第一讲：金属资料分类及功能 【学 习 目 标】 1、把握金属资料的功能 2、把握金属资料力学功能首要目标 3、把握硬度的首要目标 【知 识 解 析】 在机械制造中，大多数的零件都是由各种金属资料制成的。跟着零件的工作条件和加 工办法的不同，必定会对金属资料提出各种不同的功能要求。例如，绷簧需求资料具有良 好的弹性；刀具要求资料硬且耐磨；飞机零件要求资料强度高、质量轻；制造容器的资料 要求杰出的焊接功能和压延功能等。为了合理地运用和加工金属资料以及充沛发挥其功能 潜力，有必要充沛了解和把握金属资料的根本功能。 一、金属资料介绍 金属资料具有杰出的导电性和导热性，有必定的强度和塑性，并具有外表光泽的物质。 一般是指工业运用中的纯金属或合金。自然界中大约有 70 多种纯金属，其间常见的有铁、 铜、铝、锡、镍、金、银、铅、锌等等。而合金常指两种或两种以上的金属或金属与非金 属结合而成,且具有金属特性的资料。 1、铜是人类最早发现的陈旧金属之一，早在三千多年前人类就开始运用铜。自然界 中的铜分为自然铜、氧化铜矿和硫化铜矿。自然铜及氧化铜的储量少，现在世界上 80%以 上的铜是从硫化铜矿精粹出来的，这种矿石含铜量极低，一般在 2-3%左右。 2、铝银白色轻金属，有延性和展性。产品常制成棒状、片状、箔状、粉状、带状和 丝状。在湿润空气中能构成一层避免金属腐蚀的氧化膜。铝粉和铝箔在空气中加热能强烈 焚烧，并宣布眩目的白色火焰。易溶于稀硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液， 不溶于水。相对密度 2.70。熔点 660℃。沸点 2327℃。铝元素在地壳中的含量仅次于氧和 硅，居第三位，是地壳中含量最丰厚的金属元素， 运用极为广泛。是国民经济中不行缺 少的根底原资料，广泛用于修建、包装、交通运输、电力等范畴。新我国建立 60 年来， 从勘探、采选、锻炼到加工，我国铝工业上下游完全、产业链完好，能充沛发挥全体的优 势。 3、锡是一种化学元素，其化学符号是 Sn，它的原子序数是 50。它是一种主族金属。 纯的锡有银灰色的金属光泽，它具有杰出的扩展功能，它在空气中不易氧化，它的多种合 金有防腐蚀的功能，因而它常被用来作为其它金属的防腐层。锡的首要来历是它的一种氧 化物矿藏锡石（SnO2），盛产于我国云南、马来西亚等地。 5、镍是化学元素之一，化学符号为 Ni，具磁性，属过渡金属。银白色金属，密度 8.9 克/厘米 3。熔点 1455℃，沸点 2730℃。化合价 2 和 3。质坚固，具有磁性和杰出的可塑性。 二、金属资料的分类 金属资料按其化学性质分为： 1、黑色金属 一般以铁、锰、铬为主构成的物质称黑色金属。包含碳素钢、合金钢和铸铁等。 2、有色金属 除黑色金属以外的其他金属，称为有色金属。有色金属一般按其元素称号命名。 如铝及铝合金，铜及铜合金。有色金属分为重金属（指比重大于 5 的金属，包含金、银、 铜、铁、铅等，重金属在人体中累积到达必定程度，会形成缓慢中毒。相对密度在 4.5g/cm3 以上的金属，称作重金属。铜、铅、锌、锡、镍、钴、锑、汞、镉和铋）、轻金属（比重 小于 5，（又有一说是密度小于 4.5 克/立方厘米），包含铝、镁、钠、钾、钙、锶、钡。 如铝的比重是 2.7，镁的比重是 1.7 倍，而钾的比重只要 0.87，钠只要 0.97） 、贵金属、半金属和稀有金属五类。 三、金属资料的物理功能 资料是机器的物质根底。金属资料的功能是挑选资料的首要依据。金属资料的功能一 般分为工艺功能和运用功能。工艺功能是指金属资料从锻炼到制品的出产过程中，在各种 加工条件下表现出来的功能；运用功能是指金属零件在运用条件下金属资料表现出来的性 能。金属资料的运用功能决议了它的运用范围。运用功能包含物理功能、化学功能和力学 功能。其物理功能包含 1、 密度 金属的密度便是单位体积金属的质量，其单位为ｋｇ／ｍ3。依据密度的巨细，金属 资料可分为轻金属和重金属。密度小于 4.5kｇ／ｍ3 的金属叫做轻金属，如铝，钛等。 密度公式：ρ=m/V 式中 m──物质的质量（kg 或 g） V──物质的体积（m3 或 cm3） 2、熔点 金属从固体状况向液体状况改变时的温度称为熔点。熔点一般用摄氏温度（℃）表明。 各种金属都有 其固定熔点。如铅的熔点为 323 ℃，钢的熔点为 1538℃。熔点关于锻炼、 铸造、焊接和制造合 金等都很重要。 熔点低于 1000℃的金属称为低熔点金属，熔点在 1000～2000℃的金属称为中熔点金 属，熔点高于 2000℃的金属称为高熔点金属。 3、 导热性 金属资料传导热量的才能称为导热性。一般用热导率（导热系数）λ或 K 表明金属材 料导热功能的好坏。，单位瓦特米开尔文（W/m·k），物质的密度大，其热导率一般也较大。 热导率大的金属资料的导热性好。在一般情况下，金属资料的导热性比非金属资料好。金 属的导热性 以银为最好，铜、铝次之。导热性好的金属散热也好，也可用来制造散热器 零件，如冰箱、空调的散热片。 4、热胀大性 金属资料在受热时体积会增大，冷却时则缩短，这种现象称为热胀大性。各种金属的 热胀大功能不同。 在实践工作中有时有必要考虑热胀大的影响。例如，一些精细丈量东西就要选用胀大系 数较小的金属资料来制造；铺设铁轨、架起桥梁、金属工件加工过程中丈量尺度等都要考 虑到热胀大的要素。 5、 导电性 金属资料传导电流的功能称为导电性。但各种金属资料的导电性各不相同，其间以 银为最好，铜、铝次之，工业上用铜、铝做导电的资料。导电性差的高电阻金属资料，如 铁铬合金、镍铬铝、康铜和锰铜等用于制造外表零件或电热元件，如电炉丝。 6、 磁性 金属导磁的功能称为磁性。具有导磁才能的金属资料都能被磁铁招引。铁、钴等为铁 磁性资料，锰、铬、铜、锌为无磁性或顺磁性资料。但对某些金属来说，磁性也不是固定 不变的，如铁在 768℃以上就表现为没有磁性或顺磁性。 铁磁性资料可用于制造变压器、电
