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1、金属材料的性能包括：使用性能和工艺性能。
2、使用性能：是指金属材料在使用条件下所表现出来的性能，包括①物理性能（如密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性、磁性等）。
②化学性能（如抗腐蚀性、抗氧化性等）。
③力学性能（如强度、塑性、硬度、冲击韧性及疲劳强度等）。
④工艺性能。
力学性能的概念：力学性能是指金属在外力作用下所表现出来的性能。
3、力学性能包括：强度、硬度、塑性、冲击韧性a)金属在静载荷作用下，抵抗塑性变形或断裂的能力称为强度。
强度的大小用应力来表示。
b)根据载荷作用方式不同，强度可分为：抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度和抗扭强度等。
一般情况下多以抗拉强度作为判别金属强度高低的指标。
4、金属材料受到载荷作用而产生的几何形式和尺寸的变化称为变形。
变形分为：弹性变形和塑性变形两种5、不能随载荷的去除而消失的变形称为塑形变形。
在载荷不增加或略有减小的情况下，试样还继续伸长的现象叫做屈服。
屈服后，材料开始出现明显的塑性变形。
Fs称为屈服载荷6、sb：强化阶段：7、随塑性变形增大，试样变形抗力也逐渐增加，这种现象称为形变强化（或称加工硬化）。
Fb：试样拉伸的最大载荷。
8、在拉伸试验过程中，载荷不增加（保持恒定），试样仍能继续伸长时的应力称为屈服点。
用符号σs表示，计算公式：σs=Fs/So对于无明显屈服现象的金属材料可用规定残余伸长应力表示，计算公式：σ0.2=F0.2/So9、（2）抗拉强度材料在拉断前所能承受的最大应力称为抗拉强度，用符号σb表示。
计算公式为：σb=Fb/So10、断裂前金属材料产生永久变形的能力称为塑性。
塑性由拉伸试验测得的。
常用伸长率和断面收率表示。
11、伸长率：试样拉断后，标距的伸长与原始标距的百分比称为伸长率。
用δ表示：计算公式：δ=(l1-l0)/l0×100%断面收缩率：试样拉断后，缩颈处横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比称为断面收缩率。
用ψ表示12、材料抵抗局部变形特别是塑性变形压痕或划痕的能力称为硬度。
金属材料的性能首先，金属材料的性能指其在特定条件下的物理、化学、力学、热学等方面的表现。
常见的金属材料有钢、铝、铜、镁、锌等。
下面就这些金属材料的性能作一简要介绍。
1. 钢钢是一种铁碳合金，具有高强度、耐热、耐腐蚀、机械加工性好等优点。
其主要特点是硬度高、弹性模量大、面心立方结构等。
但是，钢的铁含量高，易生锈，而且它的塑性和韧性较差，容易产生脆性断裂。
此外，由于不同钢材的化学成分、热处理状态和制造工艺不同，其性能会有所差异。
2. 铝铝是一种轻质、耐腐蚀的金属，密度低、导热性能好、可加工性强等。
铝的主要特点是具有高强度、低密度、良好的导热性和电导率等。
此外，铝的表面可以通过氧化、着色等特殊处理而获得不同的颜色和变化，达到美化和抗氧化的作用。
但是，铝的强度和刚度相对较差。
3. 铜铜是一种传统金属材料，具有高导电性、高热导性、良好的导磁性、良好的加工性等。
它的主要特点有良好的导电性、导热性和塑性等，具有优异的可加工性和冲压性。
但是，铜的密度较大、强度较低，容易氧化和变形。
4. 镁镁是一种轻金属，密度轻、强度高、刚度高，具有良好的加工性和耐腐蚀性等优点。
其主要特点是密度低，强度高，具有良好的刚性和韧性，能耐受高温，而且具有良好的可塑性和可加工性等。
但是，在常温下易受到腐蚀，所以需要进行特殊的表面处理。
5. 锌锌是一种富含金属，密度小、耐腐蚀、防氧化，满足了先进电子工业、新型材料和化学工业的需要。
其主要特点是耐腐蚀、良好的可加工性和防护性等。
但是，锌易受到热膨胀和浸蚀，环境因素、温度、湿度等因素都会影响锌的性能。
综上所述，除了同属于金属材料之外，不同的金属材料具有不同的物理、力学、化学等性能，在应用过程中必须仔细考虑各自的长处和短处，选用合适的材料。
同时我们也可以以不同的方式替代问题所在的金属材料，因为新的技术发展出了许多在不同环境中耐腐蚀、更加轻便、性能更好的材料。
金属材料的性能及比较一、金属材料性能 (2)二、常用金属性能介绍 (5)1.铜的性质 (5)2.黄金的物化性质 (7)3.铝的性质 (10)4.铬的性质与用途 (12)一、金属材料性能金属材料的性能可分为使用性能和工艺性能（又称为加工性能）。
使用性能包括：1、物理性能（比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等）；2、化学性能（耐腐蚀性、耐氧化性等）；3、机械或力学性能（强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等）。
工艺性能（加工性能）：1、铸造性能；2、锻造性能；3、焊接性能；4、切削加工性能；5、弯曲；6、热处理性能等。
1、比重：比重是一种物体的重量与同体积的水的重量的比值，常用符号γ表示，以克/厘米³为单位。
2、熔点：金属和合金从固体状态向液体状态转变时的熔化温度叫做熔点。
3、导电性：金属传导电流的性能叫做导电性。
衡量金属导电性能的指标是导电率γ（又叫导电系数）和电阻率ρ（又叫电阻系数），导电率与电阻率互成反比，导电率越大，则电阻越小。
4、导热性：金属传导热量的性能叫导热性。
它反映了金属在加热和冷却时的导热能力，在金属中银和铜的导热性最好。
5、热膨胀性：金属温度升高时，产生体积胀大的现象，称为热膨胀性。
用热膨胀系数a表示，它的单位是：毫米/毫米?℃或1/℃，即金属温度每升高1℃其单位长度所伸长的长度（毫米）。
6、磁性：金属被磁场磁化或吸引的性能叫磁性，用导磁率（μ）表示。
根据金属材料在磁场中受磁化的程度，可把它们分成：（1）铁磁性材料；导磁率特别大的金属材料它在外加磁场中能强烈地被磁化。
如铁、钴、镍、钆等。
铁磁材料加热到某一温度就会失去磁性。
（2）顺磁性材料：导磁率大于1的金属材料称为顺磁性材料，它在外加磁场中只是微弱地被磁化。
如：锰、铬、钼、钒、镁、钙、铝、锇、锂、铱等。
（3）抗磁性材料：导磁率小于1的材料称抗磁材料，它能抗拒或削弱外加磁场对材料本身的磁化作用。
如：铜、金、银、铅、锌、铋、汞、钛、铍等。
金属材料性能
金属材料是一类以金属元素为主要成分的材料，具有许多独特的性能。
以下将介绍几种常见的金属材料性能：
1. 导电性能：金属材料是良好的导电材料，因为金属具有自由电子。
这使得金属在电流的通导能力上表现出色，被广泛应用于电力输送、电子设备和电子电路中。
2. 导热性能：金属材料具有很高的导热性能，可以快速传导热量。
这使得金属材料常用于导热器、散热器和制冷设备等需要快速传热的应用。
3. 强度和硬度：金属材料通常具有较高的强度和硬度，可以经受较大的外力作用而不容易变形或破裂。
这使得金属材料适用于承受重负荷和高强度工作环境的结构材料，如建筑桥梁、汽车零部件等。
4. 塑性：金属材料具有较好的塑性，即在外力作用下具有可塑性，能够发生一定的塑性变形。
这使得金属材料易于加工成各种形状，如拉伸、压缩和弯曲等，广泛应用于制造业中。
5. 耐腐蚀性能：许多金属材料具有良好的耐腐蚀性能，可以抵御一些腐蚀介质的侵蚀，因此适用于制造耐腐蚀设备和结构，如化工设备、海洋工程等。
6. 密度：金属材料的密度通常较大，但相比于其他一些材料，如陶瓷和聚合物材料，金属材料的密度相对较低。
这使得金属
材料适用于需要同时满足强度和轻量化要求的应用，如航空航天和汽车制造等。
7. 熔点：金属材料的熔点通常较高，使其能够在高温下保持其结构和性能的稳定性。
这使得金属材料可以应用于高温环境和高温工艺中，如航空发动机部件、高温炉子等。
总的来说，金属材料具有导电性、导热性、强度和硬度、塑性、耐腐蚀性、密度和熔点等特点，使其在工程领域中有着广泛的应用。
1金属材料的性能金属材料的性能分为使用性能和工艺性能。
使用性能是指金属材料在使用过程中反映出来的特性，它决定金属材料的应用范围、安全可靠性和使用寿命。
使用性能又分为机械性能、物理性能和化学性能。
工艺性能是指金属材料在制造加工过程中反映出来的各种特性，是决定它是否易于加工或如何进行加工的重要因素。
在选用金属材料和制造机械零件时，主要考虑机械性能和工艺性能。
在某些特定条件下工作的零件，还要考虑物理性能和化学性能。
1.1金属材料的机械性能各种机械零件或者工具，在使用时都将承受不同的外力，如拉力、压力、弯曲、扭转、冲击或摩擦等等的作用。
为了保证零件能长期正常的使用，金属材料必须具备抵抗外力而不破坏或变形的性能，这种性能称为机械性能。
即金属材料在外力作用下所反映出来的力学性能。
金属材料的机械性能是零件设计计算、选择材料、工艺评定以及材料检验的主要依据。
不同的金属材料表现出来的机械性能是不一样的。
衡量金属材料机械性能的主要指标有强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等。
1.1.1强度金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力称为强度。
按外力作用的方式不同，可分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度和抗扭强度等。
一般所说的强度是指抗拉强度。
它是用金属拉伸试验方法测出来的。
1.1.2刚性与弹性金属材料在外力作用下，抵抗弹性变形的能力称为刚性。
刚性的大小可用材料的弹性模量（E）表示。
弹性模量是金属材料在弹性变形范围内的规定非比例伸长应力（σρ）与规定非比例伸长率（ερ）的比值。
所以材料的弹性模量（E）愈大，刚性愈大，材料愈不易发生弹性变形。
但必须注意的是：材料的刚性与零件的刚度是不同的，零件的刚度除与材料的弹性模量有关外，还与零件的断面形状和尺寸有关。
例如，同一种材料的两个零件，弹性模量E虽然相同，但断面尺寸大的零件不易发生弹性变形，而断面尺寸小的零件则易发生弹性变形。
零件在使用过程中，一般处于弹性变形状态。
对于要求弹性变形小的零件，如泵类主轴、往复机的曲轴等，应选用刚性较大的金属材料。
对于要求弹性好的零件，如弹簧则可通过热处理和合金化的方法，达到提高弹性的目的。
1.1.3硬度金属材料抵抗集中负荷作用的性能称为硬度。
换句话说，硬度是金属材料抵抗硬物压入的能力。
材料的硬度是强度、塑性和加工硬化倾向的综合反映。
硬度与强度之间往往有一定的概略比例关系，并在很大程度上反映出材料的耐磨性能。
此外，硬度测定方法简便，不需制备特殊的试样，可以直接在零件上进行测定，而不损坏工件。
所以硬度通常在生产上作为热处理质量检验的主要方法。
1.1.4冲击韧性有些机器零件在工作时，如齿轮换挡、设备起动、刹车等，往往受到冲击负荷的作用；还有一些机器，如锻锤、冲床、凿岩机、气动舂砂锤等，它们本身就是利用冲击能量来工作的。
金属抵抗冲击负荷的能力称为冲击韧性。
对于承受小能量多次冲击的机器零件，对材料要求高的强度，又要求过高的塑性和冲击韧性，并不能提高零件的寿命，相反却因牺牲了强度，不能发挥材料的潜力，反击会降低零件的寿命。
1.1.5疲劳强度金属材料在重复或交变负荷的作用下，循环一定周次Ni后，断裂时所能承受的最大应力称为疲劳强度。
材料的疲劳强度是通过各种条件下的疲劳试验确定的。
对称应力循环下的疲劳极限通常是在旋转弯曲疲劳试验机上用光滑试样测定。
材料的疲劳极限是材料机械性能中的一个重要性能。
凡承受交变负荷的机器零件在设计时需用疲劳极限进行强度计算。
在断裂的零件中，绝大多数是交变负荷下工作的，如往复机的曲轴，各种机器的主轴、齿轮、弹簧等。
它们的主要破坏形式是疲劳断裂，而且疲劳断裂中大多数是突然发生的，通常所承受的应力也小于材料的屈服强度。
因此，疲劳断裂具有很大的危险性。
材料的疲劳极限是材料机械性能中最敏感的性能之一。
受各种内因和外因的影响。
例如工作时的负荷性质、环境温度和介质；零件的几何尺寸、表面加工的质量及处理；材料的化学成分、内部组织及缺陷等，都显著地影响疲劳极限。
为了提高机械零件的疲劳强度，除了根据强度要求正确选材外，合理地设计零件的结构形状，避免应力集中，提高零件的表面质量，避免各种损伤，以及采用表面淬火、化学热处理、喷丸处理等表面强化方法，都能不同程度地提高抗疲劳断裂的能力。
1.1.6断裂韧性金属材料抵抗裂纹扩展断裂的韧性性能称为断裂韧性。
断裂韧性与其他韧性一样，综合地反映了材料的强度和塑性。
按传统力学方法对零件进行强度设计时，以材料的屈服强度为依据，运用强度储备法确定零件的许用应力和工作应力。
照此设计的零件，一般认为是安全可靠的。
但是，一些用高强度钢和超高强度钢制造的零件，以及中、低强度钢制造的大型零件，在工作应力低于屈服强度的条件下，有时发生脆性断裂。
这种在屈服强度以下产生的脆性断裂称为低应力脆断。
大量断裂事故分析表明：零件的低应力脆断是由宏观裂纹失稳扩展引起的。
为了防止低应力脆断事故发生，在选用材料时，应根据材料的断裂韧性指标，对零件允许的工作应力和裂纹尺寸进行定量计算，提出明确的数据要求。
1.2. 金属材料的其他性能1.2.1物理性能金属材料的物理性能，有密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性、磁性等。
金属材料密度大于5的称为重金属；小于5的称为轻金属。
对于某些工业部门（如航空），密度对产品的重量具有重要的意义。
金属材料的熔点影响到材料的使用和制造工艺。
例如：电阻丝、锅炉零件、燃气轮机的喷嘴等，要求材料有高的熔点，保险丝则要求熔点低。
在制造工艺上，熔点低的共晶合金，流动性好，便于铸造成形。
金属材料的热膨胀性主要是指它的线膨胀系数。
热膨胀性会带来零件的变形、开裂及改变配合状态，从而影响机器设备的精度和使用寿命。
高精度的机床和仪器，要求在一定温度下加工和测量产品，就是考虑了这个因素。
金属材料的导热性影响加热和冷却的速度。
导热性差的材料在加热或冷却时，工件内外温差大，容易产生大的内应力。
当内应力大于材料的强度时，则会产生变形或裂纹。
金属材料的导电性和导磁性，对一些电机、电器产品是很重要的性能。
如铜、铝导线要求导电性好，镍铬合金的电阻丝则要求有大的电阻，变压器和电机的铁芯则采用磁性好的铁磁材料。
1.2.2化学性能金属材料的化学性能主要是指金属抵抗活泼介质的化学侵蚀能力。
在室温下金属材料抵抗周围介质（如大气、水气等）侵蚀的能力称为耐蚀性。
一般机器零件为了不被腐蚀，常用热镀或电镀金属、发兰处理、涂油漆、烧搪瓷、加润滑油等方法来进行保护。
在易腐蚀环境工作的重要零件，有时需采用不锈钢制造。
金属材料抵抗酸碱侵蚀的能力称为耐酸性。
在化工机械中受到酸碱盐等化学介质侵蚀的零件，则需采用耐酸钢制造。
金属材料在高温下保持足够的强度，并能抵抗氧或水蒸气侵蚀的能力称为耐热性。
在锅炉、汽轮机及化工、石油等设备上的一些零件，为了满足这一性能，需采用耐热不锈钢制造。
1.2.3工艺性能金属材料的工艺性能是反映金属材料在各种加工过程中，适应加工工艺要求的能力。
它是物理性能、化学性能和机械性能的综合表现。
工艺性能主要有铸造性、可锻性、可焊性、切削加工性和热处理性等。
在机械设计和制造中，以及选择材料和工艺方法时，必须考虑材料的工艺性能。
1.2.4 铸造性能金属材料的铸造性能主要是指流动性、收缩性和产生偏析的倾向。
流动性是流体金属充满铸型的能力。
流动性好能铸出细薄精致的复杂铸件，能减少缺陷。
收缩性是指金属材料在冷却凝固中，体积和尺寸缩小的性能。
收缩是使铸件产生缩孔、缩松、内应力、变形、开裂的基本原因。
偏析是指金属材料在凝固时造成零件内部化学成分不均匀的现象。
它使零件各部分机械性能不一致，影响零件使用的可靠性。
1.2.5 可锻性金属材料的可锻性是指它是否易于锻压的性能。
可锻性常用金属的塑性和变形抗力来综合衡量。
可锻性好的金属材料，不但塑性好，可锻温度范围宽，再结晶温度低，变形时不易产生加工硬化，而且所需的变形外力小。
如中、低碳钢，低合金等都有良好的可锻性，高碳钢、高合金钢的可锻性较差，而铸铁则根本不能锻造。
1.2.6 可焊性金属材料的可焊性是指金属在一定条件下获得优质焊接接头的难易程度。
对于易氧化、吸气性强、导热性好（或差）、膨胀系数大、塑性低的材料，一般可焊性差。
可焊性好的金属材料，在焊缝内不易产生裂纹、气孔、夹渣等缺陷，同时焊接接头强度高。
如低碳钢具有良好的可焊性，而铸铁、高碳钢、高合金钢、铝合金等材料的可焊性则较差。
1.2.7 切削加工性金属材料的切削加工性是指它被切削加工的难易程度。
切削加工性好的材料，切削时消耗的能量少，刀具寿命长，易于保证加工表面的质量，切削易于折断和脱落。
金属材料的切削加工性与它的强度、硬度、塑性、导热性等有关。
如灰口铸铁、铜合金及铝合金等均有较好的切削加工性，而高碳钢的切削性能则较差。
1.2.8 热处理性金属材料在进行热处理时反映出来的性能，称为热处理性，如淬透性、淬硬性、淬火变形开裂的倾向、氧化脱碳的倾向等。
这些热处理性能将在本书有关章节中讨论。
1.3.零件失效与金属材料性能的关系金属材料制造的各种机器零件（或构件）都具有一定的功能。
若在服役条件下失去了最初规定的功能，则称为失效。
零件失效是由于外界损害作用超过了材料抵抗损害能力的结果。
下面分别讨论零件失效的主要形式与金属材料性能之间的关系。
1.3.1过量变形各种机器零件受力后总要产生变形。
当变形量超过允许限度时，就会影响零件之间的配合关系，严重时可使零件最终失效，这种现象称为过量变形。
过量变形有下面两种情况：过量的弹性变形机器零件受力后发生的变形，总是存在弹性变形。
在多数情况下，机器零件的弹性变形不能太大，一般要限制过量的弹性变形，要求零件有足够的刚度。
如果零件的弹性变形超过了设计所允许的范围，将影响零件的使用，以致失效。
例如，镗床的镗杆发生过量的弹性变形，将影响加工的精度。
此外，零件有过量的弹性变形，还可能与其他零件相碰，或引起震动，对于薄壁零件甚至使整个结构丧失稳定。
实际生产中，制造弹簧等零件则要选用弹性材料，并要求材料的弹性模量小，弹性极限高，使之能产生较大的弹性变形。
材料弹性模量与比重的比值称为比模量。
是近代工程材料的一个重要参数。
例如铝的弹性模量小于钢，但它的比模量大于钢，因此被大量用作航空材料。
过量塑性变形零件卸载后不能恢复的变形都是塑性变形。
塑性变形产生后，零件在不受力的状态下，也会偏离设计的形状，这对一般机器来说是不允许的。
因此，过量塑性变形是机器零件失效的一种形式。
例如，齿轮发生塑性变形后，会啮合不好，甚至卡死、断齿。
塑性变形与材料本身的组织结构和外部各种因素都十分敏感。
不但材料的成分、组织结构不同，会有不同的塑性变形能力，而且温度、加载速度、表面状态和应力状况等外界条件也会对塑性变形能力产生很大的影响。
例如：室温下的塑性材料，在低温则可能呈脆性；静载下呈塑性的材料，在冲击负荷下，由于塑性变形速度滞后于加载速度而呈脆性；材料在单向拉伸时呈塑性，而在三向拉伸时则可能呈脆性。
