機(jī)械工程材料力學(xué)性能第一頁(yè)，共58頁(yè)。第1章金屬材料的性能1.1金屬材料的力學(xué)性能1.2金屬材料的物理、化學(xué)性能1.3金屬材料的工藝性能第二頁(yè)，共58頁(yè)。1.1金屬材料的力學(xué)性能力學(xué)性能是指材料在各種外力作用下抵抗變形或破壞的某些能力,是機(jī)械制造領(lǐng)域選用金屬材料的主要依據(jù),而且它與各種加工工藝也有密切的關(guān)系。力學(xué)性能范圍較廣，以試驗(yàn)溫度區(qū)分，力學(xué)性能可分為高溫力學(xué)性能、常溫力學(xué)性能和低溫力學(xué)性。本書(shū)主要介紹常溫力學(xué)性能。力學(xué)性能包括強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌性及疲勞強(qiáng)度等。金屬材料在加工及使用過(guò)程中所受的外力稱(chēng)為載荷。根據(jù)載荷作用性質(zhì)的不同，對(duì)金屬材料的力學(xué)性能要求也不同。載荷按其作用性質(zhì)的不同可分為以下3種。第三頁(yè)，共58頁(yè)。1.1金屬材料的力學(xué)性能⑴靜載荷：是指大小不變或變化過(guò)程緩慢的載荷。⑵沖擊載荷：在短時(shí)間內(nèi)以較高速度作用于零件上的載荷。⑶交變載荷：是指大小方向或大小和方向隨時(shí)間作周期性變化的載荷。機(jī)械零件在使用過(guò)程或加工過(guò)程中，會(huì)受到不同形式外力的作用如柴油機(jī)的連桿在工作時(shí)不僅受到拉力和壓力的作用，還要受沖擊力的作用；起重機(jī)上的鋼絲繩受到懸吊物體的重力作用。根據(jù)作用形式的不同，載荷可分為拉伸載荷、壓縮載荷、彎曲載荷、剪切載荷和扭轉(zhuǎn)載荷等，如圖1-1所示。第四頁(yè)，共58頁(yè)。圖1-1載荷的作用形式第五頁(yè)，共58頁(yè)。1.1金屬材料的力學(xué)性能金屬材料受到載荷作用后，產(chǎn)生的幾何形狀和尺寸的變化稱(chēng)為變形。變形分為彈性變形和塑性變形兩種。材料在載荷作用下發(fā)生變形，而當(dāng)載荷卸除后，變形也完全消失。這種隨載荷的卸除而消失的變形稱(chēng)為彈性變形。當(dāng)作用在材料上的載荷超過(guò)某一限度，此時(shí)若卸除載荷，大部分變形隨之消失（彈性變形部分），但還是留下了不能消失的部分變形。這種不隨載荷的去除而消失的變形稱(chēng)為塑性變形，也稱(chēng)為永久變形。材料受外力作用時(shí)，為保持自身形狀尺寸不變，在材料內(nèi)部作用著與外力相對(duì)抗的力，稱(chēng)為內(nèi)力。內(nèi)力的大小與外力相等，方向則與外力相反，和外力保持平衡。單位面積上的內(nèi)力稱(chēng)為應(yīng)力。金屬受拉伸載荷或壓縮載荷作用時(shí)，其橫截面積上的應(yīng)力按下式計(jì)算第六頁(yè)，共58頁(yè)。1.1金屬材料的力學(xué)性能式中：σ——應(yīng)力，MPa；F——外力，N；S——橫街面積，mm2。第七頁(yè)，共58頁(yè)。1.1金屬材料的力學(xué)性能1.1.1強(qiáng)度指標(biāo)及應(yīng)用金屬材料在載荷作用下抵抗塑性變形或斷裂的能力稱(chēng)為強(qiáng)度。強(qiáng)度的大小通常用應(yīng)力來(lái)表示，強(qiáng)度愈高，材料所能承受的載荷愈大。根據(jù)載荷作用方式的不同，強(qiáng)度可分為抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度和抗扭強(qiáng)度5種。工程上常以屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度作為強(qiáng)度指標(biāo)?？估瓘?qiáng)度是通過(guò)拉伸金屬試驗(yàn)測(cè)定的，通常在拉伸試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。拉伸試驗(yàn)的方法是用靜拉力對(duì)標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行軸向拉伸同時(shí)連續(xù)測(cè)量力和相應(yīng)的伸長(zhǎng)量，直至試樣斷裂，根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)，即可得出有關(guān)的力學(xué)性能。第八頁(yè)，共58頁(yè)。1.1金屬材料的力學(xué)性能1.拉伸試樣拉伸試樣的形狀一般有圓形和矩形兩類(lèi)。在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T397--1986）中，對(duì)試樣的形狀、尺寸及加工要求均有明確的規(guī)定。如圖1—2所示為圓形拉伸試樣。圖中是試樣的直徑，l0為標(biāo)距長(zhǎng)度。根據(jù)標(biāo)距長(zhǎng)度與直之間的關(guān)系，試樣可分為長(zhǎng)試樣和短試樣兩種。第九頁(yè)，共58頁(yè)。圖1—2圓形拉伸試樣第十頁(yè)，共58頁(yè)。1.1金屬材料的力學(xué)性能2.力和拉伸曲線拉伸試驗(yàn)過(guò)程中隨著載荷的均勻增加，試樣不斷地由彈性伸長(zhǎng)過(guò)渡到塑性伸長(zhǎng)直至斷裂。一般試驗(yàn)機(jī)都有自動(dòng)記錄裝置，可以把作用在試樣上的力和伸長(zhǎng)量描繪成拉伸圖，也叫做力-伸長(zhǎng)曲線。如圖1-3所示為低碳鋼的力2伸長(zhǎng)曲線，圖中縱坐標(biāo)表示力F，單位為N；橫坐標(biāo)表示伸長(zhǎng)量，單位為mm。圖中明顯地表現(xiàn)出下面幾個(gè)變形階段：第十一頁(yè)，共58頁(yè)。圖1-3低碳鋼的力——伸長(zhǎng)曲線第十二頁(yè)，共58頁(yè)。1.1金屬材料的力學(xué)性能⑴——彈性變形階段。當(dāng)給材料施加載荷后，試樣產(chǎn)生伸長(zhǎng)變形。試樣的變形完全是彈性的，如果載荷卸載，試樣可恢復(fù)原狀。在p點(diǎn)以下，載荷和變形量呈線性關(guān)系。當(dāng)施加力超過(guò)比例伸長(zhǎng)力后，力和變形不成線性關(guān)系，直至最大彈性伸長(zhǎng)力。為試樣能恢復(fù)到原始形狀和尺寸的最大拉伸力，一般來(lái)說(shuō)與非常接近。第十三頁(yè)，共58頁(yè)。1.1金屬材料的力學(xué)性能⑵es——屈服階段。當(dāng)載荷超過(guò)后再卸載時(shí)，試樣的伸長(zhǎng)只能部分地恢復(fù)，而保留了一部分殘余變形。當(dāng)載荷增加到時(shí),力-伸長(zhǎng)曲線圖上出現(xiàn)平臺(tái)或鋸齒狀，這種在載荷不增加或略有減小的情況下，試樣還繼續(xù)伸長(zhǎng)的現(xiàn)象叫做屈服。稱(chēng)為屈服載荷。屈服后，材料開(kāi)始出現(xiàn)明顯的塑性變形，材料完全喪失了抵抗變形的能力。在試樣表面開(kāi)始出現(xiàn)與軸線成約的滑移線。第十四頁(yè)，共58頁(yè)。1.1金屬材料的力學(xué)性能⑶sb——強(qiáng)化階段。在屈服階段以后，欲使試樣繼續(xù)伸長(zhǎng)，必須不斷加載。隨著塑性變形的增大，試樣變形抗力也在不成比例地逐漸增加，這種現(xiàn)象稱(chēng)為形變強(qiáng)化（或稱(chēng)加工硬化），此階段試樣的變形是均勻發(fā)生的。為試樣拉伸試驗(yàn)時(shí)的最大載荷。第十五頁(yè)，共58頁(yè)。1.1金屬材料的力學(xué)性能⑷bz——縮頸階段(局部塑性變形階段)。當(dāng)載荷達(dá)到最大值后，試樣的直徑發(fā)生局部收縮，稱(chēng)為“縮頸”。隨著試樣縮頸處橫截面積的減小，試樣變形所需的載荷也隨之降低，而變形繼續(xù)增加，這時(shí)伸長(zhǎng)主要集中于縮頸部位。當(dāng)?shù)竭_(dá)z點(diǎn)時(shí)試樣發(fā)生斷裂。工程上使用的金屬材料，并不是都有明顯的四個(gè)階段，有的沒(méi)有明顯的屈服現(xiàn)象，如退火的輕金屬、退火及調(diào)質(zhì)的合金鋼等。有些脆性材料，不僅沒(méi)有屈服現(xiàn)象，而且也不產(chǎn)生“縮頸”，如鑄鐵等。圖1-4為鑄鐵的力-伸長(zhǎng)曲線。第十六頁(yè)，共58頁(yè)。圖1-4鑄鐵的力-伸長(zhǎng)曲線第十七頁(yè)，共58頁(yè)。1.1金屬材料的力學(xué)性能3.應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)粲迷嚇拥脑紮M截面積S0去除拉力F,則得到試樣所受的應(yīng)力ó即用試樣相應(yīng)的變形量除以試樣的原始標(biāo)距長(zhǎng)度即得其相對(duì)變形(即應(yīng)變),即第十八頁(yè)，共58頁(yè)。1.1金屬材料的力學(xué)性能4.強(qiáng)度指標(biāo)及其意義在拉伸的各個(gè)階段，都分別對(duì)應(yīng)有典型的應(yīng)力。常用的強(qiáng)度指標(biāo)有屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，應(yīng)重點(diǎn)掌握。⑴屈服強(qiáng)度ós。⑵抗拉強(qiáng)度ób。第十九頁(yè)，共58頁(yè)。1.1金屬材料的力學(xué)性能1.1.2塑性指標(biāo)及應(yīng)用金屬材料在載荷作用下產(chǎn)生塑性變形而不斷裂的能力稱(chēng)為塑性。塑性指標(biāo)也是由拉伸試驗(yàn)測(cè)得的，常用伸長(zhǎng)率和斷面收縮率來(lái)表示。1.伸長(zhǎng)率試樣拉斷后，標(biāo)距的伸長(zhǎng)量與原始標(biāo)距的百分比稱(chēng)為伸長(zhǎng)率，用符號(hào)表示。其計(jì)算公式如下第二十頁(yè)，共58頁(yè)。1.1金屬材料的力學(xué)性能2.斷面收縮率試樣拉斷后，縮頸處橫截面積的縮減量與原始橫截面積的百分比稱(chēng)為斷面收縮率，用符號(hào)表示。其計(jì)算公式如下金屬材料的伸長(zhǎng)率和斷面收縮率數(shù)值越大，表示材料的塑性越好。塑性好的金屬可以發(fā)生大量塑性變形而不破壞，也易于加工成復(fù)雜形狀的零件。例如，工業(yè)純鐵的可達(dá)50%，可達(dá)80%，可以拉制細(xì)絲，軋制薄板等。鑄鐵的幾乎為零，所以不能進(jìn)行塑性變形加工。塑性好的材料，在受力過(guò)大時(shí)，首先產(chǎn)生塑性變形而不致發(fā)生突然斷裂，因此比較安全。第二十一頁(yè)，共58頁(yè)。1.1金屬材料的力學(xué)性能1.1.3硬度指標(biāo)及應(yīng)用材料抵抗局部變形特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力稱(chēng)為硬度。它不是一個(gè)單純的物理或力學(xué)量，而是代表彈性、塑性、塑性變形強(qiáng)化率、強(qiáng)度和韌性等一系列不同物理量的綜合性能指標(biāo)。硬度是各種零件和工具必須具備的性能指標(biāo)。機(jī)械制造業(yè)所用的刀具、量具、模具等，都應(yīng)具備足夠的硬度，才能保證使用性能和壽命。有些機(jī)械零件如齒輪等，也要求有一定的硬度，以保證足夠的耐磨性和使用壽命。因此硬度是金屬材料重要的力學(xué)性能之一。硬度值又可以間接地反映金屬的強(qiáng)度及金屬在化學(xué)成分、金相組織和熱處理工藝上的差異，而與拉伸試驗(yàn)相比，硬度試驗(yàn)簡(jiǎn)便易行，因而硬度試驗(yàn)應(yīng)用十分廣泛。硬度測(cè)試的方法很多，最常用的有布氏硬度試驗(yàn)法、洛氏硬度試驗(yàn)法兩種。第二十二頁(yè)，共58頁(yè)。1.1金屬材料的力學(xué)性能1.布氏硬度⑴測(cè)試原理。使用直徑為D的球體（鋼球或硬質(zhì)合金球），以規(guī)定的試驗(yàn)力F壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間后卸除試驗(yàn)力，然后測(cè)量表面壓痕直徑d，用壓痕表面積S除載荷F所得的商即為布氏硬度，如圖1-5所示。第二十三頁(yè)，共58頁(yè)。圖1-5布氏硬度試驗(yàn)原理圖第二十四頁(yè)，共58頁(yè)。1.1金屬材料的力學(xué)性能⑵布氏硬度的表示方法。布氏硬度的表示符號(hào)為HBS和HBW兩種。壓頭為淬火鋼球時(shí)用HBS表示，一般適用于測(cè)量軟灰鑄鐵、有色金屬等布氏硬度值在450以下的材料。壓頭為硬質(zhì)合金球時(shí)，用HBW表示，適用于布氏硬度值在650以下的材料。符號(hào)HBS或HBW之前的數(shù)字為硬度值符號(hào)后面按以下順序用數(shù)字表示試驗(yàn)條件：①球體直徑。②試驗(yàn)力。③試驗(yàn)力保持的時(shí)間（10~50s，不標(biāo)注）。第二十五頁(yè)，共58頁(yè)。1.1金屬材料的力學(xué)性能例如270HBS10/1000/25表示用直徑10mm的鋼球，在9806N（1000kgf）試驗(yàn)力的作用下,保持25s時(shí)測(cè)得的布氏硬度值為270。490HBW5/750表示用直徑5mm的硬質(zhì)合金球，在7355N（750kgf）試驗(yàn)力的作用下，保持10~15s時(shí)測(cè)得的布氏硬度值為490。做布氏硬度試驗(yàn)時(shí)，壓頭球體的直徑（D）、試驗(yàn)力（F）及試驗(yàn)力保持的時(shí)間（t），應(yīng)根據(jù)被測(cè)金屬材料的種類(lèi)、硬度值的范圍及金屬的厚度進(jìn)行選擇。常用的壓頭球體直徑（D）有1、2、2.5、5mm和10mm5種，試驗(yàn)力（F）在9.807N~29.42kN范圍內(nèi),二者之間的關(guān)系見(jiàn)表1-1。第二十六頁(yè)，共58頁(yè)。表1-1根據(jù)材料和布氏硬度范圍選擇試驗(yàn)條件第二十七頁(yè)，共58頁(yè)。1.1金屬材料的力學(xué)性能⑶特點(diǎn)及應(yīng)用范圍。布氏硬度是使用最早、應(yīng)用最廣的硬度試驗(yàn)方法，主要適用于測(cè)定灰鑄鐵、有色金屬、各種軟鋼等硬度不是很高的材料。測(cè)量布氏硬度采用的試驗(yàn)力大，球體直徑也大，因而壓痕直徑也大，因此能較準(zhǔn)確地反映出金屬材料的平均性能。另外，由于布氏硬度與其他力學(xué)性能（如抗拉強(qiáng)度）之間存在著一定的近似關(guān)系，因而在工程上得到了廣泛的應(yīng)用。第二十八頁(yè)，共58頁(yè)。1.1金屬材料的力學(xué)性能2.洛氏硬度⑴洛氏硬度測(cè)試原理。洛氏硬度試驗(yàn)采用金剛石圓錐體或淬火鋼球壓頭，壓入金屬表面后，經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間后卸除主試驗(yàn)力，以測(cè)量的壓痕深度來(lái)計(jì)算洛氏硬度值。測(cè)量的示意圖如圖1-6所示。第二十九頁(yè)，共58頁(yè)。圖1-6洛氏硬度測(cè)試過(guò)程示意圖第三十頁(yè)，共58頁(yè)。1.1金屬材料的力學(xué)性能⑵常用洛氏硬度標(biāo)尺及其適用范圍。為了用一臺(tái)硬度計(jì)測(cè)定從軟到硬不同金屬材料的硬度，可采用不同的壓頭和總試驗(yàn)力組成幾種不同的洛氏硬度標(biāo)尺，每一種標(biāo)尺用一個(gè)字母在洛氏硬度符號(hào)HR后面加以注明。常用的洛氏硬度標(biāo)尺是A，B，C3種，其中C標(biāo)尺應(yīng)用最為廣泛。3種洛氏硬度標(biāo)尺的試驗(yàn)條件和適用范圍見(jiàn)表1-2。如圖1-7所示為HR-150型洛氏硬度計(jì)結(jié)構(gòu)圖。硬度計(jì)由載荷機(jī)構(gòu)、加卸載荷控制機(jī)構(gòu)、測(cè)量指示機(jī)構(gòu)、試樣支承機(jī)構(gòu)和機(jī)架等部分組成。第三十一頁(yè)，共58頁(yè)。表1-2常用洛氏硬度標(biāo)尺的試驗(yàn)條件和適用范圍第三十二頁(yè)，共58頁(yè)。圖1-7HR-150型硬度計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖第三十三頁(yè)，共58頁(yè)。1.1金屬材料的力學(xué)性能⑶特點(diǎn)。洛氏硬度試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，十分方便，能直接從刻度盤(pán)上讀出硬度值；壓痕較小，幾乎不傷及工件表面，故可用來(lái)測(cè)定成品及較薄的工件；測(cè)試的硬度值范圍大，可測(cè)從很軟到很硬的金屬材料。其缺點(diǎn)是：壓痕較小，當(dāng)材料的內(nèi)部組織不均勻時(shí)，硬度數(shù)據(jù)波動(dòng)較大，測(cè)量值的代表性差，通常需要在不同部位測(cè)試數(shù)次，取其平均值來(lái)代表金屬材料的硬度。第三十四頁(yè)，共58頁(yè)。1.1金屬材料的力學(xué)性能1.1.4沖擊韌性1.沖擊試樣沖擊試驗(yàn)是一種動(dòng)態(tài)力學(xué)試驗(yàn)。為了使試驗(yàn)結(jié)果可以互相比較，必須采用標(biāo)準(zhǔn)試樣。沖擊試樣的類(lèi)型很多，可根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)規(guī)定來(lái)選擇。常用的試樣有10mm×10mm×55mm的U形缺口和V形缺口試樣,其尺寸如圖1-8和圖1-9所示。第三十五頁(yè)，共58頁(yè)。圖1-8U性缺口沖擊試樣第三十六頁(yè)，共58頁(yè)。圖1-9V形缺口沖擊試樣第三十七頁(yè)，共58頁(yè)。1.1金屬材料的力學(xué)性能2.沖擊試驗(yàn)的原理及方法沖擊試驗(yàn)是利用能量守恒原理：試樣被沖斷過(guò)程中吸收的能量等于擺錘沖擊試樣前后的勢(shì)能差。沖擊試驗(yàn)：將待測(cè)的金屬材料加工成標(biāo)準(zhǔn)試樣，然后將試樣放在沖擊試驗(yàn)機(jī)的支座上，放置時(shí)使試樣缺口背向擺錘的沖擊方向，如圖1-10（a）所示。再將具有一定重量G的擺錘升至一定的高度H1,如圖1-10(b)所示,使其獲得一定的勢(shì)能（GH1

）然后使擺錘自由落下,將試樣沖斷。第三十八頁(yè)，共58頁(yè)。圖1-10沖擊試驗(yàn)示意圖第三十九頁(yè)，共58頁(yè)。1.1金屬材料的力學(xué)性能3.小能量多次沖擊試驗(yàn)小能量多次沖擊試驗(yàn)機(jī)為凸輪落錘式結(jié)構(gòu),它是由一個(gè)剛性較好的機(jī)架、沖錘、帶輪、試樣旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和計(jì)數(shù)裝置等組成。如圖1-11所示。沖擊能量靠調(diào)節(jié)沖錘的沖程來(lái)實(shí)現(xiàn)。沖錘對(duì)試樣每沖擊一次，試樣可通過(guò)橡膠傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)一定角度，一直到試樣開(kāi)裂或沖斷為止。試樣在沖錘多次沖擊下?lián)p壞時(shí)，經(jīng)受的沖擊次數(shù)（N）代表金屬的抗沖擊能力。第四十頁(yè)，共58頁(yè)。圖1-11小能量多次沖擊工作圖第四十一頁(yè)，共58頁(yè)。1.1金屬材料的力學(xué)性能1.1.5疲勞強(qiáng)度1.疲勞破壞的特征盡管交變載荷有各種不同的類(lèi)型,但疲勞破壞仍有以下共同的特點(diǎn):⑴疲勞斷裂時(shí)并沒(méi)有明顯的宏觀塑性變形,斷裂前沒(méi)有征兆,而是突然破壞。⑵引起疲勞斷裂的應(yīng)力很低，一般情況下低于材料的屈服點(diǎn)。⑶疲勞破壞的宏觀斷口由兩部分組成，即疲勞裂紋的產(chǎn)生及擴(kuò)展區(qū)和最后斷裂區(qū)。第四十二頁(yè)，共58頁(yè)。1.1金屬材料的力學(xué)性能2.疲勞強(qiáng)度和疲勞曲線材料的疲勞極限通常都是在旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)上測(cè)定的。在交變載荷的作用下，材料承受的交變應(yīng)力值ó與斷裂前的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N之間的關(guān)系稱(chēng)為疲勞曲線，如圖1-12所示。工程上規(guī)定，材料在無(wú)限多次交變應(yīng)力作用下而不破壞的最大應(yīng)力稱(chēng)為疲勞極限。顯然疲勞極限的數(shù)值愈大，材料抵抗疲勞破壞的能力愈強(qiáng)。當(dāng)應(yīng)力為對(duì)稱(chēng)循環(huán)時(shí)，如圖1-13所示，疲勞極限用符號(hào)ó-1

表示。第四十三頁(yè)，共58頁(yè)。圖1-12疲勞曲線示意圖第四十四頁(yè)，共58頁(yè)。圖1-13對(duì)稱(chēng)循環(huán)應(yīng)力圖第四十五頁(yè)，共58頁(yè)。1.2金屬材料的物理、化學(xué)性能1.2.1物理性能⑴密度。表示某種金屬單位體積的質(zhì)量。密度是金屬材料的特性之一，工程上通常用密度來(lái)計(jì)算零件毛坯的質(zhì)量。密度直接關(guān)系到由它所制成的零件或構(gòu)件的重量或緊湊程度，這點(diǎn)對(duì)于要求減輕機(jī)械自重的航空和宇航工業(yè)制件具有特別重要的意義。第四十六頁(yè)，共58頁(yè)。1.2金屬材料的物理、化學(xué)性能⑵熔點(diǎn)。金屬材料由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)時(shí)的熔化溫度。金屬都有固定的熔點(diǎn)，合金的熔點(diǎn)取決于成分，例如鋼是鐵和碳組成的合金，含碳量不同，熔點(diǎn)也不同。根據(jù)熔點(diǎn)的不同，金屬材料可分為低熔點(diǎn)金屬和高熔點(diǎn)金屬兩大類(lèi)。熔點(diǎn)高的金屬稱(chēng)為難熔金屬（如W、MO、V等），可用來(lái)制造耐高溫零件，例如，噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室需用高熔點(diǎn)合金來(lái)制造。第四十七頁(yè)，共58頁(yè)。1.2金屬材料的物理、化學(xué)性能⑶導(dǎo)熱性。金屬材料傳導(dǎo)熱量的能力。衡量金屬材料導(dǎo)熱性能好壞的主要性能指標(biāo)是熱導(dǎo)率，熱導(dǎo)率大的材料，導(dǎo)熱性就好。合金的導(dǎo)熱性比純金屬差，例如，合金鋼的導(dǎo)熱性較差，當(dāng)其進(jìn)行鍛造或熱處理時(shí)，加熱速度應(yīng)慢一些，否則會(huì)形成較大的內(nèi)應(yīng)力而產(chǎn)生裂紋。第四十八頁(yè)，共58頁(yè)。1.2金屬材料的物理、化學(xué)性能⑷導(dǎo)電性。金屬材料傳導(dǎo)電流的能力。電導(dǎo)率是表示材料導(dǎo)電能力的性能指標(biāo)。在金屬中，以銀的導(dǎo)電性為最好，其次是銅和鋁，合金的導(dǎo)電性比純金屬差。導(dǎo)電性好的金屬適于制作導(dǎo)電材料（純鋁、純銅等）；導(dǎo)電性差的材料適于制作電熱元件。第四十九頁(yè)，共58頁(yè)。1.2金屬材料的物理、化學(xué)性能⑸熱膨脹性。金屬材料隨溫度變化體積發(fā)生膨脹或收縮的特性。一般材料都具有熱脹冷縮的特點(diǎn)。在工程實(shí)際中，許多場(chǎng)合要考慮熱膨脹性。例如，制造內(nèi)燃機(jī)活塞的材料，熱膨脹系數(shù)要小；鋪設(shè)鐵軌時(shí)，兩根鋼軌銜接處應(yīng)留有一定空隙，使鋼軌在長(zhǎng)度方向有伸縮的余地；制定熱加工工藝時(shí)，應(yīng)考慮材料的熱膨脹影響，盡量減小工件的變形和開(kāi)裂等。第五十頁(yè)，共58頁(yè)。1.2金屬材料的物理、化學(xué)性能1.2.2化學(xué)性能⑴耐腐蝕性。金屬材料在常溫下抵抗氧、水蒸氣等化學(xué)介質(zhì)腐蝕破壞作用的能力。腐蝕對(duì)金屬的危害很大，每年因腐蝕而損耗掉大量的金屬材料，這種現(xiàn)象在制藥、化肥、制酸、制堿等部門(mén)更為嚴(yán)重。因此提高金屬材料的耐腐蝕性，對(duì)于節(jié)約金屬、延長(zhǎng)零件使用壽命具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。第五十一頁(yè)，共58頁(yè)。1.2金屬材料的物理、化學(xué)性能⑵抗氧化性。金屬材料在高溫抵抗氧化作用的能力。鋼鐵材料在高溫下（570℃以上）表面易氧化，主要原因是生成了疏松多孔的FeO，氧原子易通過(guò)FeO進(jìn)行擴(kuò)散，使鋼內(nèi)部不斷氧化，溫度越高，氧化速度越快。氧化使得在鑄、鍛、焊等熱加工時(shí)，鋼鐵材料損耗嚴(yán)重，也容易出現(xiàn)加工缺陷。通過(guò)合金化在材料表面形成保護(hù)膜，或在工件周?chē)斐梢环N保護(hù)氣氛，均能提高材料的抗氧化性。第五十二頁(yè)，共58頁(yè)。1.2金屬材料的物理、化學(xué)性能⑶化學(xué)穩(wěn)定性。金屬材料的耐腐蝕性和抗氧化性的總稱(chēng)。在高溫下工作的熱能設(shè)備（