金工实习答案.doc

1 一. 什么是金属金属是一种具有光泽( 即对可见光强烈反射)、富有延展性、容易导电、导热等性质的物质。金属的上述特质都跟金属晶体内含有自由电子有关。在自然界中, 绝大多数金属以化合态存在, 少数金属例如金、铂、银、铋以游离态存在。金属矿物多数是氧化物及硫化物。其他存在形式有氯化物、硫酸盐、碳酸盐及硅酸盐。金属之间的连结是金属键, 因此随意更换位置都可再重新建立连结, 这也是金属伸展性良好的原因。金属元素在化合物中通常只显正价。二. . 金属的分类金属分为黑色金属和有色金属两大类。黑色金属包括铁、铬、锰;有色金属是指铁、铬、锰三种金属以外的所有金属,大致按其密度、价格、在地壳中的储量及分布情况和被人们发现与使用情况的早晚等可将有色金属分为以下五类。(1) 轻有色金属:指密度小于 的有色金属。包括铝、镁、钾、钠、钙、锶、钡。(2) 重有色金属:指密度大于 的有色金属。包括铜、铅、锌、镍、钴、锡、锑、汞、镉、铋等。(3) 贵金属: 指在地壳中含量少, 开采和提取都比较困难, 对氧和其它试剂稳定, 价格比一般金属贵的有色金属。包括金、银、铂、钯、锇、铱、钌、铑。(4) 半金属: 一般指硅、硒、碲、砷和硼五种元素。其物理化学性质介于金属和非金属之间。如砷是非金属,但它能传热和导电。 2 (5) 稀有金属:稀有金属并不是说稀少,只是指在地壳中分布不广, 开采冶炼较难, 在工业应用较晚, 故称为稀有金属。包括锂、铍、铷、铯、钛、锆、铪、钒、铌、钽、钨、钼、铼、镓、铟、锗、鉈等。黑色金属和有色金属共同构成现代材料体系, 是国民经济和人民日常生活以及国防工业、科学技术发展必不可少的基础材料和重要的战略物资。农业、工业、国防和科学技术现代化都离不开黑色金属和有色金属。例如飞机、导弹、火箭、卫星、核潜艇等尖端武器以及原子能、电视、通讯、雷达、电子计算机等尖端技术所需的构件或部件大都是由有色金属中的轻金属和稀有金属制成的;此外,没有镍、钴、钨、钼、钒、铌等有色金属也就没有合金钢的生产。有色金属在某些用途( 如电力工业等) 上的用量也是相当可观的。现在世界上许多国家,尤其是工业发达国家, 竞相发展有色金属工业, 增加有色金属的战略储备。三、. 金属的机械物理化学性能 1. 金属的机械性能金属材料的机械性能是零件的设计和选材时的主要依据。外加载荷性质不同( 例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等), 对金属材料要求的机械性能也将不同。常用的机械性能包括: 强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。下面将分别讨论各种机械性能。 1). 强度 3 强度是指金属材料在静荷作用下抵抗破坏(过量塑性变形或断裂)的性能。由于载荷的作用方式有拉伸、压缩、弯曲、剪切等形式, 所以强度也分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。各种强度间常有一定的联系, 使用中一般较多以抗拉强度作为最基本的强度指标。 2). 塑性塑性是指金属材料在载荷作用下, 产生塑性变形( 永久变形) 而不破坏的能力。 3). 硬度硬度是衡量金属材料软硬程度的指标。目前生产中测定硬度方法最常用的是压入硬度法, 它是用一定几何形状的压头在一定载荷下压入被测试的金属材料表面,根据被压入程度来测定其硬度值。常用的方法有布氏硬度( HB )、洛氏硬度( HRA 、 HRB 、 HRC )和维氏硬度( HV )等方法。 4). 疲劳前面所讨论的强度、塑性、硬度都是金属在静载荷作用下的机械性能指标。实际上, 许多机器零件都是在循环载荷下工作的, 在这种条件下零件会产生疲劳。 5) .冲击韧性以很大速度作用于机件上的载荷称为冲击载荷, 金属在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力叫做冲击韧性 2. 金属的物理性能 4 1) 密度:密度就是某种物质单位体积的质量 2) 热性能: 熔点:金属材料固态转变为液态时的熔化温度比热容: 单位质量的某种物质, 在温度升高 1℃时吸收的热量或温度降低 1℃时所放出的热量热导率: 在单位时间内, 当沿着热流方向的单位长度上温度降低 1℃时,单位面积容许导过的热量热胀系数:金属温度每升高 1℃所增加的长度与原来长度的比值 3) 电性能: 电阻率: 是表示物体导电性能的一个参数。它等于 1m 长, 横截面积为 1mm2 的导线两端间的电阻。也可用一个单位立方体的两平行端面间的电阻表示电阻温度系数: 温度每升降 1℃, 材料电阻的改变量与原电阻率之比, 称为电阻温度系数电导率: 电阻率的倒数叫电导率。在数值上它等于导体维持单位电位梯度时,流过单位面积的电流 4) 磁性能: 磁导率: 是衡量磁性材料磁化难易程度的性能指标, 它是磁性材料中的磁感应强度( B )和磁场强度( H )的比值。磁性材料通常分为: 软磁材料( μ值甚高, 可达数万) 和硬磁材料( μ值在 1