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常用金属材料的物理、力学性能

在机械制造中,大量的零件是用金属材料制造的:由于各种零件的工作条件不同,这就要求合理地选择使用材料,了解各种材料的性能。达到既节约金属,又保证产品质量的目的。

(1)常用金属材料的物理性能

1)密度某种物质单位体积的质量称为该物质的密度。金属的密度即是单位体积金属的质量。

一般密度小于5X103kg/m3的金属称为轻金属,密度大于5X103kg/m的金属称为重金属。常见金属的密度见表2-1

2)熔点 纯金属和合金从固态向液态转变时的温度称为熔点。纯金属都有固定的熔点。如表2-1所示。合金的熔点决定于它的成分,例如,钢和生铁虽然都是铁和碳的合金,但由于含碳量不同,熔点也不同。熔点对于金属和合金的冶炼、铸造和焊接都是重要的工艺参数。

3)导热性金属材料传导热量的性能称为导热性。

导热性的大小通常用热导率来衡量。热导率符号是λ,热导率越大,金属的导热性越好。银的导热性最好,铜、铝次之。常见金属导热性见表2-1。合金的导热性比纯金属差。

导热性是金属材料的重要性能之一。在制定焊接、铸造和热处理工艺时,必须考虑材料的导热性,防止金属材料在加热或冷却过程中形成过大的内应力,以免金属材料变形或破坏。

4)热膨胀性金属材料随着温度变化而膨胀、收缩的特性称为热膨胀性。一般来说金属受热时膨胀而体积增大,冷却时收缩而体积缩小。

热膨胀的大小用线胀系数a和体胀系数av表示。计算公式为

l2-hth1

式中 -线胀系数,1/K1/;

h--膨胀前长度,m; l--膨胀后长度,m;

t-温度变化量 △t=t₂一tK或℃。

体胀系数近似为线胀系数的3倍。常用金属的线胀系数如表2-1所示。

在实际工作中考虑热胀性的地方很多,例如异种金属焊接时要考虑它们的热胀系数是否接近,否则会因热胀系数不同。使金属构件变形,甚至损坏。

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