金属材料的物理及化学性能

四、金属材料的物理及化学性能

（一）物理性能

金属等材料在固态时所呈现的物理现象的性能被称为物理性能。材料的物理性能主要包括密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性和磁性等。

1.密度

物质单位体积的质量称为该物质的密度，符号为ρ，单位为kg/m3。

2.熔点

熔点是指材料的熔化温度。陶瓷的熔点一般都显著高于金属及合金的熔点，而高分子材料一般不是完全晶体，所以没有固定的熔点。工业上常用的熔断器、断路器等零件使用低熔点合金，而工业过滤、火箭、燃气轮机等零部件则使用高熔点材料。

3.热膨胀

金属材料在受热时体积增大、冷却时体积缩小的现象称为热膨胀。热膨胀是机械产品使用中需要考虑的因素之一。例如，轨道衔接处一般留有孔隙，以便于出现高低温交替和摩擦生热时，在长度方向有伸缩余量。

4.导热性

金属材料传导热量的能力称为导热性。金属材料的导热率越大，其导热性越强。导热性通常与焊接、铸造、锻造和热处理等工艺相关。

5.导电性

金属材料传导电流的能力称为导电性。金属及其合金具有良好的导电性能，银的导电性最好，铜、铝次之。由于银价格相对昂贵，因此工业上通常采用铜或铝作为导电材料。

（二）化学性能

金属材料的化学性能主要是指金属在室温或高温下抵抗外界化学介质侵蚀的能力，主要包括耐腐蚀性和抗氧化性。

1.耐腐蚀性

在高温、潮湿等条件下，金属材料会与其周围的介质接触并发生化学反应，从而使得金属材料表面发生变化，如钢铁的生锈，铜氧化产生铜绿等，这种现象即称为锈蚀或腐蚀。金属材料抵抗锈蚀或腐蚀的能力称为耐腐蚀性。一般而言，碳钢和铸铁的耐腐蚀性比较差，而钛、钛合金、不锈钢、铝合金等材料耐腐性较好。

2.抗氧化性

金属材料在高温下容易被周围环境中的氧气氧化而遭破坏，金属材料在高温下抵抗氧化作用的能力称为抗氧化性。