㈠ 金屬的物理性能和化學性能有哪些
[jīn shǔ]
金屬
（具有光澤和導熱性導電性可延展性的物質）
編輯
金屬是一種具有光澤（即對可見光強烈反射）、富有延展性、容易導電、導熱等性質的物質。金屬的上述特質都跟金屬晶體內含有自由電子有關。在自然界中，絕大多數金屬以化合態存在，少數金屬例如金、鉑、銀、鉍以游離態存在。金屬礦物多數是氧化物及硫化物。其他存在形式有氯化物、硫酸鹽、碳酸鹽及硅酸鹽。金屬之間的連結是金屬鍵，因此隨意更換位置都可再重新建立連結，這也是金屬延展性良好的原因。金屬元素在化合物中通常只顯正價。相對原子質量較大的被稱為重金屬。
化學性能
指金屬材料與周圍介質掃觸時抵抗發生化學或電化學反應的性能。
1、耐腐蝕性：指金屬材料抵抗各種介質侵蝕的能力。
2、抗氧化性：指金屬材料在高溫下，抵抗產生氧化皮能力。
機械性能
機械性能是指金屬材料在外力作用下所表現出來的特性。
銅器
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）。
8、彈性：εe=σe/E， 指標σe，E
9、剛性：△L=P·l/E·F，抵抗彈性變形的能力強度，其中，P---拉力，l---材料原長，E---彈性模量，F---截面面積
10、韌性（沖擊韌性）：常用沖擊吸收功 Ak 表示，指材料在沖擊載荷作用下吸收塑性變形功和斷裂功的力。
11、延展性：
1）延性：是指材料的結構、構件或構件的某個截面從屈服開始到達最大承載能力或到達以後而承載能力還沒有明顯下降期間的變形能力。延伸率δ=（△l0/l）×100% 斷面收縮率ψ=((A-A1)/A）×100%
2）展性：指物體可以壓成薄片的性質。
金是金屬中延性及展性最高的──一1克的金可以打成一平方米的薄片，或者說是一盎司的金可以 打成300平方尺。金葉甚至可以被打薄至透明，透過金葉的光會顯露出綠藍色，因為金反射黃色光及紅色光的能力很強。因延展性非常好，黃金可以打成金箔。金箔用於塑像、建築、工藝品的貼金，常見於寺廟、教堂內的裝飾貼金。金箔也可入中葯。
12、疲勞強度：疲勞強度：材料抵抗無限次應力（10E7）循環也不疲勞斷裂的強度指標，交變負荷σ-1<；σs為設計標准。
13、硬度：材料軟硬程度。
測定硬度試驗的方法很多，大體上可以分為彈性回跳法（肖氏硬度）壓入法（布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度）和劃痕法（莫氏硬度）等三大類，生產上應用最廣泛的是壓入法。它是將一定形狀、尺寸的硬質壓頭在一定大小載荷作用下壓入被測材料表層，以留下的壓痕表面面積大小或深度計算材料的硬度值。
由於硬度測定時的測定規范，所用儀器設備等不同，用壓入法井台測定材料的硬度的方法也有多種。
常用的方法是布氏硬度法（HB），維氏硬度法（HV），洛氏硬度法（HR）。
14、塑性變形：外力去除後，不能恢復的變形，即殘余變形稱塑性變形。材料能經受較大塑性變形而不破壞的能力，稱為材料的塑性或延伸性。衡量材料塑性的兩個指標是延伸率和斷面收縮率。
對低碳鋼拉伸的應力——應變曲線分析：
【Ⅰ階段 線彈性階段】拉伸初期應力—應變曲線為一直線，此階段應力
金屬釙
最高限稱為材料的比例極限σe.
【Ⅱ階段 屈服階段】當應力增加至一定值時，應力—應變曲線出現水平線段（有微小波動），在此階段內，應力幾乎不變，而變形卻急劇增長，材料失去抵抗變形的能力，這種現象稱屈服，相應的應力稱為屈服應力或屈服極限，並用σs表示。
【Ⅲ階段 為強化階段】經過屈服後，材料又增強了抵抗變形的能力。強化階段的最高點所對應的應力，稱材料的強度極限。用σb表示，強度極限是材料所能承受的最大應力。
【Ⅳ階段 頸縮階段】當應力增至最大值σb後，試件的某一局部顯著收縮，最後在縮頸處斷裂。
對低碳鋼σs與σb為衡量其強度的主要指標。
㈡ 金屬材料的主要性能包括哪些
金屬材料的性能一般分為工藝性能和使用性能兩類。所謂工藝性能是指機械零件在加工製造過程中，金屬材料在所定的冷/熱加工條件下表現出來的性能。
所謂使用性能是指機械零件在使用條件下，金屬材料表現出來的性能，它包括機械性能、物理性能、化學性能等。金屬材料使用性能的好壞，決定了它的使用范圍與使用壽命。在機械製造業中，一般機械零件都是在常溫，常壓和非強烈腐蝕性介質中使用的，且在使用過程中各機械零件都將承受不同載荷的作用。金屬材料在載荷作用下抵抗破壞的性能，稱為機械性能(或稱為力學性能)。 所謂工藝性能是指機械零件在加工製造過程中，金屬材料在所定的冷/熱加工條件下表現出來的性能。金屬材料工藝性能的好壞，決定了它在製造過程中加工成形的適應能力。由於加工條件不同，要求的工藝性能也就不同，如鑄造性能、可焊性、可鍛性、熱處理性能、切削加工性等。
1 鑄造性 金屬材料能用鑄造方法獲得合格鑄件的能力稱為鑄造性。鑄造性包括流動性、收縮性和偏析傾向等。流動性是指液態金屬充滿鑄模的能力，流動性愈好，愈易鑄造細薄精緻的鑄件。收縮性是指鑄件凝固時體積收縮的程度，收縮愈小，鑄件凝固時變形愈小。 偏析是指化學成分不均勻，偏析愈嚴重，鑄件各部位的性能愈不均勻，鑄件的可靠性愈小。
2 切削加工性 金屬材料的切削加工性系指金屬接受切削加工的能力，也是指金屬經過切削加工而成為合乎要求的工件的難易程度。 通常可以切削後工作表面的粗糙程度、切削速度和刀具磨損程度來評價金屬的切削加工性。
3 焊接性 焊接性是指金屬在特定結構和工藝條件下通過常用焊接方法獲得預期質量要求的焊接接頭的性能。它包括兩個方面的內容：一是結合性能，即在一定的焊接工藝條件下，一定的金屬形成焊接缺陷的敏感性，二是使用性能，即在一定的焊接工藝條件下，一定的金屬焊接接頭對使用要求的適用性。 焊接性一般根據焊接時產生的裂紋敏感性和焊縫區力學性能的變化來判斷。 點擊下列鏈接，了解更多焊接知識！ 一張圖看懂金屬材料焊接（上）——焊接基礎 一張圖看懂金屬材料焊接（下）——焊接材料型號 焊接材料選用表，千萬別錯過，必須收藏！ 最先進的焊接技術工藝匯總 新型焊接技術，前景不可限量
4 可鍛性 可鍛性是材料在承受錘鍛、軋制、拉拔、擠壓等加工工藝時會改變形狀而不產生裂紋的性能。 它實際上是金屬塑性好壞的一種表現，金屬材料塑性越高，變形抗力就越小，則可鍛性就越好。 可鍛性好壞主要決定於金屬的化學成分、顯微組織、變形溫度、變形速度及應力狀態等因素。
5 沖壓性 沖壓性是指金屬經過沖壓變形而不發生裂紋等缺陷的性能。許多金屬產品的製造都要經過沖壓工藝，如汽車殼體、搪瓷製品坯料及鍋、盆、孟、壺等日用品。 為保證製品的質量和工藝的順利進行，用於沖壓的金屬板、帶等必須具有合格的沖壓性能。
6 頂鍛性 頂鍛性是指金屬材料承受打鉚、徽頭等的頂鍛變形的性能。金屬的頂鍛性，是用頂鍛試驗測定的。
7 冷彎性 金屬材料在常溫下能承受彎曲而不破裂的性能，稱為冷彎性。 出現裂紋前能承受的彎曲程度（彎曲程度一般用彎曲角度α(外角)或彎心直徑d對材料厚度a的比值表示,a愈大或d/a愈小）愈大，則材料的冷彎性能愈好。
8 熱處理工藝性 熱處理是指金屬或合金在固態范圍內，通過一定的加熱、保溫和冷卻方法，以改變金屬或合金的內部組織，而得到所需性能的一種工藝操作。 熱處理工藝性就是指金屬經過熱處理後其組織和性能改變的能力，包括淬硬性、淬透性、回火脆性等。
㈢ 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。
㈣ 金屬材料的性能
金屬材料的性能包括很多，可分為物理性能、化學性能、力學性能、工藝性能等，
1、物理性能：密度、外觀、導熱性能、光學性能、磁性能、電性能、超導性能、形狀記憶性能等，如電鍍金利用金的外觀、飛機用鋁合金利用密度、電熱器用銅製作利用導熱導電、永磁材料利用磁性能等等。
2、化學性能：耐熱性、耐蝕性、耐曬性、催化特性、感光特性等，不銹鋼利用耐蝕性、高溫合金利用耐熱性等等。
3、力學性能：硬度、強度、塑性、韌性、沖擊、疲勞、彈性等等，如刀具利用硬度、結構材料利用強度、變形加工利用塑性、彈性材料利用彈性和疲勞性能、裝甲鋼利用沖擊性能等等。
4、工藝性能：工藝性能是指加工成為一定形狀的零件的難易程度。如鍛造性能、沖壓性能、鑄造性能、焊接性、熱處理性能等等，其中又可細分，如鑄造性能裡面有流動性、收縮性等，熱處理性能裡面有淬透性、淬硬性、氧化脫碳性、白點敏感性等等。
㈤ 金屬材料的物理和化學性能包括哪些方面
金屬材料的性能一般分為工藝性能和使用性能兩類。所謂工藝性能是指機械零件在加工製造過程中金屬材料在所定的冷、熱加工條件下表現出來的性能金屬材料工藝性能的好壞，決定了它在製造過程中加工成形的適應能力。由於加工條件不同，要求的工藝性能也就不同，如鑄造性能、可焊性、可鍛性、熱處理性能、切削加工性等。所謂使用性能是指機械零件在使用條件下，金屬材料表現出來的性能，它包括機械性能、物理性能、化學性能等。金屬材料使用性能的好壞，決定了它的使用范圍與使用壽命。
金屬材料性能的基礎知識
金屬材料的性能決定著材料的適用范圍及應用的合理性。金屬材料的性能主要分為四個方面，即：機械性能、化學性能、物理性能、工藝性能。
㈥ 金屬材料的工藝性能
金屬材料的性能有：物理性能、化學性能、機械性能和工藝性能，金屬材料的工藝性能是指：金屬材料在加工過程中所表現出來的、接受加工難易程度的性能，它包括以下幾方面：鑄造性、鍛壓性、焊接性、可切削加工性和熱處理工藝性。
㈦ 金屬材料的化學性能主要包括哪些試簡述各自的含義
大致分為力學性能跟工藝性能兩種：
力學性能有份為物理和化學性能
物理性能
金屬材料的物理性能主要有密度、熔點、熱膨脹性、導熱性、導電性和磁性等。由於機器零件的用途不同，對其物理性能要求也有所不同。例如，飛機零件常選用密度小的鋁、鎂、 鈦合金來製造；設計電機、電器零件時，常要考慮金屬材料的導電性等。 [1]
金屬材料的物理性能有時對加工工藝也有一定的影響。例如，高速鋼的導熱性較差，鍛造時應採用低的速度來加熱升溫，否則容易產生裂紋，而材料的導熱性對切削刀具的溫升有重大影響。又如：錫基軸承合金、鑄鐵和鑄鋼的熔點不同，故所選的熔煉設備、鑄型材料等均有很大的不同。
化學性能
金屬材料的化學性能主要是指在常溫或高溫時，抵抗各種介質侵蝕的能力，如耐酸性、鹼性、抗氧化性等。
對於腐蝕介質中或在高溫下工作的機器零件，由於比在空氣中或室溫時的腐蝕更為強烈，故在設計這類零件時應特別注意金屬材料的化學性能，並採用化學穩定性良好的合金。如化工設備、醫療用具等常採用不銹鋼來製造，而內燃機排氣門和電站設備的一些零件則常選用耐熱鋼來製造。
工藝性能
工藝性能是金屬材料物理、化學性能和力學性能在加工過程中的綜合反映，是指是否易於進行冷、熱加工的性能。按工藝方法的不同，可分為鑄造性、可鍛性、焊接性和切削加工性等。
在設計零件和選擇工藝方法時，都要考慮金屬材料的工藝性能。例如，灰鑄鐵的鑄造性能優良，是其廣泛用來製造鑄件的重要原因，但他們的可鍛性極差，不能進行鍛造，其焊接性也較差。又如，低碳鋼的焊接性能優良，而高碳鋼則很差，因此焊接結構廣泛採用低碳鋼。
㈧ 金屬材料的物理和化學性能包括哪些方面
物理性能：外表，導電性，導熱性，密度
化學性能：就看它能參與哪些化學反應了，金屬，比如，可以和酸反應，可以發生置換反應，金屬還有金屬活動順序表K,Ca。。。。。,還有，金屬可以被氧化