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有色金属材料简介bob手机网页版登录入口

2023-12-01 阅读次数:

  铝为银白色轻金属。有延展性。在潮湿的空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。铝粉和铝箔在空气中加热能猛烈燃烧,并发出炫目的白色火焰,易溶于酸和碱溶液,不溶于水。相对密度2.70。熔点660℃。沸点2327℃。

  铝合金中加入微量的钛,能显著细化铝合金的晶粒组织,提高合金的机械性能,降低合金的热裂倾向。

  铜合金常加元素为Zn、Sn、Al、Mn、Ni、Fe、Be、Ti、Zr、Cr等,既提高了强度,又保持了纯铜特性。铜合金分为黄铜、青铜、白铜三大类。

  除黄铜和白铜外的其他铜合金统称为青铜。牌号为:Q主加元素符号及其平均百分含量其他元素平均百分含量。如:QSn4-3。常用的青铜有锡青铜、铝青铜、铍青铜、硅青铜、铅青铜。

  (1)命名原则有色金属及合金产品牌号的命名,规定以汉语拼音字母或者国际元素符号作为作为主题词代号,表示其所属大类,如用L或Al表示铝,T或者Cu表示铜。主题词以后,用成分数字顺序结合产品类别来表示。即主题词之后的代号可以表示产品的状态、特征或者主要成分,如LF为防(F)锈的铝(L)合金;LD为锻(D)造用的铝(L)合金;LY为硬(Y)的铝(L)合金,这三种合金的主题词都是铝合金(L)。又如QSn为青(Q)铜中主要添加元素为锡(Sn)的一类;QAl9-4为青(Q)铜中还有铝(Al),成分中添加元素铝为9%其他元素添加为4%,这两种合金的主题词是青铜(Q),因此产品代号是由标准(GB340-78)规定的主题词汉语拼音字母、化学元素符号及阿拉伯数字相结合的方法来表示。见表1及表2:

  (1)高纯铝(LG)纯度为99.93-99.99%,牌号有L01、L02、L03、L04等四种,编号越大,纯度越高。

  (2)工业高纯铝纯度为98.85-99.9%,牌号有L0、L00等,用于制作铝箔、包铝及冶炼铝合金的原料。

  (3)工业纯铝纯度为98.0-99.0%,牌号有L1、L2、L3、L4、L5、等五种,编号越大,纯度越低。工业纯铝可制作电线、电缆、器皿及配制合金。

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  铜和铝组成固溶体,当温度在548℃时,铜在铝中的溶解度应为5.65%,室温时降至0.1%左右,增加含铜量,能提高合金的流动性,抗拉强度和硬度,但降低了耐蚀性和塑性,热裂倾向增大。

  在高硅铝合金中加入少量(约0.2~0.3%)的镁,可提高强度和屈服极限,提高了合金的切削加工性。

  2.而铜、锌、镍、汞、锡、铅等的比重大于5,叫做“重金属”。(一般密度在4.5g/cm3以上,如铜、铅、锌等;)

  5.还有像铌、钽、锆、镥、金、镭、铪、钨、钼、锗、锂、镧、铀等因为地壳中含量较或者比较分散,人们又称之为“稀有金属”。

  含镁8%的铝合金具有优良的耐蚀性,但其铸造性能差,在高温下的强度和塑性都低,冷却时收缩大,故易产生热裂和形成疏松。

  锌在铝合金中能提高流动性,增加热脆性,降低耐蚀性,故应控制锌的含量在规定范围中。至于含锌量很高的ZL401铝合金却具有较好的铸造性能和机械性能,切削加工也比较好。

  铝中加入合金元素(Si、Cu、Mg、Zn、Mn等)后,就形成了铝合金,除了保留纯铝的低密度、良好的导电性和导热性等优点外,通过合金化和其他工艺方法,可获得较高的强度,并保持良好的加工性能。许多铝合金不仅可通过冷变形提高强度,而且可用热处理来大幅度地改善性能。因此铝合金可用于制造承受较大载荷的机器零件和构件。

  (3)加工性能良好铝及铝合金(退火状态)的塑性很好,可以冷成形。切削性能也很好。超高强铝合金成形后经热处理,可达到很高的强度。铸造铝合金的铸造性能极好。

  由于上述优点,铝及铝合金在电气工程、航空及宇航工业、一般机械和轻工业中都有广泛的用途。

  纯铝是一种银白色的金属,熔点(与其纯度有关,99.996%时)为660.24℃,具有面心立方晶格,无同素异构转变。纯铝中含有Fe、Si、Cu、Zn等杂质元素,使性能略微降低。纯铝材料按纯度可分为三类。

  铜于锌的二元合金称为普通黄铜,牌号命名为:H(黄)表示铜平均百分含量的数字,如H68

  在普通黄铜的基础上加入Al、Fe、Si、Mn、Pb、Sn、Ni等元素形成的黄铜。牌号命名为:H(黄)主加元素符号(Zn除外)铜平均百分含量主加元素平均百分含量,如HPb59-1。

  这类合金的耐热性好,强度较高;但密度大,铸造性能、耐蚀性能差,强度低于Al-Si系合金。

  铝合金中添加微量合金元素使铝合金固溶体基体和过剩相组织细化,以提高铝合金机械性能,这是细晶强化。

  硅是大多数压铸铝合金的主要元素。它能改善合金的铸造性能。硅与铝能组成固溶体。在577℃时,硅在铝中的溶解度为1.65%,室温时为0.2%、含硅量至11.7%时,硅与铝形成共晶体。提高合金的高温造型性,减少收缩率,无热裂倾向。二元铝基合金有高的耐蚀性。当合金中含硅量超过共晶成分,而铜、铁等杂质又多时,即出现游离硅的硬质点,使切削加工困难,高硅铝合金对铸件坩埚的熔蚀作用严重。

  (1)比重小、比强度高,纯铝的比重只有2.72g/cm3,故其合金的比重(约2.5~2.88)也很小,采用各种强化手段后,铝合金可以达到与低合金高强钢相近的强度,因此比强度要比一般高强度钢高的多。

  (2)有优良的物理、化学性能铝的导电性好仅次于银、铜和金,在室温时的导电率约为铜的64%。铝资源丰富,成本较低。铝及铝合金有相当好的抗大气腐蚀能力,其磁化率极低,接近于非铁磁性材料。

  纯铝中加入合金元素,形成铝基固溶体,造成晶格畸变,阻碍了位错的运动,起到固溶强化的作用,可使其强度提高。

  合金元素对铝的另一种强化作用是通过热处理实现的。但由于铝没有同素异构转变,所以其热处理相变与钢不同。铝合金经加热到某一温度淬火后,可以得到过饱和的铝基固溶体。这种过饱和铝基固溶体放置在室温或加热到某一温度时,其强度和硬度随时间的延长而增高,但塑性、韧性则降低,这个过程称为时效。在室温下进行的时效称为自然时效,在加热条件下进行的时效称为人工时效。

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  根据铝合金的成分、组织和工艺特点,可将其分为变形铝合金和铸造铝合金两大类。

  定义:变形铝合金是将铝合金铸锭通过压力加工(轧制、挤压、模锻等)制成半成品或模锻件,所以要求有良好的塑性变形能力。

  根据化学成分的不同,铸造铝合金可分为Al-Si系、Al-Cu系、Al-Mg系、Al-Zn系四大类,

  定义:狭义上的有色金属又称非铁金属,是铁、锰、铬以外的所有金属的总称。广义的有色金属还包括有色合金。有色合金是以一种有色金属为基体,加入一种或几种其他元素而构成的合金。

  (2).有色合金,按合金系统分:重有色金属合金、轻有色金属合金、贵金属合金、稀有金属合金等;按合金用途则可分:变形(压力加工用合金)、铸造合金、轴承合金、印刷合金、硬质合金、焊料、中间合金、金属粉末等。

  在工业生产中,通常把铁、锰、铬及其合金称为黑色金属,把其他金属及其合金称为有色金属。与钢铁等黑色金属材料相比,有色金属具有许多优良的特性,是现代工业中不可缺少的材料,在国民经济中占有十分重要的地位,例如,铝、镁、钛等具有相对密度小,比强度高的特点,因而广泛应用于航空、航天、汽车、船舶等行业;银、铜、铝等具有优良导电性和导热性的材料广泛应用于电器工业和仪表工业;铀、钨、钼、镭、钍、铍等是原子能工业所必须的材料,等等

  如果铝中加入合金元素的数量超过了极限溶解度,则在固溶处理加热时,就有一部分不能溶入固溶体的第二相出现,称为过剩相。在铝合金中,这些过剩相通常是硬而脆的金属间化合物。它们在合金中阻碍位错运动,使合金强化,这称为过剩相强化。在生产中常常采用这种方式来强化铸造铝合金和耐热铝合金。过剩相数量越多,分布越弥散,则强化效果越大。但过剩相太多,则会使强度和塑性都降低。过剩相成分结构越复杂,熔点越高,则高温热稳定性越好。

  根据化学成分和性能的不同,变形铝合金可分为防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金、锻铝合金四类。

  有色金属是国民经济发展的基础材料,航空、航天、汽车、机械制造、电力、通讯、建筑、家电等绝大部分行业都以有色金属材料为生产基础。随着现代化工、农业和科学技术的突飞猛进,有色金属在人类发展中的地位愈来愈重要。它不仅是世界上重要的战略物资,重要的生产资料,而且也是人类生活中不可缺少的消费资料的重要材料。

  当铝合金中含铁量太高时,铁以FeAl3、Fe2Al7和Al-Si-Fe的片状或针状组织存在于合金中降低机械性能,这种组织还会使合金的流动性减低,热裂性增大,但由于铝合金对模具的粘附作用十分强烈,当铁含量在0.6%以下时尤为强烈。当超过0.6%后,粘模现象便大为减轻,故含铁量一般应控制在0.6~1%范围内对压铸是有好处的,但最高不能超过1.5%。

  锰在铝合金中能减少铁的有害影响,能使铝合金中由铁形成的片状或针状组织变为细密的晶体组织,故一般铝合金允许有0.5%以下的锰存在。含锰量过高时,会引起偏析。

  镍在铝合金中能提高合金的强度和硬度,降低耐蚀性。镍与铁的作用一样,能减少合金对模具的熔蚀,同时又能中和铁的有害影响,提高合金的焊接性能。当镍含量在1~1.5%时,铸件经抛光能获得光洁的表面。由于镍的来源缺乏,应尽量少采用含镍的铝合金。

  (3).有色金属按化学成分分类:铝和铝合金材、铜和铜合金材、铅和铅合金材、镍和镍合金材、钛和钛合金材。按形状分类时,可分为:板、条、带、箔、管、棒、线).在有色金属中,还有各种各样的分类方法

  1.按照比重来分,铝、镁、锂、钠、钾等的比重小于5,叫做“轻金属”(密度小(0.53~4.5g/cm3),化学性质活泼,如铝、镁等.)