㈠ 金属的物理性能和化学性能有哪些
[jīn shǔ]
金属
（具有光泽和导热性导电性可延展性的物质）
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金属是一种具有光泽（即对可见光强烈反射）、富有延展性、容易导电、导热等性质的物质。金属的上述特质都跟金属晶体内含有自由电子有关。在自然界中，绝大多数金属以化合态存在，少数金属例如金、铂、银、铋以游离态存在。金属矿物多数是氧化物及硫化物。其他存在形式有氯化物、硫酸盐、碳酸盐及硅酸盐。金属之间的连结是金属键，因此随意更换位置都可再重新建立连结，这也是金属延展性良好的原因。金属元素在化合物中通常只显正价。相对原子质量较大的被称为重金属。
化学性能
指金属材料与周围介质扫触时抵抗发生化学或电化学反应的性能。
1、耐腐蚀性：指金属材料抵抗各种介质侵蚀的能力。
2、抗氧化性：指金属材料在高温下，抵抗产生氧化皮能力。
机械性能
机械性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的特性。
铜器
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）。
8、弹性：εe=σe/E， 指标σe，E
9、刚性：△L=P·l/E·F，抵抗弹性变形的能力强度，其中，P---拉力，l---材料原长，E---弹性模量，F---截面面积
10、韧性（冲击韧性）：常用冲击吸收功 Ak 表示，指材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的力。
11、延展性：
1）延性：是指材料的结构、构件或构件的某个截面从屈服开始到达最大承载能力或到达以后而承载能力还没有明显下降期间的变形能力。延伸率δ=（△l0/l）×100% 断面收缩率ψ=((A-A1)/A）×100%
2）展性：指物体可以压成薄片的性质。
金是金属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，或者说是一盎司的金可以 打成300平方尺。金叶甚至可以被打薄至透明，透过金叶的光会显露出绿蓝色，因为金反射黄色光及红色光的能力很强。因延展性非常好，黄金可以打成金箔。金箔用于塑像、建筑、工艺品的贴金，常见于寺庙、教堂内的装饰贴金。金箔也可入中药。
12、疲劳强度：疲劳强度：材料抵抗无限次应力（10E7）循环也不疲劳断裂的强度指标，交变负荷σ-1<；σs为设计标准。
13、硬度：材料软硬程度。
测定硬度试验的方法很多，大体上可以分为弹性回跳法（肖氏硬度）压入法（布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度）和划痕法（莫氏硬度）等三大类，生产上应用最广泛的是压入法。它是将一定形状、尺寸的硬质压头在一定大小载荷作用下压入被测材料表层，以留下的压痕表面面积大小或深度计算材料的硬度值。
由于硬度测定时的测定规范，所用仪器设备等不同，用压入法井台测定材料的硬度的方法也有多种。
常用的方法是布氏硬度法（HB），维氏硬度法（HV），洛氏硬度法（HR）。
14、塑性变形：外力去除后，不能恢复的变形，即残余变形称塑性变形。材料能经受较大塑性变形而不破坏的能力，称为材料的塑性或延伸性。衡量材料塑性的两个指标是延伸率和断面收缩率。
对低碳钢拉伸的应力——应变曲线分析：
【Ⅰ阶段 线弹性阶段】拉伸初期应力—应变曲线为一直线，此阶段应力
金属钋
最高限称为材料的比例极限σe.
【Ⅱ阶段 屈服阶段】当应力增加至一定值时，应力—应变曲线出现水平线段（有微小波动），在此阶段内，应力几乎不变，而变形却急剧增长，材料失去抵抗变形的能力，这种现象称屈服，相应的应力称为屈服应力或屈服极限，并用σs表示。
【Ⅲ阶段 为强化阶段】经过屈服后，材料又增强了抵抗变形的能力。强化阶段的最高点所对应的应力，称材料的强度极限。用σb表示，强度极限是材料所能承受的最大应力。
【Ⅳ阶段 颈缩阶段】当应力增至最大值σb后，试件的某一局部显着收缩，最后在缩颈处断裂。
对低碳钢σs与σb为衡量其强度的主要指标。
㈡ 金属材料的主要性能包括哪些
金属材料的性能一般分为工艺性能和使用性能两类。所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中，金属材料在所定的冷/热加工条件下表现出来的性能。
所谓使用性能是指机械零件在使用条件下，金属材料表现出来的性能，它包括机械性能、物理性能、化学性能等。金属材料使用性能的好坏，决定了它的使用范围与使用寿命。在机械制造业中，一般机械零件都是在常温，常压和非强烈腐蚀性介质中使用的，且在使用过程中各机械零件都将承受不同载荷的作用。金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能，称为机械性能(或称为力学性能)。 所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中，金属材料在所定的冷/热加工条件下表现出来的性能。金属材料工艺性能的好坏，决定了它在制造过程中加工成形的适应能力。由于加工条件不同，要求的工艺性能也就不同，如铸造性能、可焊性、可锻性、热处理性能、切削加工性等。
1 铸造性 金属材料能用铸造方法获得合格铸件的能力称为铸造性。铸造性包括流动性、收缩性和偏析倾向等。流动性是指液态金属充满铸模的能力，流动性愈好，愈易铸造细薄精致的铸件。收缩性是指铸件凝固时体积收缩的程度，收缩愈小，铸件凝固时变形愈小。 偏析是指化学成分不均匀，偏析愈严重，铸件各部位的性能愈不均匀，铸件的可靠性愈小。
2 切削加工性 金属材料的切削加工性系指金属接受切削加工的能力，也是指金属经过切削加工而成为合乎要求的工件的难易程度。 通常可以切削后工作表面的粗糙程度、切削速度和刀具磨损程度来评价金属的切削加工性。
3 焊接性 焊接性是指金属在特定结构和工艺条件下通过常用焊接方法获得预期质量要求的焊接接头的性能。它包括两个方面的内容：一是结合性能，即在一定的焊接工艺条件下，一定的金属形成焊接缺陷的敏感性，二是使用性能，即在一定的焊接工艺条件下，一定的金属焊接接头对使用要求的适用性。 焊接性一般根据焊接时产生的裂纹敏感性和焊缝区力学性能的变化来判断。 点击下列链接，了解更多焊接知识！ 一张图看懂金属材料焊接（上）——焊接基础 一张图看懂金属材料焊接（下）——焊接材料型号 焊接材料选用表，千万别错过，必须收藏！ 最先进的焊接技术工艺汇总 新型焊接技术，前景不可限量
4 可锻性 可锻性是材料在承受锤锻、轧制、拉拔、挤压等加工工艺时会改变形状而不产生裂纹的性能。 它实际上是金属塑性好坏的一种表现，金属材料塑性越高，变形抗力就越小，则可锻性就越好。 可锻性好坏主要决定于金属的化学成分、显微组织、变形温度、变形速度及应力状态等因素。
5 冲压性 冲压性是指金属经过冲压变形而不发生裂纹等缺陷的性能。许多金属产品的制造都要经过冲压工艺，如汽车壳体、搪瓷制品坯料及锅、盆、孟、壶等日用品。 为保证制品的质量和工艺的顺利进行，用于冲压的金属板、带等必须具有合格的冲压性能。
6 顶锻性 顶锻性是指金属材料承受打铆、徽头等的顶锻变形的性能。金属的顶锻性，是用顶锻试验测定的。
7 冷弯性 金属材料在常温下能承受弯曲而不破裂的性能，称为冷弯性。 出现裂纹前能承受的弯曲程度（弯曲程度一般用弯曲角度α(外角)或弯心直径d对材料厚度a的比值表示,a愈大或d/a愈小）愈大，则材料的冷弯性能愈好。
8 热处理工艺性 热处理是指金属或合金在固态范围内，通过一定的加热、保温和冷却方法，以改变金属或合金的内部组织，而得到所需性能的一种工艺操作。 热处理工艺性就是指金属经过热处理后其组织和性能改变的能力，包括淬硬性、淬透性、回火脆性等。
㈢ 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。
㈣ 金属材料的性能
金属材料的性能包括很多，可分为物理性能、化学性能、力学性能、工艺性能等，
1、物理性能：密度、外观、导热性能、光学性能、磁性能、电性能、超导性能、形状记忆性能等，如电镀金利用金的外观、飞机用铝合金利用密度、电热器用铜制作利用导热导电、永磁材料利用磁性能等等。
2、化学性能：耐热性、耐蚀性、耐晒性、催化特性、感光特性等，不锈钢利用耐蚀性、高温合金利用耐热性等等。
3、力学性能：硬度、强度、塑性、韧性、冲击、疲劳、弹性等等，如刀具利用硬度、结构材料利用强度、变形加工利用塑性、弹性材料利用弹性和疲劳性能、装甲钢利用冲击性能等等。
4、工艺性能：工艺性能是指加工成为一定形状的零件的难易程度。如锻造性能、冲压性能、铸造性能、焊接性、热处理性能等等，其中又可细分，如铸造性能里面有流动性、收缩性等，热处理性能里面有淬透性、淬硬性、氧化脱碳性、白点敏感性等等。
㈤ 金属材料的物理和化学性能包括哪些方面
金属材料的性能一般分为工艺性能和使用性能两类。所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中金属材料在所定的冷、热加工条件下表现出来的性能金属材料工艺性能的好坏，决定了它在制造过程中加工成形的适应能力。由于加工条件不同，要求的工艺性能也就不同，如铸造性能、可焊性、可锻性、热处理性能、切削加工性等。所谓使用性能是指机械零件在使用条件下，金属材料表现出来的性能，它包括机械性能、物理性能、化学性能等。金属材料使用性能的好坏，决定了它的使用范围与使用寿命。
金属材料性能的基础知识
金属材料的性能决定着材料的适用范围及应用的合理性。金属材料的性能主要分为四个方面，即：机械性能、化学性能、物理性能、工艺性能。
㈥ 金属材料的工艺性能
金属材料的性能有：物理性能、化学性能、机械性能和工艺性能，金属材料的工艺性能是指：金属材料在加工过程中所表现出来的、接受加工难易程度的性能，它包括以下几方面：铸造性、锻压性、焊接性、可切削加工性和热处理工艺性。
㈦ 金属材料的化学性能主要包括哪些试简述各自的含义
大致分为力学性能跟工艺性能两种：
力学性能有份为物理和化学性能
物理性能
金属材料的物理性能主要有密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性和磁性等。由于机器零件的用途不同，对其物理性能要求也有所不同。例如，飞机零件常选用密度小的铝、镁、 钛合金来制造；设计电机、电器零件时，常要考虑金属材料的导电性等。 [1]
金属材料的物理性能有时对加工工艺也有一定的影响。例如，高速钢的导热性较差，锻造时应采用低的速度来加热升温，否则容易产生裂纹，而材料的导热性对切削刀具的温升有重大影响。又如：锡基轴承合金、铸铁和铸钢的熔点不同，故所选的熔炼设备、铸型材料等均有很大的不同。
化学性能
金属材料的化学性能主要是指在常温或高温时，抵抗各种介质侵蚀的能力，如耐酸性、碱性、抗氧化性等。
对于腐蚀介质中或在高温下工作的机器零件，由于比在空气中或室温时的腐蚀更为强烈，故在设计这类零件时应特别注意金属材料的化学性能，并采用化学稳定性良好的合金。如化工设备、医疗用具等常采用不锈钢来制造，而内燃机排气门和电站设备的一些零件则常选用耐热钢来制造。
工艺性能
工艺性能是金属材料物理、化学性能和力学性能在加工过程中的综合反映，是指是否易于进行冷、热加工的性能。按工艺方法的不同，可分为铸造性、可锻性、焊接性和切削加工性等。
在设计零件和选择工艺方法时，都要考虑金属材料的工艺性能。例如，灰铸铁的铸造性能优良，是其广泛用来制造铸件的重要原因，但他们的可锻性极差，不能进行锻造，其焊接性也较差。又如，低碳钢的焊接性能优良，而高碳钢则很差，因此焊接结构广泛采用低碳钢。
㈧ 金属材料的物理和化学性能包括哪些方面
物理性能：外表，导电性，导热性，密度
化学性能：就看它能参与哪些化学反应了，金属，比如，可以和酸反应，可以发生置换反应，金属还有金属活动顺序表K,Ca。。。。。,还有，金属可以被氧化