电能源工程运行维护实用技术与操作规程全书 电能源工程材料分册

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1、标准分享网www.bzfxw.com电力工程运行维护实用技术与操作规程全书·电力工程材料分册第一节　金属材料的一般知识在元素周期表中，凡具有良好的导电、导热和可锻性的元素称为金属。在通常温度下，除汞（水银）以液体形态存在外，其余均为固体。凡以金属物质制成的、可供社会再生产作原材料用的金属产品，称为金属材料。金属材料通常分为黑色金属和有色金属两大类。黑色金属指铁、锰、铬和它们的合金，如生铁、铁合金、钢、金属锰、金属铬等。有色金属指除黑色金属以外的金属及其合金，如铜、铝、锡、铅、锌以及铜合金、铝合金、轴承合金和硬质合金等。金属材料按其组成成分，一般可以分为纯金属与合金两大类。纯金属也称简单

2、金属，指由一种金属元素组成的物质。目前已被发现的107种元素中，属纯金属的共86种。但工业上直接使用的为数不多，主要有铜、铝、铅、锌、锡等几种。合金又称复杂金属，指由一种为主的金属元素与另一种或几种金属或非金属元素组成的物质。如纯铁是指总杂质含量为0．1％的铁。而以铁为基础加入除铁以外的其它元素构成的金属材料叫铁合金。同样，以铝元素为基础加入其它合金元素所构成的材料，则称为铝合金。由于合金的各项性能一般较优于纯金属，因此，在工业上合金的应用比纯金属广泛。合金的种类甚多，如工业上普遍使用的钢铁，就是铁碳合金，黄铜就是铜锌合金等。第二节　金属材料的性能金属材料在工农业生产中应用极为广泛。电

3、厂的锅炉、汽轮机、水轮机、发电机、各种辅助设备、管材与附件以及输变电工程中的变压器、铁塔和架构、导线与附件等均使用金属材料，水电站的大坝、厂房等也需用大量金属材料。选用的金属材料必须满足设计和制造上对其各种性能的要求。为了正确地使用和选择金属材料，必须了解金属材料的使用性能和工艺性能。电力工程运行维护实用技术与操作规程全书·电力工程材料分册使用性能是指金属材料在使用条件下所表现的性能，即机械性能、物理性能和化学性能。工艺性能是指金属材料在冷热加工过程中所表现的性能，即铸造性、焊接性和热处理性以及切削性等。这些性能是衡量金属材料质量的标志。金属材料的物理性能，是指金属的密度、熔点、导电性

4、、导热性、热膨胀性、磁性等物理特征。金属材料的化学性能，则主要是指金属或合金的化学稳定性，即抗氧化性和耐腐蚀性等。它大部分都与合金成分和组织状态有关。密度是指单位体积所具有的质量。其公式为mρ＝V式中　m———物质的质量（kg或g）；V———物质的体积（m3或cm3）；ρ———密度（kg／m3或g／cm3）。不同的金属材料，其密度不同。例如钢的密度为7．85g／cm3，铝的密度为2．7g／cm3。金属材料的密度直接关系到由它制成的机械设备、工程结构的质量和体积的大小。有不少精密机械和某些高速运转的零件，要求能尽量减轻其质量。一些高强度的轻合金，如铝合金、钛合金等，就由于其密度小而显示出

5、很大的优越性。在金属材料供应和销售中，经常根据金属材料的密度来计算其质量，即质量＝密度×体积，这样计算出来的质量称为理论质量。在中华人民共和国法定计量单位中没有重量这一物理量，但人们日常生活中习惯将质量称为重量，而物质的重量又是通过“比重”来计算的，即物质的重量＝比重×体积。故在此书中保留了“比重”这一名词术语。金属和合金传导电流的能力，叫导电性。各种金属的导电性并不相同，同一金属的导电件与制成材料的长短、粗细、组成、纯度和本身温度都有关系。金属的导电性以电导率γ表示。因为物体的导电能力与电阻成反比，因而电导率为电阻率ρ的倒数。用公式可将电阻率表示为Sρ＝RL式中　ρ———电阻率（Ω·

6、mm2／m或Ω·cm）；R———试样的电阻（Ω）；S———试样的横截面积（mm2）；电力工程运行维护实用技术与操作规程全书·电力工程材料分册L———试样的长度（m）。则电导率为1γ＝ρ式中　γ———电导率（S／m或S／cm）。在常见金属中，导电性最好的是银（电阻率为1．5×10－6Ω·cm）。因而，通常用银的电导率作为标准来衡量其它金属的导电能力。如将银的电导率定为100％，则铜的电导率是97％，铝的电导率是57％……但在实际应用上，因为银的价格高、强度低、塑性大，除少数电子产品使用银外，一般工业上用的不多，而铜和铝则是电力工业中大量使用的导电材料。合金的导电性均比纯金属低，可以尽可能

7、采用导电性较好的纯金属作导体，而采用电阻高的合金作电阻元件。如用铁铬铝合金和铬镍合金制造电阻丝等，就属这种情况。有些金属的导电性很微弱（如锗、硅、硒等），介于导体和绝缘体之间，这样的金属称为半导体，它们是构成半导体工业的基础。在通常情况下，金属的导电性随温度的升高而下降。金属传导热量的能力称为导热性。一般来说，纯金属的导热性比合金好，各种金属材料的导热性比非金属材料好，锤锻金属的导热性比铸造金属好。多数金属都是热的良导体。一般导电性好的金属，导