金属学基础第一章
1、金属学基础
2 铁和碳的同素异构现象
2.1 纯铁的同素异构现象 当＜912℃时，为体心立方结构，称为铁素体
α-Fe；有磁性 当＞912℃时，为面心立方结构，称为奥氏体
γ-Fe。无磁性。 当＞1394℃时，为高温体心立方结构，称为
高温铁素体δ-Fe，无磁性。＞1538℃时，变为液 体，化为铁水。
固溶体（分置换、间隙两类） 组成合金最基本的、独立的物质称为组元。 不同组元混合后形成的固溶体其晶体结构与其中某一组元 相同。
相 合金中结构相同、成分和性能均一，并以相界面相互 分开的组成部分。
晶界金属晶界原子排列杂乱，原子所处的能位比晶内高， 处于不稳定态，形核易，易被腐蚀，电阻大。晶界原子偏离了 正常的平衡位置，处于畸变状态，常温下强（硬）度高于晶内， 晶界处空位多，原子沿晶界扩散速度比晶内快。
2.6 Fe-Fe3C状相图应用
1. 估算碳素钢和铸铁铸造态熔化加热温度，ABCD液相线＋ 200℃，如含碳量为3.5%的铸铁，相图上获得液相线约为 1200 ℃ ，为使铁水具有良好的流动性，再考虑杂质的影响， 熔化加热温度还需要提高200 ℃ ， 即含碳量3.5%的铸铁熔炼 温度为1400 ℃ 。
2. 晶体缺陷 （适用于高级人员） 点缺陷 ： 空位和间隙原子
线缺陷 ： 刃性位错和螺旋位错
面缺陷 ： 晶 界 晶界的结构、特征 亚结构和亚晶界
为核心，呈树枝状态长大。 当相邻的枝晶互相接触时，晶体就向着尚未凝固的
部位长大，直到全部凝固为止。由微小晶粒长大的、 内部原子排列规则的小晶体称为晶粒。
由于每一个晶粒的位向不尽相同，所以相遇时
不能合成一体，这时，晶粒和晶粒之间的界线，称 为晶界。
01-第一章 金属学基本原理
第一章金属学基本原理金属学是研究金属和合金的成分、组织、性能及其变化规律的一门科学。
学习金属学基础知识，重点在于掌握组织、组织的形成及其变化规律等方面的基本概念和基本原理，因为这是物理金相实验工借以了解各种金属材料的成分、热处理、组织与性能之间关系的基础。
本章的主要内容是：金属及合金的结构和结晶方面的基础知识；合金的基本组织及状态图；有关铁—碳平衡图的一些基本知识。
第一节纯金属的结构与结晶一、纯金属的晶体结构金属晶体是由原子在空间严格按照一定的规律周期性重复排列所构成的，这是把晶格中的原子排列看成是绝对完整的。
其实这是一种完全理想化的晶体结构，因此被称为理想晶体。
但在实际金属晶体中，原子的排列不可能这样规则和完整。
在晶体内部，由于种种原因，在局部区域或局部地带内原子的规则排列往往受到干扰和破坏，形成了各种形式的晶体缺陷。
因此，实际晶体是以结构的规则排列为主，兼有不规则排列，这就是实际金属晶体结构的特点。
金属晶体中缺陷的种类较多，根据晶体缺陷的几何形态特征，可以将它们分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三类。
点缺陷：是指长、宽、高的尺寸都很小（相当于原子的尺寸）的缺陷，包括空位、间隙原子、杂质或溶质原子以及由它们组合而成的复合点缺陷。
线缺陷：是在两个方向上（晶体的某一个平面上）的尺寸很小，第三个方向的尺寸相对很大的缺陷，是指各类位错。
其中较简单的有刃型位错和螺型位错。
面缺陷：是在两个方向上尺寸很大，而第三个方向上尺寸很小的缺陷。
有晶界、亚结构、相界、孪晶界和堆垛层错等。
1.空位和间隙原子金属晶体中的原子应处在晶格的结点上。
但在实际金属晶体结构中，并非每个结点都有原子占据，而在某些应该占据原子而实际空缺的结点位置称为空位。
见图1－1。
晶格内部除了原子占有绝大部分体积外，还有空隙存在，其中某些尺寸较大的空间有可能被原子挤入，这种占据晶格空隙的原子称为间隙原子，见图1－1。
在空位和间隙原子的附近，由于原子间作用力的平衡被破坏，使其周围的其他原子发生靠拢（如空位附近的原子）或撑开（如间隙原子附近的原子）的现象，这种变化称为晶格畸变，见图1－2。
金属学原理 第一章 晶体学(Crystallography)
金属学
北京科技大学 材料科学与工程学院
第一章
晶体学（Crystallography）
现代使用的材料绝大部分是晶态（Crystalline）材料。 晶态材料包括单晶材料、多晶材料、微晶材料和液晶材 料等。我们日常使用的各种金属材料大部分是多晶材料。
天然晶体具有规则外形和宏观对称性
高分辨率电镜（High Resolution Electron Microscopy, HREM）直接 观察晶体中原子的规则排列。
晶体科学既是很多学科的基础，又是很多学科的边 缘和交叉，它包含广泛的内容： (1)晶体几何学（Geometrical Crystallography），研究晶体的外 表几何形状及它们之间的规律性； (2)晶体结构学（Crystallogy），研究晶体内部质点排列的规 律性以及晶体结构的不完整性； (3)晶体生成学（Crystallogeny），研究天然以及人工晶体的 发生、成长和变化过程及其机制； (4)晶体物理学（Crystallophysis）：研究晶体的光学、电学、 力学等物理性质以及和它们相关的结构对称性； (5)晶体化学（Crystallochemistry），研究晶体的化学组成和晶 体结构与晶体物理化学性质间的关系。
1.2 点阵、晶体结构（Lattice, Crystal Structure）
晶体是由结构基元在空间呈不随时间变化的规则的三 维周期排列而形成的，因此，研究晶体微观结构的首要任 务就是研究周期排列的规律性。
在研究结构基元周期排列的规律性时，往往把结构基 元抽象为一个几何点。这样，结构基元的三维周期排列就 被抽象为点的三维周期排列（称空间点阵）。研究结构基 元的三维周期排列规律就可以转化为研究点的三维周期排 列规律。
第一章金属材料的基础知识ppt课件
许多学者提出晶体中存在的各种缺陷、空 位。
〔4〕微观实际的深化研讨
1940年到如今许多研讨者进展了原子分散的 研讨，利用电子显微镜察看到了位错的滑 移、不完全位错、层错、亚构造等，许多 金属学实际方面问题得到更深化研讨。
金属资料的定义：具有导热导电和 可塑性及金属光泽的元素叫金属元 素。
炉料之间的电弧产生的热量完成熔炼的过程。 4. 按脱氧程度和浇注制度分：
沸腾钢 脱氧不完全的钢，由于这种钢液在钢锭模中冷凝时残
存的氧与碳发生反响。
FeO + C → Fe +CO CO气体使钢沸腾。 镇静钢 脱氧完全，根本上没有上述反响，钢液安静。 半镇静钢
5.按赋予其外形的方法分：
铸造钢
锻压钢
扎压钢
〔1〕原始钢铁消费 铁的熔炼大约在公元前2800年。 〔2〕金属资料学的根底 19世纪，冶金学家和晶体学家奠定了金属资
料学的根底，金属学、金相学、相变和合 金钢等。
〔3〕微观组织实际大开展 1900~1940年期间。Tammann导出了合金相
组成的普通规律发现了合金的本质。Bragg 利用X射线证明了δ—Fe、α—Fe是体心立方 γ—Fe 是面心立方。
3、二氧化碳气体上升，跟炽热的焦炭反响， 生成一氧化碳。
4、一氧化碳气体上升，跟从炉顶不断装入并逐 渐下降的铁矿石接触。在炉身中部，绝大部分铁 的氧化物被一氧化碳复原成铁。
5、在冶炼过程中，混在铁矿石里的锰、硅、硫、 磷等元素也会被碳或一氧化碳从它们的化合物中 复原出来。少量的碳、锰、硅、硫、磷等在高温 下熔合在铁里，成为生铁。生铁的熔点〔11001200摄氏度〕比纯铁的熔点〔1535摄氏度〕低得 多。
2 CO = C + CO2
《金属学原理》各章习题及解答(第一章晶体题解)
11.某正交晶系单胞中，在如下位置有单原子存在：①(0, 1/2, 0)，(1/2, 0, 1/2)两种位置都是同 类原子；②([1/2, 0,0])，(0, 1/2, 1/2)上是 A 原子，(0, 0, 1/2)，(1/2, 1/2, 0)是 B 原子。问上两 种晶胞各属于哪一种布喇菲点阵？ 解：①右图 a 中黑实线是一个正交单 胞，a 和 b 分别是两个晶轴，两个带影 线的圆代表给定的原子位置，应该注 意到在与此等效的所有位置都有原 子。根据题意，一个单胞含两个原子， 如果把黑线所定的晶轴向-b 平移 b/2， 把现在的 ABCDD'A'B'C'六面体看成 是单胞，可以知道这是 I 点阵。 ②右图 b 中黑实线是一个正交单胞，a 和 b 分别是两个晶轴，两个带影线的圆代表 A 原子 位置，两个黑色的圆代表 B 原子位置，应该注意到在与这些位置等效的所有位置都有相应 的各类原子。如果把黑线所定的晶轴向-a 平移 a/2，把现在的 CDEFF'C'D'E'六面体看成是 单胞，看出这是 I 单胞，其中结构基元由一个 A 原子和一个 B 原子构成。
8. 画出图 1-60 中四种平面点阵（它是无限大的）除平移外的所有对称元素及其所在位置（在 有限个阵点画出就可以了）。 解：把对称元素直接画在图 1-60 中，如下图所示。图 a 中过每个阵点并垂直纸面的轴都 是 2 次轴；根据上题的结果，在平行的 2 次轴中间又有 2 次轴，所以在四个相邻阵点中间 出现新的 2 次轴；因为α=90°，所以过 a1 以及过 a2 轴并垂直纸面的面是镜面，根据上题的 结果，在平行的 2 个镜面中间应是镜面，故在那里又出现新的镜面。图 c 中过每个阵点并 垂直纸面的轴都是 2 次轴；因在平行的 2 次轴中间应是 2 次轴，所以在阵点中间出现新的 2 次轴，在这些新的 2 次轴之间又出现新的 2 次轴；在图中看到一个复式单胞的轴之间夹 角是 90°，所以过复式单胞两根轴并垂直纸面的两个面是镜面，同样在每一组平行镜面之 间又应是新的镜面。图 b 中 a1=a2，并且α=90°，所以过每个阵点并垂直纸面的轴都是 4 次 轴，4 次轴隐含 2 次轴，因在平行的 2 次轴中间应是 2 次轴，故在两个 4 次轴的中间出现
机械工程材料模拟题
机械工程材料复习题第一章金属学基础一、名词解释1.过冷度2.均质成核3.非均质成核4.冷变形5.热变性6.加工硬化7.再结晶8.纤维组织9.锻造流线二、选择题1. 每个体心立方晶胞中包含有（）个原子。
A.1B.2C.3D.42. 每个面心立方晶胞中包含有（）个原子。
A.1B.2C.3D.43.属于面心立方晶格的金属有（）。
A.α-Fe,铜B.α-Fe,钒C.γ-Fe,铜D.γ-Fe,钒4.属于体心立方晶格的金属有（）。
A.α-Fe,铝B.α-Fe,铬C.γ-Fe,铝D.γ-Fe,铬5.在晶体缺陷中，属于点缺陷的有（）。
A.间隙原子B.位错C.晶界D.缩孔6.金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将：A．越高 B. 越低 C. 越接近理论结晶温度7.为细化晶粒，可采用：A. 快速浇注B. 加变质剂C. 以砂型代金属型8.铸锭剖面由表面到中心的晶粒特点依次为：A．表面等轴粗晶粒层，中间柱状晶粒层，心部细晶粒层B．表面细晶粒层，中间柱状晶粒层，心部等轴粗晶粒层C．表面等轴粗晶粒层，中间细晶粒层，心部柱状晶粒层D．表面等轴粗晶粒层，中间柱状晶粒层，心部等轴粗晶粒层9.下列三种方法制造紧固螺栓，哪一种比较理想（）。
A.直接用圆钢切削加工而成；B.将圆钢局部镦粗，然后再加工；C.用一厚钢板切削加工而成。
10.对重要受力零件，纤维组织的方向应该是与（）。
A.最大正应力和最大剪应力平行；B.最大正应力垂直和最大剪应力平行；C.最大正应力平行和最大剪应力垂直。
三、是非题1. 非晶体具有各向异性。
2. 每个体心立方晶胞中实际包含有2个原子。
3. 每个面心立方晶胞中实际包含有2个原子。
4. 每个面心立方晶胞中实际包含有4个原子。
5. 每个体心立方晶胞中实际包含有4个原子。
6. 单晶体具有各向异性，多晶体具有各向同性。
7. 晶体具有各向同性。
8. 单晶体具有各向同性，多晶体具有各向异性。
9. 物质从液体状态转变为固体状态的过程称为结晶。
第一章 金属学基础
工 学 《工
》
③ 固溶体的溶解度 溶质原子在固溶体中的极限浓 度。溶解度有一定限度的固溶体 称有限固溶体。 称有限固溶体。组成元素无限互 溶的固溶体称无限固溶体。 溶的固溶体称无限固溶体。 组成元素原子半径、 组成元素原子半径、电化学特 性相近， 性相近，晶格类型相同的置换固 溶体，才可能形成无限固溶体。 溶体，才可能形成无限固溶体。 间隙固溶体都是有限固溶体。 间隙固溶体都是有限固溶体。
Cu-Ni合金成分与性能关系 合金成分与性能关系
工 学 《工
》
4. 凝固的基本概念
冷却曲线 金属结晶时温度与时间的 关系曲线称冷却曲线。曲线 关系曲线称冷却曲线。 上水平阶段所对应的温度称 实际结晶温度T 实际结晶温度 1。曲线上水 平阶段是由于结晶时放出结 晶潜热引起的。 晶潜热引起的。
纯金属的冷却曲线
》
固溶强化产生原因是由于溶质原子与位错相互作用的结 溶质原子不仅使晶格发生畸变， 果，溶质原子不仅使晶格发生畸变，而且易被吸附在位错 附近形成柯氏气团，使位错被钉扎住，位错要脱钉， 附近形成柯氏气团，使位错被钉扎住，位错要脱钉，则必 须增加外力，从而使变形抗力提高。 须增加外力，从而使变形抗力提高。
黄 铜
加热温度 ℃
工 学 《工 》
（一）回复 回复是指在加热温度较低时， 回复是指在加热温度较低时，由于金属中的点缺陷及 位错近距离迁移而引起的晶内某些变化。如空位与其他 位错近距离迁移而引起的晶内某些变化。 缺陷合并、 缺陷合并、同一滑移面上的异号位错相遇合并而使缺陷 数量减少等。 数量减少等。 由于位错运动使其由冷塑性 变形时的无序状态变为垂直分 布，形成亚晶界，这一过程称 形成亚晶界， 多边形化。 多边形化。
工 学 《工 》
机械工程材料复习题（含答案）.
机械工程材料复习题（含答案）.第一章金属学基础一、名词解释1.过冷度:实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。
2.均质成核:在一定条件下,从液态金属中直接产生,原子呈规则排列的结晶核心。
3.非均质成核:是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。
4.冷变形:金属在再结晶温度以下一定温度进行的塑性变形。
5.热变性:金属加在再结晶温度以上一定温度进行的塑性变形。
6.加工硬化:随着冷变形的增加,金属的强度、硬度增加;塑性、韧性下降的现象。
7.再结晶:冷变形后的金属被加热到较高的温度时,破碎拉长的晶粒变成新的等轴晶粒。
和变形前的晶粒形状相似,晶格类型相同,把这一阶段称为“再结晶”。
8.纤维组织:在塑性变形中,随着变形量的增加,其内部各晶粒的形状将沿受力方向伸长,由等轴晶粒变为扁平形或长条形晶粒。
当变形量较大时,晶粒被拉成纤维状,此时的组织称为“纤维组织”。
9.锻造流线:在锻造时,金属的脆性杂质被打碎,顺着金属主要伸长方向呈碎粒状或链状分布;塑性杂质随着金属变形沿主要伸长方向呈带状分布, 这样热锻后的金属组织称为锻造流线。
10.同素异构转变:某些金属,在固态下随温度或压力的改变,发生晶体结构的变化,即由一种晶格转变为另一种晶格的变化,称为同素异构转变。
11.变质处理:在液态金属结晶前,人为加入某些难熔固态颗粒,造成大量可以成为非自发晶核的固态质点,使结晶时的晶核数目大大增加,从而提高了形核率,细化晶粒,这种处理方法即为变质处理。
二、单选题1. 表示金属材料延伸率的符号是( AA.δB.ψC.σeD.σb2. 表示金属材料弹性极限的符号是( AA.σeB.σsC.σbD.σ-13. 金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫(AA.强度B.韧性C.塑性D.弹性4. 晶体中的位错属于( CA.体缺陷B.面缺陷C.线缺陷D.点缺陷5. 在晶体缺陷中,属于线缺陷的有( BA.间隙原子B.位错C.晶界D.缩孔6. 变形金属再结晶后,( DA.形成等轴晶,强度增大B.形成柱状晶,塑性下降C.形成柱状晶,强度增大D.形成等轴晶,塑性升高7.表示晶体中原子排列形式的空间格子叫做( BA.晶胞B.晶格C.晶粒D.晶向8. 晶格中的最小单元叫做( AA.晶胞B.晶体C.晶粒D.晶向9. 属于( B 的金属有γ-Fe、铝、铜等A.体心立方晶格B.面心立方晶格C.密排六方晶格D.简单立方晶格10. 晶体结构属于体心立方的金属有( CA.γ-Fe、金、银、铜等B.镁、锌、钒、γ-Fe等C.α- Fe、铬、钨、钼等D.α- Fe、铜、钨、铝等11 晶体结构属于面心立方的金属有( AA.γ-Fe、铝、铜、镍等B.镁、锌、钒、α- Fe等C.铬、钨、钼、铝等D.铬、铜、钼、铝等12. 属于密排六方晶格的金属是( DA.δ-FeB.α-FeC.γ—FeD.Mg13. 属于( A 的金属有α-Fe、钨、铬等A.体心立方B.面心立方C.密排六方D.简单立方14 Cu属于( CA.密排六方结构金属B.体心立方结构金属C.面心立方结构金属D.复杂立方结构金属15. 实际金属的结晶温度一般都( C 理论结晶温度A.高于B.等于C.低于D.都有可能16. γ-Fe、铝、铜的晶格类型属于( DA.体心立方B.简单立方C.密排六方D.面心立方17. 属于面心立方晶格的金属是( BA.δ-FeB. CuC.α-FeD.Zn18. 在金属结晶时,向液体金属中加入某种难熔杂质来有效细化金属的晶粒,以达到改善其机械性能的目的,这种细化晶粒的方法叫做( BA.时效处理B.变质处理C.加工硬化D.调质19. 金属的滑移总是沿着晶体中原子密度( B 进行A.最小的晶面和其上原子密度最大的晶向B.最大的晶面和其上原子密度最大的晶向C.最小的晶面和其上原子密度最小的晶向D.最大的晶面和其上原子密度最小的晶向20. 下面关于加工硬化的说法中正确的是( BA.由于塑性变形而使金属材料强度和韧性升高的现象B.加工硬化是强化金属的重要工艺手段之一;C.钢的加工硬化可通过500~550℃的低温去应力退火消除;D.加工硬化对冷变形工件成形没有什么影响。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 铁磁性材料有铁、钴、镍等，它们在外磁场中能 强烈被磁化。
• 顺磁性材料有锰、铬、钨、钼等，它们在外加磁 场中只是微弱地被磁化。
• 抗磁性材料有铜、锡、铅、锌等，它们能抗拒或 削弱外加磁场对材料本身的磁化作用。
• 铁磁性材料是制造电机、电器中不可缺少的材料 ，如变压器、电机及测量仪表的铁芯是用硅钢片 、工业纯铁制造的。
• 导热性是工程上选择保温或热交换材料、制订加工工艺的 重要依据之一。
4. 导电性
• 材料传导电流的能力称导电性(Electrical conductivity)，用电 阻率ρ来衡量。
• 电阻率越小，金属材料导电性越好。 • 金属导电性以银为最好，铜、铝次之。 • 合金的导电性比纯金属差。电阻率小的金属，如纯铜、纯
al
l2 l1 l1t
• 在工程实际中，许多场合要考虑热膨胀性。 • 铺设铁轨时，两根钢轨衔接处应留有一定空隙，让钢轨在
长度方向有伸缩的余地。
• 在材料的加工过程中更要考虑材料的热膨胀现象，如果表 面和内部热膨胀不一致，就会产生内应力，造成工件的变 形和开裂。
• 紧固件则要求与被紧固部件的线膨胀系数相近。精密仪器 的零件就要求采用线膨胀系数小的材料来制造。
金属材料的性能
导读
• 金属材料之所以在现代工业中获得广泛应用， 主要是由于其具有加工过程和使用过程中所需 要的各种优越性能，金属材料的性能是选择材 料的主要依据。
• 掌握各种金属材料的性能及其变化规律，对于 正确选择和使用金属材料、充分发挥其性能潜 力、保证构件或零件质量是十分重要的。
使 用 性 性能 能 工 艺 性 能
铝，适于制造导电零件和电线。 • 电阻率大的金属或合金，如钨、钼、铁、铬、铝，适于做
电热元件。
5. 热膨胀性
• 热膨胀性(Thermal expansion)是指材料随温度变化发生膨 胀或收缩的特性，一般材料都具有热胀冷缩的特点。
• 热膨胀性通常用线膨胀系数αl表示，是指在加热时单位长 度的材料在温度升高一度时的伸长量，亦称线胀系数。
• 例如，一些要求高强度或高硬度或耐高温的材 料常常会给压力加工、机械加工、铸造等工艺 带来不少困难，有时甚至会达到否定某些材料 的程度。
第一节 金属的物理化学性能
• 金属的物理性能表示金属固有的一些属性，如密度 、熔点、热膨胀性、磁性、导电性与导热性等。
• 金属的的化学性能是指金属在室温或高温时抵抗各 种化学介质作用所表现出来的性能，包括耐蚀性、 抗氧化性和化学稳定性等。
一些金属的物理性质
物理性质 导电性 密度/(g·cm-3) 熔点/℃ 硬度
物理性质比较 银铜金铝锌铁铅 (优) 100 99 74 61 27 17 7.9(良) 锇金铅 银 铜 铁 铝锂 (大) 22.7 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 2.7 0.534(小) 钨 铁 铜 金 银 铝 锡汞 (高) 3410 1535 1083 1064 962 660 232 -39(低) 铬 铁 银 铜 金 铝 铅铯 (大) 9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5 <1(小)
3. 导热性
• 导热性（Thermal conductivity）是材料传导热量的能力 ，通常用热导率λ 来衡量，热导率越大, 导热性越好。
• 一般来说，金属越纯，其导热能力越强，合金的导热性比 纯金属差。金属的导热性以银为最好, 铜、铝次之。
• 一般来说，金属材料的导热性远高于非金属材料，而合金 的导热性比纯金属差。
二、 化学性能
1.耐腐蚀性
金属在常温下抵抗大气、水及其他化学介质腐蚀破坏作 用的能力称为耐蚀性(Corrosion resistance)。
碳钢、铸铁的耐蚀性较差；钛及其合金、不锈钢的耐蚀 性好；铝合金和铜合金有较好的耐蚀性。
金属的耐蚀性是一个重要的性能指标，尤其对在腐蚀介 质（如酸、碱、盐、有毒气体等）中工作的零件，其腐 蚀现象比在空气中更为严重，在选择制造材料时，应选 用耐蚀性良好的金属或合金制造。
• 金属的物理性能和化学性能可简称为理化性能（ Physicochemical properties）。
一、金属的物理性能
1.密度
单位体积物质的质量称为该物质的密度（Density）。
＝ M
V
一般将密度小于4.5×103kg/m3的金属称为轻金 属，如铝、镁、钛及它们的合金。 密度大于4.5×103kg/m3的金属称为重金属，如 铁、铅、钨等。
• 工程上通常用密度来计算零件毛坯的质量。 • 金属的密度直接关系到由它所制成的零件或构件的重量或
紧凑程度，这点对于要求减轻机件自重的航空和宇航工业 制件具有特别重要的意义。 • 例如，飞机、火箭等，用密度小的铝合金制作同样零件， 比钢材制造的零件重量可减轻1/3～1/4。
2. 熔点
• 熔点（Melting point）是指材料由固态转变为液态 时的熔化温度。
• 金属都有固定的熔点，根据熔点的不同，金属材料 又分为低熔点金属和高熔点金属。
• 熔点高的金属(如W、Mo、V等)，可用来制造耐高温零件 ，例如，喷气发动机的燃烧室需用高熔点合金来制造。 熔点低的金属称(如Sn、 Pb等)，可用来制造保险丝、 防火安全阀等零件。
• 对于热加工材料，熔点是制定热加工工艺的重要依据之 一，例如，铸铁和铸铝熔点不同，它们的熔炼工艺有较 大区别。
力学性能 物理性能 化学性能
强度、硬度、塑性、 韧性、蠕变和疲劳
熔点、密度以及电、 磁、光和热
耐腐蚀和抗氧化性
使
用
性
性 能 铸造性能 能
工 锻压性能
艺
焊接性能
性
热处理性能
能
切削加工性能
工艺性能和使用性能的关系
• 既有联系又不相同的两类性能，都是金属材料 本身蕴藏着的。
• 由于目的不同，这两类性能上的好与坏或高与 低，有时是一致的，有时却是互相矛盾的。
• 在异种材料焊接时，也要考虑它们的线膨胀系数是否相近 ，否则会因为热膨胀而使零件变形或损坏。
6.磁性
• 金属在磁场中被磁化而呈现磁性强弱的性能称为 磁性(Magnetic)。
• 根据在磁场中受到磁化程度的不同，金属材料分 为铁磁性(Ferromagnetism)材料、顺磁性 (Paramagnetism)材料、抗磁性(Diamagnetism)材料 。