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文檔簡介

1、 材料是機器的物質基礎。 金屬材料的性能是選擇材料的主要依據。 金屬材料的性能一般分為工藝性能和使用性能。 工藝性能是指金屬材料從冶煉到成品的生產過程中,在各種加工條件下表現出來的性能; 使用性能是指金屬零件在使用條件下金屬材料表現出來的性能。 金屬材料的使用性能決定了它的使用范圍。使用性能包括物理性能、化學性能和力學性能。 金屬所固有的性能,包括密度、熔點、導熱性、導電性、熱膨脹性、磁性這些東西有哪些相似的物理性質?這些東西有哪些相似的物理性質?鐵制造炊具鐵制造炊具導熱性導熱性銅制成導線銅制成導線導電性導電性性質在很大程度上決定物質的用途,但還需考慮價格、性質在很大程度上決定物質的用途,但還

2、需考慮價格、資源、美觀、使用是否便利、回收、環境影響等因素資源、美觀、使用是否便利、回收、環境影響等因素用途用途 物理性質物理性質 1. 密度 定義定義 金屬的密度即是單位體積金屬的質量,其單位為3。 分類分類 根據密度的大小,金屬材料可分為輕金屬和重金屬。 密度小于4 .53 的金屬叫做輕金屬, 如鋁,鈦等。 密度大于4 .53 的金屬叫做重金屬, 如銅,鐵等。 用途用途 在航空業和汽車業中,為增加有效載重,需考慮密度 2.熔點熔點定義定義 金屬從固體狀態向液體狀態轉變時的溫度稱為熔點。熔點一般用攝氏溫度()表示。各種金屬都有 其固定熔點。如鉛的熔點為323 ,鋼的熔點為。 分類分類 低熔點

3、金屬熔點低于 , 中熔點金屬熔點在 , 高熔點金屬熔點 高于。 用途用途 熔點對于冶煉、鑄造、焊接和配制合 金等都很重要。 易熔金屬熔斷器,防火安全閥 難熔金屬耐高溫零件,如飛船外殼、火箭、導彈、燃氣輪機和噴氣飛機等耐高溫零件 3.導熱性定義定義 金屬材料傳導熱量的能力稱為導熱性。熱導率(導熱系數)熱導率(導熱系數)表示金屬材料導熱性能的優劣。 熱導率大的金屬材料的導熱性好。在一般情況下,金屬材料的導熱性比非金屬材料好。金屬的導熱性 以銀為最好,銅、鋁次之。用途用途 導熱性好的金屬散熱也好,可用來制造散熱器零件,如冰箱、空調的散熱片。 4.熱膨脹性 定義定義 金屬材料在受熱時體積會增大,冷卻時

4、則收縮,這種現象稱為熱膨脹性。 線膨脹系數線膨脹系數l 鐵在 0-100時 l=11.76106/ 用途用途 一些精密測量工具就要選用膨脹系數較小的金屬材料來制造;鋪設鐵軌、架設橋梁、金屬工件加工過程中測量尺寸等都要考慮到熱膨脹的因素。這是這是什么什么 5 .導電性 定義定義 金屬材料傳導電流的性能稱為導電性。 銀為最好,銅、鋁次之, 用途用途 工業上用銅、鋁做導電的材料。導電性差的高電阻金屬材料,如鐵鉻合金、鎳鉻鋁、康銅和錳銅等用于制造儀表零件或電熱元件,如電爐絲。 6磁性 定義定義 金屬導磁的性能稱為磁性。 鐵磁性材料 鐵、鈷, 無磁性或順磁性材料 錳、鉻、銅、鋅。 但對某些金屬來說,磁性

5、也不是固定不變的,如 鐵在以上就表現為沒有磁性或順磁性。 用途用途 鐵磁性材料可用于制作變壓器、電機的鐵心和測量儀表零件等;無(順)磁性材料可用做要求避免磁場干擾的零件。討論并回答下列問題:討論并回答下列問題:1、銀的導電性比銅好,為什么電線一般用銅而不、銀的導電性比銅好,為什么電線一般用銅而不用銀制?用銀制?2、為什么燈泡里的燈絲用鎢制而不用錫制?如果、為什么燈泡里的燈絲用鎢制而不用錫制?如果用錫制的話,可能會出現什么情況?用錫制的話,可能會出現什么情況? 金屬材料的化學性能是指金屬在化學作用下所表現的性能。 1 耐腐蝕性耐腐蝕性 金屬材料在常溫下抵抗氧、水蒸氣及其他化學介質腐蝕作用的能力,

6、稱為耐腐蝕 性。 常見的鋼鐵生銹,就是腐蝕現象。 2 抗氧化性抗氧化性 金屬材料抵抗氧化作用的能力,稱為抗氧化性。 金屬材料在加熱時,氧化作用加速,結論:結論:許多金屬都能與氧氣反應,生成氧化物許多金屬都能與氧氣反應,生成氧化物金屬與氧氣的反應金屬與氧氣的反應鎂或鋁鎂或鋁常溫下常溫下高溫下高溫下反應式反應式可反應可反應耀眼白光耀眼白光2Mg + O2Mg + O2 2 = 2MgO= 2MgO點燃點燃4Al + 3O4Al + 3O2 2 = 2Al= 2Al2 2O O3 3點燃點燃鐵或銅鐵或銅不反應不反應可反應可反應2Cu + O2Cu + O2 2 = 2CuO= 2CuO3Fe + 2

7、O3Fe + 2O2 2 = Fe= Fe3 3O O4 4點燃點燃 注意注意: : 鋁在空氣中與氧氣反應生成致密的鋁在空氣中與氧氣反應生成致密的氧化鋁薄膜氧化鋁薄膜, ,阻止反應進一步發生。阻止反應進一步發生。 2 2、為什么我們看過鐵生銹,而沒看過、為什么我們看過鐵生銹,而沒看過思考:思考: 1 1、有沒有特例?、有沒有特例? 有,金、銀例外;有,金、銀例外; 鋁生銹呢? 鋼材在鍛造、熱處理、焊接等加熱作業時,會 發生氧化和脫碳,造成材料的損耗和各種缺陷。因此,在加熱坯件或材料時,常在其 周圍形成一種還原氣體或保護氣體,以避免金屬材料的氧化。3 化學穩定性化學穩定性 化學穩定性是金屬材料的

8、耐腐蝕性和抗氧化性的總稱。 熱穩定性 金屬材料在高溫下的化學 穩定性。 制造在高溫下工作的零件的金屬材料,要有良好的熱穩定性。金屬熔點密度g/cm3導電性導熱性磁性 化學性能鐵15387.8銀銅室溫鐵鈷鎳銅的耐蝕性優于鋼在堿性中優于鋁銅10838.9鋁鐵的化學性能活潑鋁6602.7鐵課外小知識:課外小知識:1 1、金屬的特性、金屬的特性( (密度、熔點、硬度等密度、熔點、硬度等) )物理性質物理性質物理性質比較物理性質比較導電性導電性(以(以銀的導電性為銀的導電性為100作標準)作標準)密度密度(gcm-3)熔點熔點()硬度硬度(以金以金剛石的硬度為剛石的硬度為10作標準)作標準)銀銀銅銅 金

9、金 鋁鋁 鋅鋅鐵鐵 鉛鉛100100999974746161272717177.97.9(優)(優)(良)(良)金金 鉛鉛 銀銀 銅銅 鐵鐵 鋅鋅 鋁鋁 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70 (大)(大)(小)(小)鎢鎢 鐵鐵 銅銅 金金 銀銀 鋁鋁 錫錫 3410 1535 1083 1064 962 660 2323410 1535 1083 1064 962 660 232 (高)(高)(低)(低)鉻鉻 鐵鐵 銀銀 銅銅 金金 鋁鋁 鉛鉛9 45 2.54 2.53 2.53 22.9

10、1.5 9 45 2.54 2.53 2.53 22.9 1.5 (大)(大)(小)(小)地殼中含量最高的金屬地殼中含量最高的金屬人體中含量最高的金屬人體中含量最高的金屬熔點最大的金屬熔點最大的金屬熔點最低熔點最低導電導熱性最好的金屬導電導熱性最好的金屬鎢鎢汞汞銀銀鋁鋁鈣鈣世界年產量最高的金屬世界年產量最高的金屬鐵鐵2 2、金屬之最、金屬之最K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au鉀鉀 鈣鈣 鈉鈉 鎂鎂 鋁鋁 鋅鋅 鐵鐵 錫錫 鉛鉛 氫氫 銅銅 汞汞 銀銀 鉑鉑 金金金屬活動性由金屬活動性由強強到到弱弱3 3、金屬活動性順序、金屬活動性順序1. 1.越靠前活動性越強,鉀最活潑,金最不活潑。越靠前活動性越強,鉀最活潑,金最不活潑。2. 2.氫前金屬能從酸(稀鹽酸、稀硫酸)中置換氫前金屬能從酸(稀鹽酸、稀

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