖擊韌度，雖然方法簡便，但對大多數(shù)在工作中承受小能量重復(fù)沖擊的機件來說就不一定適合。不過試驗研究表明：在沖擊載荷不太大的情況下，金屬材料承受多次重復(fù)沖擊的能力，主要取決于強度，而不要求過高的沖擊韌度。例如，用球墨鑄鐵制造的曲軸，只要強度足夠，其沖擊韌度達(dá)8~15J/cm時，就能獲得滿意的使用性能。沖擊值對組織缺陷很敏感，能反映出材料品質(zhì)、宏觀缺陷和顯微組織等方面的變化，因此，沖擊試驗是生產(chǎn)上用來檢驗冶煉、熱加工、熱處理等工藝質(zhì)量的有效方法。2273、疲勞強度（疲勞極限）：金屬材料在無數(shù)次循環(huán)載荷作用下不至引起斷裂的最大應(yīng)力。

金屬材料所承受的疲勞應(yīng)力（σ）與其斷裂前的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)（N），具有如圖所示所示的疲勞曲線關(guān)系。當(dāng)應(yīng)力下降到某值之后，疲勞曲線成為水平線，這表示該材料可經(jīng)受無數(shù)次應(yīng)力循環(huán)而仍不發(fā)生疲勞斷裂，這個應(yīng)力值稱為疲勞極限。當(dāng)應(yīng)力按正弦曲線對稱循環(huán)時，疲勞強度以符號σ

表示。（四）疲勞強度1、疲勞載荷：周期性或非周期性動載荷。2、疲勞斷裂：機械上的許多零件，（如曲軸、齒輪、連桿、彈簧等）是在疲勞載荷的作用下工作的。這些承受疲勞載荷的零件發(fā)生斷裂時，其應(yīng)力往往大大低于該材料的強度極限，這種斷裂稱作為疲勞斷裂。-128、一定的應(yīng)力循環(huán)基數(shù)：由于實際測試時不可能做到無數(shù)次應(yīng)力循環(huán)，故規(guī)定各種金屬材料應(yīng)有一定的應(yīng)力循環(huán)基數(shù)。如鋼材以10為基數(shù)，即鋼材的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)達(dá)到10仍不發(fā)生疲勞斷裂，就認(rèn)為不會再發(fā)生疲勞斷裂了。對于非鐵合金和某些超高強度鋼，則常取10為基數(shù)。5、產(chǎn)生疲勞斷裂的過程：一般是由于材料含有雜質(zhì)、表面劃痕及其它能引起應(yīng)力集中的缺陷，導(dǎo)致產(chǎn)生微裂紋。這種微裂紋隨應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的增加而逐漸擴展，致使零件有效截面逐步縮減，直至不能承受所加載荷而突然斷裂。6、斷面特點：斷口一般是由光滑的邊緣（疲勞擴展區(qū)）和粗糙的心部（瞬時破壞區(qū)）所組成，斷口的疲勞擴展區(qū)光亮，細(xì)致，有疲勞擴展前沿線，呈貝殼狀，海灘狀或漣紋狀條紋，這是裂紋擴展磨光的結(jié)果，瞬時破壞區(qū)斷口粗造，一般呈粗晶狀。778297、疲勞斷裂的原因：（1）材料內(nèi)部組織缺陷，氣孔、梳松夾渣等（2）工件外部結(jié)構(gòu)缺陷，劃痕、缺口、粗糙度等。8、提高零件疲勞強度的途徑（1）改善其結(jié)構(gòu)形狀、減少應(yīng)力集。（2）表面強化，如提高零件的表面質(zhì)量、噴丸處理、表面熱處理等。（3）應(yīng)控制材料的內(nèi)部質(zhì)量，避免氣孔、夾雜等缺陷。30(五)斷裂韌性

工程上有時會出現(xiàn)材料在遠(yuǎn)低于σb的情況下發(fā)生斷裂的現(xiàn)象。1943年1月美國一艘T—2油船停泊在裝貨碼頭時斷成兩半，計算的甲板應(yīng)力為7Kg／mm，遠(yuǎn)低于σb(30—40）Kg／mm。

2231美國北極星導(dǎo)彈固體燃料發(fā)動機殼體在實驗時發(fā)生爆炸，經(jīng)過研究，發(fā)現(xiàn)破壞的原因是材料中存在0.1~1mm的裂紋并擴展所致。斷裂力學(xué)認(rèn)為，材料中存在缺陷是絕對的，常見的缺陷是裂紋。在應(yīng)力作用下，這些裂紋將發(fā)生擴展，一旦擴展失穩(wěn)，便會發(fā)生低應(yīng)力脆性斷裂。材料抵抗內(nèi)部裂紋失穩(wěn)擴展的能力稱為斷裂韌性。32研究表明，斷裂應(yīng)力σc與裂紋長度2ac之間的關(guān)系為σc∝ac,因此便提出一個描述裂紋尖端附近應(yīng)力場強度的指標(biāo)——應(yīng)力強度因子KⅠ，KⅠ=yσa(MN／m)。式中y是與裂紋形狀、加載方式及試樣幾何尺寸有關(guān)的系數(shù)，可查手冊得到，σ為名義外加應(yīng)力(MPa)，a為裂紋的半長(m)。隨σ或a增加或兩者同時增加，KⅠ增加，當(dāng)KⅠ增大到某一定位時，裂紋便失穩(wěn)擴展而發(fā)生斷裂。這個KⅠ的臨界值就稱做斷裂韌性，用KⅠc表示KⅠc=yσc(σc為斷裂應(yīng)力,ac為臨界裂紋半長)。KⅠ與KⅠc的關(guān)系，與σ與σc，的關(guān)系類似。因此KⅠc與σs一樣都是材料本身的一種力學(xué)性能指標(biāo)。-1/21/23/2（六）高溫下材料的機械性能很多零件是長期在高溫條件下工作的，例如蒸汽鍋爐中的高溫、高壓管道，柴油機的進(jìn)、排氣閥，廢氣渦輪的噴咀環(huán)，渦輪葉片等。對于這些零件，室溫下的機械性能是不能滿足高溫條件下長期工作要求的。331、蠕變：金屬在常溫下的靜載強度與載荷持續(xù)時間關(guān)系不大。但在高溫下卻與載荷持續(xù)時間關(guān)系很大，隨著載荷作用時間的延長，強度便不斷降低。金屬零件長時間在高溫和恒應(yīng)力作用下，即使應(yīng)力小于σs，也會緩慢地產(chǎn)生塑性變形，這種現(xiàn)象稱為儒變。蠕變發(fā)展到最后也能導(dǎo)致斷裂，造成沒備的重大事故。2、金屬在高溫下的機械性能指標(biāo)主要有熱強度和熱硬度（1）熱強度:不能只用應(yīng)力—應(yīng)變曲線來評定熱強度，還需要考慮溫度和時間兩個因素的影響。因此，熱強度是應(yīng)力、應(yīng)變、溫度和時間綜合作用的反映。熱強度的指標(biāo)有蠕變極限和持久強度。1)儒變極限：蠕變極限是金屬長期在高溫和載荷作用下對塑性變形的抗力。蠕變極限用表示，單位為N／mm；其中，T為材料的工作溫度(℃)，δ為零件的變形量(％)，t為零件工作時間(h)。例如，國內(nèi)外多用1Cr13制作汽輪機葉片，該材料的蠕變極限=57N／mm。即零件在500℃溫度下，工作10000h，產(chǎn)生0．1％變形量時的應(yīng)力值為57N／mm。22234

2)持久強度持久強度是金屬材料在高溫和載荷作用下抵抗斷裂的能力。持久強度與σb有些相似，用σt表示，單位為N／mm。T為材料的工作溫度(℃)，t為零件工作時間(h)。例如，1Crl3的持久強度，=190N／mm，即在500℃溫度下，工作100000h，發(fā)生斷裂時的強度為190N／mm2（2)熱硬性

金屬材料在高溫下的硬度，是高溫軸承、高速切削刀具、熱作模具材料和某些機器零件材料的重要指標(biāo)。例如機械加工中，對于切削刀具不僅要求在室溫下有較高的硬度，而且在高速切削溫度升高，刀具刃部達(dá)600℃或更高時，仍能保持高的硬度。材料在高溫下具有較高硬度的性能，稱熱硬性，又稱高溫硬度。22T35第二節(jié)金屬的工藝性能和物理、化學(xué)性能1、物理性能材料的物理性能主要有密度、熔點、熱膨脹性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性和磁性等。由于機器零件的用途不同，對其物理性能的要求也有所不同。例如，飛機零件常選用密度小的鋁、鎂、鈦合金來制造；設(shè)計電機、電器零件時，常要考慮金屬材料的導(dǎo)電性等。材料的物理性能有時對加工工藝也有一定的影響。例如，高速鋼的導(dǎo)熱性較差，鍛造時應(yīng)采用低的速度來加熱升溫，否則容易產(chǎn)生裂紋；而材料的導(dǎo)熱性對切削刀具的溫升有重大影響。又如，錫基軸承合金、鑄鐵和鑄鋼的熔點不同，故所選的熔煉設(shè)備、鑄型材料等均有很大的不同。362、化學(xué)性能

材料的化學(xué)性能主要是指在常溫或高溫時，抵抗各種介質(zhì)侵蝕的能力。有耐酸性、耐堿性、抗氧化性等。對于在腐蝕介質(zhì)中或在高溫下工作的機器零件，由于比在空氣中或室溫時的腐蝕更強烈，故在設(shè)計這類零件時應(yīng)特別注意金屬材料的化學(xué)性能，并采用化學(xué)穩(wěn)定性良好的合金。如化工設(shè)備、醫(yī)療用具等常采用不銹鋼來制造，而內(nèi)燃機排氣閥和電站設(shè)備的一些零件則常選用耐熱鋼來制造。37（1）比重對于飛機、汽車、車輛等要求減輕自重的機械，采用比重小的金屬材料很必要，盡管鋁合金強度小于鋼，但它的比重卻小很多，用鋁合金代替鋼制造同一零件，其重量可減少很多。高速柴油機的活塞為了減少由于慣性而消耗的功率，故用鋁合金制造。同樣，強度高．比重小的太合金在航空與導(dǎo)彈工業(yè)上也得到廣泛應(yīng)用。常用金屬材料的比重如下：銅合金約為8．8，錫基軸承合金為7．4，鋼為7．8，灰鑄鐵為7．15，鈦合金約為4．5，鋁合金約為2．7，鎂合金約為1．8。（2）熔點金屬和合金的鑄造與焊接需利用這個性能。熔點低的合金可用來制造焊錫，保險絲(鉛、錫、鉍、鎘的合金)，鉛字(鉛與鉍的合金)等，熔點較高的合金用來制造機器零件，結(jié)構(gòu)件與耐熱零件。常用金屬和合金的熔點如下：錫232℃，鉛327℃，鋁658℃，銅1083℃，鐵1130~1350℃，鋼1400．~1500℃，鈦1677℃，鉬2625℃；鎢3380℃．38（3）熱膨脹性材料受熱后體積膨脹，有些機械零，部件,如柴油機活塞與缸套間間隙很小，既要容許活塞在缸套內(nèi)往復(fù)運動又應(yīng)保正氣密，為此，活塞與缸套材料的熱膨脹性要相近,以免兩者卡住或漏氣．熱膨脹性用熱脹系數(shù)β來表示，金屬熱膨脹系數(shù)β=1/L·ΔL/Δt其中L為長度，L為伸長量,gt為溫度差，β的單位為毫米／度毫米。Β的具體數(shù)值如下，鋼鐵為0．000012,鋁000024，銅為O．000017，錫基軸承合金為O．000023。（4）導(dǎo)電性：材料傳導(dǎo)電流的能力叫做導(dǎo)電性。合金的導(dǎo)電性一般均比純金屬差。純鋼、純鋁導(dǎo)電性可用作導(dǎo)電線，而Ni—Cr合金，F(xiàn)e-Mn—AI合金，F(xiàn)e-Cr—AI合金電阻大，可用作電阻絲.（5）導(dǎo)熱性金屬中銀和銅導(dǎo)熱性最好。純金屬導(dǎo)熱性比合金好要，如合金鋼導(dǎo)熱比碳鋼差，其加熱進(jìn)度就要慢一些，制造散熱器、熱交換器與活塞等的材料，導(dǎo)熱性要好。39（6）磁性鐵具有最大的磁性是鈷,鎳次之，它們被叫做鐵磁性金屬，其他常用純金屬大都沒有鐵磁性。而鐵磁金屬當(dāng)加熱到某一溫度，就喪失磁性，這個溫度叫居里溫度。金屬的磁性對電機、變壓器和電器元件特別重要，例如，制造永久磁鐵．電機，變壓器等要