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金属材料包括纯金属和它们的合金。铁、铜、铝及其合金是我们使用多的金属材料。金属的物理性质有金属光泽,导电、导热性能良好,有延展性,能拉成丝,展成簿片,能弯曲,较硬,密度较大,熔点较高。注意:以上是大多数金属的共性,不同的金属还有各自的特点,如大多数金属是固体,但汞却是固体,大多数金属为银白光泽,但铜却是紫红,不同金属本身的特点往往是我们对金属进行推断、鉴别的突破口。物质的性质很大程度上决定物质的用途,但这不是唯一决定因素。在考虑物质用途时,还需考虑价格、资源、是否美观,使用是否便利以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。如银的导电性比铜好,但是通常制作电线选用铜而不选用银,就是因为银的价格比铜要高的多。
双金属的种类甚多,其用途也较广泛,例如铝-铜复合材料或铝-铜-铝复合材料作导体可节约铜,用于高频装置、无线电装置、导线、线圈及电缆等。铝-镍双金属用于电真空技术。铜-银用于电触头材料。铜-锡用于蓄电池等。
金属材料在外力作用下产生永久变形而不破坏的大能力称为塑性,通常以拉伸试验时的试样标距长度延伸率δ(%)和试样断面收缩率ψ(%)延伸率δ=[(L1-L0)/L0]x100%,这是拉伸试验时试样拉断后将试样断口对合起来后的标距长度L1与试样原始标距长度L0之差(增长量)与L0之比。在实际试验时,同一材料但是不同规格(直径、截面形状-例如方形、圆形、矩形以及标距长度)的拉伸试样测得的延伸率会有不同,因此一般需要加注,例如常用的圆截面试样,其初始标距长度为试样直径5倍时测得的延伸率表示为δ5,而初始标距长度为试样直径10倍时测得的延伸率则表示为δ10。断面收缩率ψ=[(F0-F1)/F0]x100%,这是拉伸试验时试样拉断后原横截面积F0与断口细颈处小截面积F1之差(断面缩减量)与F0之比。实用中对于常用的圆截面试样通常可通过直径测量进行计算:ψ=[1-(D1/D0)2]x100%,式中:D0-试样原直径;D1-试样拉断后断口细颈处小直径。δ与ψ值越大,表明材料的塑性越好。
应力腐蚀。在腐蚀介质和较高拉应力共同作用下,金属表面产生腐蚀并向内扩展成微裂纹,常导致突然破断。混凝土中的高强度钢筋(钢丝)可能发生这种破坏。硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能之一。一般硬度越高,耐磨性越好。常用的硬度有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。布氏硬度(HB):以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面,保持一段时间,去载后,负荷与其压痕面积之比值,即为布氏硬度值(HB),单位为公斤力/mm2(N/mm2)。