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第一章金属材料的定义及其分类什么是金属?所谓金属,就是指具有光泽、不透明、高的塑性、良好的导电性以及固定熔点特征的结晶物质。金属的分类目前,在地球上天然存在的人工造成的金属材料约86种。天然存在的金属都以各种形式存在于矿石之中,经开采、冶炼而成为纯金属和合金。纯金属具有金属特征的、单一的、基本上下不含任何杂物的物质,如:铁(Fe)、铜(Cu)、铝(A1)、银(Ag)等都叫做纯金属。合金由两种或两种以上的纯金属,或者由纯金属与非金属组成的新物质叫做合金。如铜和锌(Zn)组成的黃铜;铁和碳组成的钢等。黄铜和钢均属于合金。不具备金属特征的矿物质,如:碳(C)硅(Si)、硫(S)、磷(P)等均属于非金属。从金属的表露颜色的不同,还可分为黑色金属如:铁、锰(Mn)、铬(Cr)等和有色金属如:铜、铝、铅等两大类。第一节金属的性能各种纯金属都具有各自不同的独特性能,它们所表现出来的物理的、化学的、机械的、和工艺的性能也不相同。物理性能金属的物理性能主要包括:比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性和磁性等。比重以1立方厘米作为金属的单位体积时的重量叫做该金属的比重,符号以r表示,其单位为克/立方厘米(或g/cm3)。也可用金属的重量与同体积水的重量的比值作为该金属的比重(无计算单位)。如:;;。比重小于或等于5的金属叫轻金属,比重大于5的叫重金属。熔点固体金属加热过程中,开始转变成液体状态时的最高温度叫熔点,其符号以t熔表示,单位为℃。如:铁的熔点为1537℃;铜为1083℃;℃;℃。导电性能传导电流的性能叫导电性,一般以导电系数或导电率作为指标,其符号以ρ表示,单位为米/欧姆·平方毫米(或mm/Ω·mm2)。如:;;;。4、导热性金属受热后,能将热量向四周冷金属方向传导的性能叫金属的导热性,一般以导热系数作为指标,其符号以λ表示,单位为焦/厘米·秒·度(J/cm·s·℃)。如:;;;。热膨胀性金属在加热过程中发生体积增大的性能叫热膨胀性,通常以线膨胀系数做为指标,其符号为ψ表示,单位为1/度(或1/℃)。如:,;;,通常以导磁率作为指标,其符号以μ表示,单位为特《斯拉》/安(培)每米(或T/m/A)。不同的金属,它们的导磁性的强弱也有所不同。如:铁、镍(Ni)等属于铁磁性材料,其它大多数金属都属于弱磁性或逆磁性材料。机械性能金属在外界机械力的作用下所反应出来的各种性能叫做机械性能,或叫力学性能。根据金属材料受力的状态的不同,可分为静载荷受力和动载受力两类。如:拉抻、压缩、剪切、扭曲弯折等均属静载荷,而冲击则属于动载荷。纵观来看,金属的机械性能主要包括强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳等等。它们都是通过各种不同试验手段来反映金属抵抗外力的能力。强度金属材料在外力的作用下,抵抗金属本身变形和被破坏的能力叫强度。其代表符号为σb单位为兆帕(或MPa)。金属的强度包括抗拉强度、抗弯强度、抗扭强度等。常见的为抗拉强度(或抗拉强度极限)。如:铁的抗拉强度σb=(见图2-1a)进行拉伸试验取得的。其过程是:弹性变形过程试样开始受拉抻载荷而变形。当外力消失后,试样本身能自行恢复原来的形状和尺寸。这种性能叫做弹性,这种变形现象叫弹性变形(见图2-2的0-a直线部分)当金属受拉达到图2-2的b点时,试点称为弹性极限(以σe)表示。