⑴ 金属材料的物理性能包括那些
密度,熔点,导热性,热膨胀性,导电性和磁性
⑵ 金属的物理性能包括哪些
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左右)两大类
磁感应强度:在磁介质中的磁化过程,可以看作在原先的磁场强度(H)上再加上一个由磁化强度(J)所决定的,数量等于4πJ的新磁场,因而在磁介质中的磁场B=H+4πJ的新磁场,叫做磁感应强度
磁场强度:导体中通过电流,其周围就产生磁场。磁场对原磁矩或电流产生作用力的大小为磁场强度的表征
矫顽力:样品磁化到饱和后,由于有磁滞现象,欲使磁感应强度减为零,须施加一定的负磁场Hc,Hc就称为矫顽力
铁损:铁磁材料在动态磁化条件下,由于磁滞和涡流效应所消耗的能量
其它如力学性能,工艺性能,使用性能等。
⑶ 金属材料的常用力学性能指标主要包括
金属材料的常用力学性能指标主要包括:弹性和刚度、强度、塑性、硬度、冲击韧度、断裂韧度及疲劳强度等,它们是衡量材料性能极其重要的指标。
1、强度:材料在外力(载荷)作用下,抵抗变形和断裂的能力。材料单位面积受载荷称应力。
2、屈服点(бs):称屈服强度,指材料在拉抻过程中,材料所受应力达到某一临界值时,载荷不再增加变形却继续增加或产生0.2%L。时应力值,单位用牛顿/毫米2(N/mm2)表示。
3、抗拉强度(бb)也叫强度极限指材料在拉断前承受最大应力值。单位用牛顿/毫米2(N/mm2)表示。如铝锂合金抗拉强度可达689.5MPa。
4、延伸率(δ):材料在拉伸断裂后,总伸长与原始标距长度的百分比。工程上常将δ≥5%的材料称为塑性材料,如常温静载的低碳钢、铝、铜等;而把δ≤5%的材料称为脆性材料,如常温静载下的铸铁、玻璃、陶瓷等。
5、断面收缩率(Ψ)材料在拉伸断裂后、断面最大缩小面积与原断面积百分比。
6、硬度:指材料抵抗其它更硬物压力其表面的能力,常用硬度按其范围测定分布氏硬度(HBS、HBW)和洛氏硬度(HKA、HKB、HRC)。
7、冲击韧性(Ak):材料抵抗冲击载荷的能力,单位为焦耳/厘米2(J/cm2)。
(3)合金材料的物理性能指标有哪些扩展阅读:
由于硬度试验仅在金属材料表面局部体积内产生很小的压痕,所以用硬度试验还可以检查金属材料表面层质量,如脱碳与增碳。在实际生产中作为紧固件产品质量检查、制订合理加工工艺的最常用的重要试验方法。在产品设计图样的技术条件中,硬度也是一项主要技术指标。
常见不规范表达有:HRC32、HV385。常用的硬度试验方法有布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、表面洛氏和显微硬度等。根据被测工件的直径、规格、材料种类和标准规范,把维氏硬度试验作为机械和物理性能中的仲裁检验项目,在机械装备行业中使用很广泛。
如紧固件行业测定螺栓表面硬度,在头部平面、紧固件末端或无螺纹杆部,测定时用最小载荷为98N,即HV10;测定螺栓表面硬度与心部硬度之间误差,用最小载荷为29.4N,即HV0.3;测定螺母表面硬度用最小载荷为294N,即HV30。
但是,由于维氏硬度对试样表面要求高,压痕对角线长度d的测定较麻烦,工作效率不如洛氏硬度高,不适于大批量测试。为此,洛氏硬度则使用较广泛,它的优点是测量迅速、简便,压痕较小,可用于测量成品、半成品,不损坏工件。
同时由于压痕较小,测量的硬度值不够准确,数据重复性差,对试验结果应进行正确处理,并认真分析影响硬度试验结果的主要因素,才能大大提高硬度测试的准确性,保证检测数据的真实性和有效性。
⑷ 什么叫金属及合金的机械性能常用的机械性能指标有哪些
主要的机械性能是指:强度、刚度、韧性。
⑸ 材料的常用力学性能指标是什么
材料在一定温度条件和外力作用下,抵抗变形和断裂的能力称为材料的力学性能。锅炉、压力容器用材料的常规力学性能指标主要包括:强度、硬度、塑性和韧性等。
(1)强度 强度是指金属材料在外力作用下对变形或断裂的抗力。强度指标是设计中决定许用应力的重要依据,常用的强度指标有屈服强度σS或σ0.2和抗拉强度σb,高温下工作时,还要考虑蠕变极限σn和持久强度σD。
(2)塑性 塑性是指金属材料在断裂前发生塑性变形的能力。塑性指标包括:伸长率δ,即试样拉断后的相对伸长量;断面收缩率ψ,即试样拉断后,拉断处横截面积的相对缩小量;冷弯(角)α,即试件被弯曲到受拉面出现第一条裂纹时所测得的角度。
(3)韧性 韧性是指金属材料抵抗冲击负荷的能力。韧性常用冲击功Ak和冲击韧性值αk表示。Αk值或αk值除反映材料的抗冲击性能外,还对材料的一些缺陷很敏感,能灵敏地反映出材料品质、宏观缺陷和显微组织方面的微小变化。而且Ak对材料的脆性转化情况十分敏感,低温冲击试验能检验钢的冷脆性。
表示材料韧性的一个新的指标是断裂韧性δ,它是反映材料对裂纹扩展的抵抗能力。
(4)硬度 硬度是衡量材料软硬程度的一个性能指标。硬 度试验的方法较多,原理也不相同,测得的硬度值和含义也不完全一样。最常用的是静负荷压入法硬度试验,即布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC)、维氏硬度(HV),其值表示材料表面抵抗坚硬物体压入的能力。而肖氏硬度(HS)则属于回跳法硬度试验,其值代表金属弹性变形功的大小。因此,硬度不是一个单纯的物理量,而是反映材料的弹性、塑性、强度和韧性等的一种综合性能指标。
⑹ 金属材料力学性能指标有哪些
一:弹性指标
1.正弹性模量
2.切变弹性模量
3.比例极限
4.弹性极限
二:强度性能指标
1.强度极限
2.抗拉强度
3.抗弯强度
4.抗压强度
5.抗剪强度
6.抗扭强度
7.屈服极限(或者称屈服点)
8.屈服强度
9.持久强度
10.蠕变强度
三:硬度性能指标
1.洛氏硬度
2.维氏硬度
3.肖氏硬度
四:塑性指标
1:伸长率(延伸率)
2:断面收缩率
五:韧性指标
1.冲击韧性
2.冲击吸收功
3.小能量多次冲击力
六:疲劳性能指标
1.疲劳极限(或者称疲劳强度)
七:断裂韧度性能指标
1.平面应变断裂韧度
2.条件断裂韧度
⑺ 常用金属材料有哪些物理性能
1、密度
物质单位体积所具有的质量,用符号ρ表示。一般密度小于5.0kg/cm2的金属称为轻金属,反之称为重金属。利用密度的概念可以解决一系列实际问题,如计算毛坯的质量、鉴别金属材料等。
2、熔点
纯金属和合金由固态转变为液态时的熔化温度。纯金属有固定的熔点,合金的熔点取决于它的成分。比如,港式铁碳合金,含碳量不同,熔点也不同。熔点对金属和合金的冶炼、铸造和焊接等都是很重要的参数。
3、导电性
就是金属材料传导电流的能力。衡量金属材料导电性的指标是电阻率ρ,电阻率越小,金属的电阻越小,导电性越好。金属中银的导电性最好,其次是铜铝。
4、导热性
就是金属材料传导热量的性能。导热性的大小通常用热导率来衡量,热导率的符号是λ,热导率越大,金属的导热性越好。银的导热性最好,其次是铜铝。
5、热膨胀性
就是金属材料随着温度的变化而膨胀、收缩的特性。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。衡量热膨胀性的指标一般是线膨胀系数,线膨胀系数是指金属温度每升高1℃所增加的长度度与原来长度的比值。
金属的线膨胀系数不是一个固定的数值,随着温度的增加,其数值也相应增大。在焊接过程中,被焊工件由于受热不均而产生不均匀的热膨胀,就会导致焊件产生变形和焊接应力。
(7)合金材料的物理性能指标有哪些扩展阅读
金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。
①黑色金属又称钢铁材料,包括杂质总含量<0.2%及含碳量不超过0.0218%的工业纯铁,含碳0.0218%~2.11%的钢,含碳大于 2.11%的铸铁。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。
②有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金,通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等,有色合金的强度和硬度一般比纯金属高,并且电阻大、电阻温度系数小。
③特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料,以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等;还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金以及金属基复合材料等。
⑻ 金属材料的力学性能指标有哪些
国家标准对各种金属材料一般规定下列力学性能指标:
抗拉强度、屈服强度、延伸率。
对部分有色金属还规定硬度状态。
⑼ 1.材料的性能指标包括哪些
一、金属材料:
金属材料的性能一般可分为使用性能和工艺性能两大类
使用性能是指材料在工作条件下所必须具备的性能,它包括物理性能、化学性能和力学性能.
物理性能是指金属材料在各种物理条件任用下所表现出的性能.包括:密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性和磁性等.
化学性能是指金属在室温或高温条件下抵抗外界介质化学侵蚀的能力.包括:耐蚀性和抗氧化性.
力学性能是金属材料最主要的使用性能,所谓金属力学性能是指金属在力学作用下所显示与弹性和非弹性反应相关或涉及应力—应变关系的性能.
它包括:强度、塑性、硬度、韧性及疲劳强度等.
金属材料的工艺性能直接影响零件加工后的工艺质量,是选材和制定零件加工工艺路线时必须考虑的因素之一.它包括铸造性能、压力加工性能、焊接性能、切削加工性能和热处理性能等。
二、陶瓷材料:
陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料.它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点.可用作结构材料、刀具材料,由于陶瓷还具有某些特殊的性能,又可作为功能材料.
力学特性
陶瓷材料是工程材料中刚度最好、硬度最高的材料,其硬度大多在1500HV以上。陶瓷的抗压强度较高,但抗拉强度较低,塑性和韧性很差。
热特性
陶瓷材料一般具有高的熔点(大多在2000℃以上),且在高温下具有极好的化学稳定性;陶瓷的导热性低于金属材料,陶瓷还是良好的隔热材料。同时陶瓷的线膨胀系数比金属低,当温度发生变化时,陶瓷具有良好的尺寸稳定性。
电特性
大多数陶瓷具有良好的电绝缘性,因此大量用于制作各种电压(1kV~110kV)的绝缘器件。铁电陶瓷(钛酸钡BaTiO3)具有较高的介电常数,可用于制作电容器,铁电陶瓷在外电场的作用下,还能改变形状,将电能转换为机械能(具有压电材料的特性),可用作扩音机、电唱机、超声波仪、声纳、医疗用声谱仪等。少数陶瓷还具有半导体的特性,可作整流器。
化学特性
陶瓷材料在高温下不易氧化,并对酸、碱、盐具有良好的抗腐蚀能力。
光学特性
陶瓷材料还有独特的光学性能,可用作固体激光器材料、光导纤维材料、光储存器等,透明陶瓷可用于高压钠灯管等。磁性陶瓷(铁氧体如:MgFe2O4、CuFe2O4、Fe3O4)在录音磁带、唱片、变压器铁芯、大型计算机记忆元件方面的应用有着广泛的前途。
三、 合成材料:
合成材料品种很多,塑料、合成纤维和合成橡胶就是通常所说的三大合成材料,此外,还有近年来发展起来的黏合剂、涂料等物质。
一)合成材料主要品种的性质
塑料的主要成分是合成树脂,以及某些特定用途的添加剂,如增塑剂、防老化剂等。
1.塑料
分类原则 类型 特征性质和实例
按树脂受热时的特征分 热塑性塑料 以热塑性树脂为基本成分,受热软化,可反复塑制。如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。
热固性塑料 以热固性树脂为基本成分,加工成型后变为不熔状态。如酚醛塑料、氨基塑料等。
按应用范围及材料性能特点分 通用塑料 通用性强,用途广泛,产量大,价格低。主要有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯等。
工程塑料 机械性能较好,高强度,可以代替金属用作工程结构材料。如聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、氟塑料。
其他 其他分类分为通用、工程、耐高温特种塑料四大类;或通用、工程和其他塑料三大类。
2.合成纤维
合成纤维是化学纤维之一,是指利用石油、天然气、煤和农副产品为原料制成的纤维材料。
类型 性质特征和实例
合成纤维 具有强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不发霉、不怕虫蛀、不缩水等优点。如涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶和氯纶等。
特种合成纤维 具有某些特殊性能。如芳纶纤维、碳纤维、耐辐射纤维、光导纤维和防火纤维等。
3.合成橡胶
合成橡胶是除天然橡胶以外的以石油、天然气为原料,以二烯烃和烯烃为单体聚合而成的橡胶制品。它具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或者耐低温等性能。常见类型有通用橡胶(如丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等)和特种橡胶(如聚硫橡胶、硅橡胶等)等两大类。
二)有机高分子化合物的结构特点和基本性质
1.结构特点
有机高分子化合物具有线型结构和体型结构。线型结构呈长链状,可以带支链,也可不带支链。高分子链间以分子间作用力紧密结合。如果高分子链上还有能起反应的官能团,当它跟别的单体或别的物质反应时,高分子链之间将形成化学键,产生一些交联,形成网状结构。交疗养的程度越大,材料的强度越大。
2.基本性质
有机高分子化合物具有不同于小分子物质的性质。主要有:(1)溶解性。线型结构的有机高分子能溶解在适当的溶剂里,但溶解过程比小分子慢。体型结构 的有机高分子则不容易溶解,只是有一定程度的胀大。(2)热塑造性和热固性。线型高分子具有热塑造性,体型高分子具有热固性。(3)强度。高分子材料的强度一般都比较大。(4)电绝缘性。高分子材料通常是很好的电绝缘材料。
三)新型有机高分子材料的性能和用途
新型有机高分子材料包括功能高分子材料和复合材料等多种。
1.功能高分子材料
功能高分子材料是指既有传统高分子材料的机械功能,又有某些特殊功能的高分子材料。常见类型有:(1)高分子分离膜。它是用具有特殊分离功能的高分子材料制成的薄膜。它的特点是能让某些物质有选择性地通过,而把另一些物质分离掉。这种分离膜广泛应用于生活污水、工业废水等的处理和回收;海水和苦咸水的淡化;天然果汁和浓缩,乳制品的加工,酿酒等。(2)医用高分子材料。它是具有优异的生物相容性,较少发生排斥,可以满足人工器官对材料的要求,以及某些特殊功能的材料。目前大都使用硅聚合物和聚胺酯等。(3)隐身材料、液晶高分子材料、生物高分子材料等。
2.复合材料
复合材料是指两种或者两种以上材料组合而成一种新型材料,其中一种材料作为基体,另一种作为增强剂。复合材料具有强度高、质量小、耐高温、耐腐蚀等优良性能。主要应用于宇航工业,以及汽车工业、机械工业、体育工业等方面。
四)单体和聚合物的互相推导
1.由单体推导聚合物
(1)加聚反应
①烯烃自聚
②1,3-丁二烯型自聚
③烯烃共聚型
④烯烃和二烯烃共聚型
(2)缩聚反应
①二元酸和二元醇共聚型
②同种羟基酸之间聚合型
③同种氨基酸之间聚合型
④不同种氨基酸之间聚合型
2.由高聚物判断单体
根据加聚反应和缩聚反应的反应机理,采用逆向思维可以判断合成高聚物的单体。
(1)主链中的碳原子之间以C-C键相结合的高聚物,为单烯烃加聚反应的产物。判断单体的方法是将主链中的C-C键两两断开,将C-C键改变为C=C键,即得合成高聚物的单体。如:合成高聚物[CH2-CH2-CH2-CH(Cl)]n的单体为:CH2=CH2和CH2=CHCl。
(2)主链中的碳原子以C-C键和C=C键相结合的高聚物,为加聚反应的产物。判断其单体的方法是以C=C键为中心,向两边各扩展1个C原子后断开C-C键,然后将C=C键变成C-C键,将C-C键变成C=C键,即得合成高聚物的单体。如合成[CH2-CH2-CH2-CH=CH-CH2]的单体为CH2=CH2和CH2=CH-CH=CH2。
(3)主链中含有 原子团或者含有 和O原子的高聚物为醇和羧酸缩聚反应的产物或者羟基酸缩聚反应的产物。其单体的判断方法是:在>C=O基和O原子之间断开,将O原子结合H构成-OH基即成为醇,将>C=O基结合-OH基构成-COOH基即得羧酸。如合成[OCH2CH2O-OCCO]的单体是HOCH2CH2OH和HOOC-COOH。
(4)主链中含有-NH-和 基团或者含有 的高聚物,是氨基酸或者二胺和二酸缩聚反应的产物。判断其单体的方法是:在肽键中间的C=O和NH之间断开,在C=O上加-OH基成为羧酸,在NH基上加上H原子成为-NH2基。如:合成[NH-(CH2)6-NH-CO-(CH2)4CO]的单体为H2N-(CH2)6-NH2和HOOC-(CH2)4-COOH。