金属材料的物理性能
物理性能是指物体固有的属性。金属材料的物理性能包括熔点、密度、电性能、热性能、磁性能等。
1.密度
密度是指在一定温度下单位体积物质的质量，其表达式为
ρ=m/V
式中 ρ——物质的密度（g/cm3）；
m——物质的质量（g）；
V——物质的体积（cm3）。
材料的种类不同，其密度是有差异的。常用材料的密度见表1-5。
表1-5 常用材料的密度（20℃）
材料密度很大程度上决定了工件的自重，如工业上采用密度较大的钢铁制成的普通机床具有较大的自重，而利用密度较小的铝合金、钛合金、复合材料制成的航天器则较轻。生活中也有不少选用密度小的物质制成较轻的生活用品的例子，如利用钛合金制成的眼镜架，不仅强度高，而且质量轻；利用铝合金制成的炊具比铁炊具质量轻等。特别是对于航空工业和汽车工业，减轻自重可增加有效载重量。工程上对零件或毛坯质量的计算也要利用密度。
2.熔点
熔点是材料从固态转变为液态的温度。金属等晶体材料一般具有固定的熔点，而高分子材料等非晶体材料一般没有固定的熔点。常用金属材料的熔点见表1-6。
表1-6 常用金属材料的熔点
钨、钼等金属具有高的熔点，可用于制造耐高温的零件，如火箭、导弹、燃气轮机零件，并可用于电火花加工和焊接电极等。铅、铋、锡等金属具有低的熔点，可用于制造熔丝、焊接钎料等。
3.电性能
描述材料电性能的物理量有电阻率ρ和电导率σ。电阻率ρ表示单位长度、单位截面积的电阻值，其单位为Ω·m。电导率σ为电阻率的倒数，单位为Ω-1·m-1。材料的电阻率ρ越小，导电性能越好。
金属中银的导电性最好，铜与铝次之。通常金属的纯度越高，其导电性越好，合金的导电性比纯金属差，高分子材料和陶瓷一般都是绝缘体。导电器材常选用导电性良好的材料，以减少损耗；而加热元件、电阻丝，则选用导电性差的材料制作，以提高功率。
4.热性能(https://www.daowen.com)
（1）热导率 金属导热性能的好坏用热导率λ表示。其含义是在单位厚度金属、温差为1℃时，每秒钟从单位截面积通过的热量，单位为W/（m·K）。热导率越大，金属的导热性能越好。金属中银、铜的导热性最好，铝次之；纯金属具有良好的导热性；合金的成分越复杂，其导热性越差。常用金属的热导率见表1-7。
表1-7 常用金属的热导率
散热器等传热元件应采用导热性好的材料制造；保温器材应采用导热性差的材料制造。热加工工艺与导热性有密切关系。在热处理、铸造、锻造、焊接过程中，若材料的导热性差，则会使工件内外产生大的温差而出现较大的内应力，导致工件变形或开裂。采用缓慢加热和冷却的方法，可使工件内外温度均匀，防止变形和开裂。
（2）热膨胀性 材料随温度的改变而出现体积变化的现象称为热膨胀性。热膨胀性用线[膨]胀系数α来表示，其含义是温度上升1℃时，单位长度的伸长量，其单位为1/℃。常用金属材料的线[膨]胀系数见表1-8。
表1-8 常用金属材料的线[膨]胀系数（0～100℃）
陶瓷的热膨胀性小，金属次之，高分子材料最大。对精密量具、仪表、机器等，应选用线[膨]胀系数小的材料，以避免在不同的温度下使用时影响其精度。机械加工和装配中也应考虑材料的热膨胀性，以保证构件尺寸的准确性。利用线[膨]胀系数不同的两种材料（如铁与黄铜）制成的双金属片，还可制成简易的温控开关。
5.磁性
自然界中的物体根据磁性能可分为非铁磁性物质（如Al、Cu等）和铁磁性物质（如Fe、Ni、Co等）。非铁磁性物质不能被磁铁吸引，即不能被磁化。铁磁性物质可以被磁铁吸引，或者说在外磁场强度（H）的作用下产生很大的磁感应强度（B）。
图1-8所示为铁磁性材料的磁化和退磁曲线。铁磁性材料的磁性能可用下列物理量表示：
（1）磁导率μ（μ=B/H） 表示铁磁材料磁化曲线上某一点的磁感应强度B与外磁场强度H的比值。
（2）磁饱和强度Bi 表示材料能达到的最大磁化强度。
图1-8 铁磁性材料的磁化和退磁曲线
（3）剩磁Br 表示外磁场退为零时，材料的剩余磁感应强度。
（4）矫顽力Hc 表示要使磁感应强度降为零，必须加反方向的磁场Hc。
铁磁性材料可用于制造变压器的铁心、发电机的转子、测量仪表等。非铁磁性材料可用于制作要求避免电磁场干扰的零件和结构件。