⑴ 金屬材料的物理性能包括那些
密度,熔點,導熱性,熱膨脹性,導電性和磁性
⑵ 金屬的物理性能包括哪些
1密度:密度就是某種物質單位體積的質量
2熱性能:
熔 點:金屬材料固態轉變為液態時的熔化溫度
比熱容:單位質量的某種物質,在溫度升高1℃時吸收的熱量或溫度降低1℃時所放出的熱量
熱導率:在單位時間內,當沿著熱流方向的單位長度上溫度降低1℃時,單位面積容許導過的熱量
熱脹系數:金屬溫度每升高1℃所增加的長度與原來長度的比值
3電性能:
電阻率:是表示物體導電性能的一個參數。它等於1m長,橫截面積為1mm2的導線兩端間的電阻。也可用一個單位立方體的兩平行端面間的電阻表示
電阻溫度系數:溫度每升降1℃,材料電阻的改變數與原電阻率之比,稱為電阻溫度系數
電導率:電阻率的倒數叫電導率。在數值上它等於導體維持單位電位梯度時,流過單位面積的電流
4磁性能:
磁導率:是衡量磁性材料磁化難易程度的性能指標,它是磁性材料中的磁感應強度(B)和磁場強度(H)的比值。磁性材料通常分為:軟磁材料(μ值甚高,可達數萬)和硬磁材料(μ值在1左右)兩大類
磁感應強度:在磁介質中的磁化過程,可以看作在原先的磁場強度(H)上再加上一個由磁化強度(J)所決定的,數量等於4πJ的新磁場,因而在磁介質中的磁場B=H+4πJ的新磁場,叫做磁感應強度
磁場強度:導體中通過電流,其周圍就產生磁場。磁場對原磁矩或電流產生作用力的大小為磁場強度的表徵
矯頑力:樣品磁化到飽和後,由於有磁滯現象,欲使磁感應強度減為零,須施加一定的負磁場Hc,Hc就稱為矯頑力
鐵損:鐵磁材料在動態磁化條件下,由於磁滯和渦流效應所消耗的能量
其它如力學性能,工藝性能,使用性能等。
⑶ 金屬材料的常用力學性能指標主要包括
金屬材料的常用力學性能指標主要包括:彈性和剛度、強度、塑性、硬度、沖擊韌度、斷裂韌度及疲勞強度等,它們是衡量材料性能極其重要的指標。
1、強度:材料在外力(載荷)作用下,抵抗變形和斷裂的能力。材料單位面積受載荷稱應力。
2、屈服點(бs):稱屈服強度,指材料在拉抻過程中,材料所受應力達到某一臨界值時,載荷不再增加變形卻繼續增加或產生0.2%L。時應力值,單位用牛頓/毫米2(N/mm2)表示。
3、抗拉強度(бb)也叫強度極限指材料在拉斷前承受最大應力值。單位用牛頓/毫米2(N/mm2)表示。如鋁鋰合金抗拉強度可達689.5MPa。
4、延伸率(δ):材料在拉伸斷裂後,總伸長與原始標距長度的百分比。工程上常將δ≥5%的材料稱為塑性材料,如常溫靜載的低碳鋼、鋁、銅等;而把δ≤5%的材料稱為脆性材料,如常溫靜載下的鑄鐵、玻璃、陶瓷等。
5、斷面收縮率(Ψ)材料在拉伸斷裂後、斷面最大縮小面積與原斷面積百分比。
6、硬度:指材料抵抗其它更硬物壓力其表面的能力,常用硬度按其范圍測定分布氏硬度(HBS、HBW)和洛氏硬度(HKA、HKB、HRC)。
7、沖擊韌性(Ak):材料抵抗沖擊載荷的能力,單位為焦耳/厘米2(J/cm2)。
(3)合金材料的物理性能指標有哪些擴展閱讀:
由於硬度試驗僅在金屬材料表面局部體積內產生很小的壓痕,所以用硬度試驗還可以檢查金屬材料表面層質量,如脫碳與增碳。在實際生產中作為緊固件產品質量檢查、制訂合理加工工藝的最常用的重要試驗方法。在產品設計圖樣的技術條件中,硬度也是一項主要技術指標。
常見不規范表達有:HRC32、HV385。常用的硬度試驗方法有布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、表面洛氏和顯微硬度等。根據被測工件的直徑、規格、材料種類和標准規范,把維氏硬度試驗作為機械和物理性能中的仲裁檢驗項目,在機械裝備行業中使用很廣泛。
如緊固件行業測定螺栓表面硬度,在頭部平面、緊固件末端或無螺紋桿部,測定時用最小載荷為98N,即HV10;測定螺栓表面硬度與心部硬度之間誤差,用最小載荷為29.4N,即HV0.3;測定螺母表面硬度用最小載荷為294N,即HV30。
但是,由於維氏硬度對試樣表面要求高,壓痕對角線長度d的測定較麻煩,工作效率不如洛氏硬度高,不適於大批量測試。為此,洛氏硬度則使用較廣泛,它的優點是測量迅速、簡便,壓痕較小,可用於測量成品、半成品,不損壞工件。
同時由於壓痕較小,測量的硬度值不夠准確,數據重復性差,對試驗結果應進行正確處理,並認真分析影響硬度試驗結果的主要因素,才能大大提高硬度測試的准確性,保證檢測數據的真實性和有效性。
⑷ 什麼叫金屬及合金的機械性能常用的機械性能指標有哪些
主要的機械性能是指:強度、剛度、韌性。
⑸ 材料的常用力學性能指標是什麼
材料在一定溫度條件和外力作用下,抵抗變形和斷裂的能力稱為材料的力學性能。鍋爐、壓力容器用材料的常規力學性能指標主要包括:強度、硬度、塑性和韌性等。
(1)強度 強度是指金屬材料在外力作用下對變形或斷裂的抗力。強度指標是設計中決定許用應力的重要依據,常用的強度指標有屈服強度σS或σ0.2和抗拉強度σb,高溫下工作時,還要考慮蠕變極限σn和持久強度σD。
(2)塑性 塑性是指金屬材料在斷裂前發生塑性變形的能力。塑性指標包括:伸長率δ,即試樣拉斷後的相對伸長量;斷面收縮率ψ,即試樣拉斷後,拉斷處橫截面積的相對縮小量;冷彎(角)α,即試件被彎曲到受拉麵出現第一條裂紋時所測得的角度。
(3)韌性 韌性是指金屬材料抵抗沖擊負荷的能力。韌性常用沖擊功Ak和沖擊韌性值αk表示。Αk值或αk值除反映材料的抗沖擊性能外,還對材料的一些缺陷很敏感,能靈敏地反映出材料品質、宏觀缺陷和顯微組織方面的微小變化。而且Ak對材料的脆性轉化情況十分敏感,低溫沖擊試驗能檢驗鋼的冷脆性。
表示材料韌性的一個新的指標是斷裂韌性δ,它是反映材料對裂紋擴展的抵抗能力。
(4)硬度 硬度是衡量材料軟硬程度的一個性能指標。硬 度試驗的方法較多,原理也不相同,測得的硬度值和含義也不完全一樣。最常用的是靜負荷壓入法硬度試驗,即布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC)、維氏硬度(HV),其值表示材料表面抵抗堅硬物體壓入的能力。而肖氏硬度(HS)則屬於回跳法硬度試驗,其值代表金屬彈性變形功的大小。因此,硬度不是一個單純的物理量,而是反映材料的彈性、塑性、強度和韌性等的一種綜合性能指標。
⑹ 金屬材料力學性能指標有哪些
一:彈性指標
1.正彈性模量
2.切變彈性模量
3.比例極限
4.彈性極限
二:強度性能指標
1.強度極限
2.抗拉強度
3.抗彎強度
4.抗壓強度
5.抗剪強度
6.抗扭強度
7.屈服極限(或者稱屈服點)
8.屈服強度
9.持久強度
10.蠕變強度
三:硬度性能指標
1.洛氏硬度
2.維氏硬度
3.肖氏硬度
四:塑性指標
1:伸長率(延伸率)
2:斷面收縮率
五:韌性指標
1.沖擊韌性
2.沖擊吸收功
3.小能量多次沖擊力
六:疲勞性能指標
1.疲勞極限(或者稱疲勞強度)
七:斷裂韌度性能指標
1.平面應變斷裂韌度
2.條件斷裂韌度
⑺ 常用金屬材料有哪些物理性能
1、密度
物質單位體積所具有的質量,用符號ρ表示。一般密度小於5.0kg/cm2的金屬稱為輕金屬,反之稱為重金屬。利用密度的概念可以解決一系列實際問題,如計算毛坯的質量、鑒別金屬材料等。
2、熔點
純金屬和合金由固態轉變為液態時的熔化溫度。純金屬有固定的熔點,合金的熔點取決於它的成分。比如,港式鐵碳合金,含碳量不同,熔點也不同。熔點對金屬和合金的冶煉、鑄造和焊接等都是很重要的參數。
3、導電性
就是金屬材料傳導電流的能力。衡量金屬材料導電性的指標是電阻率ρ,電阻率越小,金屬的電阻越小,導電性越好。金屬中銀的導電性最好,其次是銅鋁。
4、導熱性
就是金屬材料傳導熱量的性能。導熱性的大小通常用熱導率來衡量,熱導率的符號是λ,熱導率越大,金屬的導熱性越好。銀的導熱性最好,其次是銅鋁。
5、熱膨脹性
就是金屬材料隨著溫度的變化而膨脹、收縮的特性。一般來說,金屬受熱時膨脹而體積增大,冷卻時收縮而體積縮小。衡量熱膨脹性的指標一般是線膨脹系數,線膨脹系數是指金屬溫度每升高1℃所增加的長度度與原來長度的比值。
金屬的線膨脹系數不是一個固定的數值,隨著溫度的增加,其數值也相應增大。在焊接過程中,被焊工件由於受熱不均而產生不均勻的熱膨脹,就會導致焊件產生變形和焊接應力。
(7)合金材料的物理性能指標有哪些擴展閱讀
金屬材料通常分為黑色金屬、有色金屬和特種金屬材料。
①黑色金屬又稱鋼鐵材料,包括雜質總含量<0.2%及含碳量不超過0.0218%的工業純鐵,含碳0.0218%~2.11%的鋼,含碳大於 2.11%的鑄鐵。廣義的黑色金屬還包括鉻、錳及其合金。
②有色金屬是指除鐵、鉻、錳以外的所有金屬及其合金,通常分為輕金屬、重金屬、貴金屬、半金屬、稀有金屬和稀土金屬等,有色合金的強度和硬度一般比純金屬高,並且電阻大、電阻溫度系數小。
③特種金屬材料包括不同用途的結構金屬材料和功能金屬材料。其中有通過快速冷凝工藝獲得的非晶態金屬材料,以及准晶、微晶、納米晶金屬材料等;還有隱身、抗氫、超導、形狀記憶、耐磨、減振阻尼等特殊功能合金以及金屬基復合材料等。
⑻ 金屬材料的力學性能指標有哪些
國家標准對各種金屬材料一般規定下列力學性能指標:
抗拉強度、屈服強度、延伸率。
對部分有色金屬還規定硬度狀態。
⑼ 1.材料的性能指標包括哪些
一、金屬材料:
金屬材料的性能一般可分為使用性能和工藝性能兩大類
使用性能是指材料在工作條件下所必須具備的性能,它包括物理性能、化學性能和力學性能.
物理性能是指金屬材料在各種物理條件任用下所表現出的性能.包括:密度、熔點、導熱性、導電性、熱膨脹性和磁性等.
化學性能是指金屬在室溫或高溫條件下抵抗外界介質化學侵蝕的能力.包括:耐蝕性和抗氧化性.
力學性能是金屬材料最主要的使用性能,所謂金屬力學性能是指金屬在力學作用下所顯示與彈性和非彈性反應相關或涉及應力—應變關系的性能.
它包括:強度、塑性、硬度、韌性及疲勞強度等.
金屬材料的工藝性能直接影響零件加工後的工藝質量,是選材和制定零件加工工藝路線時必須考慮的因素之一.它包括鑄造性能、壓力加工性能、焊接性能、切削加工性能和熱處理性能等。
二、陶瓷材料:
陶瓷材料是用天然或合成化合物經過成形和高溫燒結製成的一類無機非金屬材料.它具有高熔點、高硬度、高耐磨性、耐氧化等優點.可用作結構材料、刀具材料,由於陶瓷還具有某些特殊的性能,又可作為功能材料.
力學特性
陶瓷材料是工程材料中剛度最好、硬度最高的材料,其硬度大多在1500HV以上。陶瓷的抗壓強度較高,但抗拉強度較低,塑性和韌性很差。
熱特性
陶瓷材料一般具有高的熔點(大多在2000℃以上),且在高溫下具有極好的化學穩定性;陶瓷的導熱性低於金屬材料,陶瓷還是良好的隔熱材料。同時陶瓷的線膨脹系數比金屬低,當溫度發生變化時,陶瓷具有良好的尺寸穩定性。
電特性
大多數陶瓷具有良好的電絕緣性,因此大量用於製作各種電壓(1kV~110kV)的絕緣器件。鐵電陶瓷(鈦酸鋇BaTiO3)具有較高的介電常數,可用於製作電容器,鐵電陶瓷在外電場的作用下,還能改變形狀,將電能轉換為機械能(具有壓電材料的特性),可用作擴音機、電唱機、超聲波儀、聲納、醫療用聲譜儀等。少數陶瓷還具有半導體的特性,可作整流器。
化學特性
陶瓷材料在高溫下不易氧化,並對酸、鹼、鹽具有良好的抗腐蝕能力。
光學特性
陶瓷材料還有獨特的光學性能,可用作固體激光器材料、光導纖維材料、光儲存器等,透明陶瓷可用於高壓鈉燈管等。磁性陶瓷(鐵氧體如:MgFe2O4、CuFe2O4、Fe3O4)在錄音磁帶、唱片、變壓器鐵芯、大型計算機記憶元件方面的應用有著廣泛的前途。
三、 合成材料:
合成材料品種很多,塑料、合成纖維和合成橡膠就是通常所說的三大合成材料,此外,還有近年來發展起來的黏合劑、塗料等物質。
一)合成材料主要品種的性質
塑料的主要成分是合成樹脂,以及某些特定用途的添加劑,如增塑劑、防老化劑等。
1.塑料
分類原則 類型 特徵性質和實例
按樹脂受熱時的特徵分 熱塑性塑料 以熱塑性樹脂為基本成分,受熱軟化,可反復塑制。如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。
熱固性塑料 以熱固性樹脂為基本成分,加工成型後變為不熔狀態。如酚醛塑料、氨基塑料等。
按應用范圍及材料性能特點分 通用塑料 通用性強,用途廣泛,產量大,價格低。主要有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯等。
工程塑料 機械性能較好,高強度,可以代替金屬用作工程結構材料。如聚酯、聚醯胺、聚碳酸酯、氟塑料。
其他 其他分類分為通用、工程、耐高溫特種塑料四大類;或通用、工程和其他塑料三大類。
2.合成纖維
合成纖維是化學纖維之一,是指利用石油、天然氣、煤和農副產品為原料製成的纖維材料。
類型 性質特徵和實例
合成纖維 具有強度高、彈性好、耐磨、耐化學腐蝕、不發霉、不怕蟲蛀、不縮水等優點。如滌綸、錦綸、腈綸、丙綸、維綸和氯綸等。
特種合成纖維 具有某些特殊性能。如芳綸纖維、碳纖維、耐輻射纖維、光導纖維和防火纖維等。
3.合成橡膠
合成橡膠是除天然橡膠以外的以石油、天然氣為原料,以二烯烴和烯烴為單體聚合而成的橡膠製品。它具有高彈性、絕緣性、氣密性、耐油、耐高溫或者耐低溫等性能。常見類型有通用橡膠(如丁苯橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠等)和特種橡膠(如聚硫橡膠、硅橡膠等)等兩大類。
二)有機高分子化合物的結構特點和基本性質
1.結構特點
有機高分子化合物具有線型結構和體型結構。線型結構呈長鏈狀,可以帶支鏈,也可不帶支鏈。高分子鏈間以分子間作用力緊密結合。如果高分子鏈上還有能起反應的官能團,當它跟別的單體或別的物質反應時,高分子鏈之間將形成化學鍵,產生一些交聯,形成網狀結構。交療養的程度越大,材料的強度越大。
2.基本性質
有機高分子化合物具有不同於小分子物質的性質。主要有:(1)溶解性。線型結構的有機高分子能溶解在適當的溶劑里,但溶解過程比小分子慢。體型結構 的有機高分子則不容易溶解,只是有一定程度的脹大。(2)熱塑造性和熱固性。線型高分子具有熱塑造性,體型高分子具有熱固性。(3)強度。高分子材料的強度一般都比較大。(4)電絕緣性。高分子材料通常是很好的電絕緣材料。
三)新型有機高分子材料的性能和用途
新型有機高分子材料包括功能高分子材料和復合材料等多種。
1.功能高分子材料
功能高分子材料是指既有傳統高分子材料的機械功能,又有某些特殊功能的高分子材料。常見類型有:(1)高分子分離膜。它是用具有特殊分離功能的高分子材料製成的薄膜。它的特點是能讓某些物質有選擇性地通過,而把另一些物質分離掉。這種分離膜廣泛應用於生活污水、工業廢水等的處理和回收;海水和苦鹹水的淡化;天然果汁和濃縮,乳製品的加工,釀酒等。(2)醫用高分子材料。它是具有優異的生物相容性,較少發生排斥,可以滿足人工器官對材料的要求,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)隱身材料、液晶高分子材料、生物高分子材料等。
2.復合材料
復合材料是指兩種或者兩種以上材料組合而成一種新型材料,其中一種材料作為基體,另一種作為增強劑。復合材料具有強度高、質量小、耐高溫、耐腐蝕等優良性能。主要應用於宇航工業,以及汽車工業、機械工業、體育工業等方面。
四)單體和聚合物的互相推導
1.由單體推導聚合物
(1)加聚反應
①烯烴自聚
②1,3-丁二烯型自聚
③烯烴共聚型
④烯烴和二烯烴共聚型
(2)縮聚反應
①二元酸和二元醇共聚型
②同種羥基酸之間聚合型
③同種氨基酸之間聚合型
④不同種氨基酸之間聚合型
2.由高聚物判斷單體
根據加聚反應和縮聚反應的反應機理,採用逆向思維可以判斷合成高聚物的單體。
(1)主鏈中的碳原子之間以C-C鍵相結合的高聚物,為單烯烴加聚反應的產物。判斷單體的方法是將主鏈中的C-C鍵兩兩斷開,將C-C鍵改變為C=C鍵,即得合成高聚物的單體。如:合成高聚物[CH2-CH2-CH2-CH(Cl)]n的單體為:CH2=CH2和CH2=CHCl。
(2)主鏈中的碳原子以C-C鍵和C=C鍵相結合的高聚物,為加聚反應的產物。判斷其單體的方法是以C=C鍵為中心,向兩邊各擴展1個C原子後斷開C-C鍵,然後將C=C鍵變成C-C鍵,將C-C鍵變成C=C鍵,即得合成高聚物的單體。如合成[CH2-CH2-CH2-CH=CH-CH2]的單體為CH2=CH2和CH2=CH-CH=CH2。
(3)主鏈中含有 原子團或者含有 和O原子的高聚物為醇和羧酸縮聚反應的產物或者羥基酸縮聚反應的產物。其單體的判斷方法是:在>C=O基和O原子之間斷開,將O原子結合H構成-OH基即成為醇,將>C=O基結合-OH基構成-COOH基即得羧酸。如合成[OCH2CH2O-OCCO]的單體是HOCH2CH2OH和HOOC-COOH。
(4)主鏈中含有-NH-和 基團或者含有 的高聚物,是氨基酸或者二胺和二酸縮聚反應的產物。判斷其單體的方法是:在肽鍵中間的C=O和NH之間斷開,在C=O上加-OH基成為羧酸,在NH基上加上H原子成為-NH2基。如:合成[NH-(CH2)6-NH-CO-(CH2)4CO]的單體為H2N-(CH2)6-NH2和HOOC-(CH2)4-COOH。