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好多人不知道的有色金屬基本知識(shí)

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有色金屬的基本知識(shí)有色金屬是相對(duì)黑色金屬而言的, 在80多種金屬大家庭中除了鐵、錳、鉻以外的金屬都是有色金屬。常用的有色金屬有銅、鋁、鉛、鋅、鎳、錫、鎂、鈦、鎘、銻、鈷、鎢、鉬、釩等。

一、有色金屬的基本知識(shí)有色金屬是相對(duì)黑色金屬而言的, 在80多種金屬大家庭中除了鐵、錳、鉻以外的金屬都是有色金屬。常用的有色金屬有銅、鋁、鉛、鋅、鎳、錫、鎂、鈦、鎘、銻、鈷、鎢、鉬、釩等。

1.銅及其合金

銅的新鮮斷口呈玫瑰色,由于覆蓋一層 氧化物薄膜而變?yōu)榧t褐色,其密度8. 9 g/ cm3,熔點(diǎn)1083 ℃,沸點(diǎn)2580 ℃,導(dǎo)熱率0. 98 cal/(cm.s. ℃),電阻率0.017 241Ωmm2/m,其表面氧化物有CuO和Cu2O。銅與鋅的合金是黃銅,銅與鎳的合金是白銅,銅與其他金屬的合金是青銅。

(1)黃銅

黃銅主要是由銅和鋅組成的合金,其特點(diǎn)是耐磨性能高,強(qiáng)度高,硬度大,耐化學(xué)腐蝕,切削工藝性好。黃銅常發(fā)生季裂(應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂),在氨氣、氨水或硫酸中明顯。黃銅季裂的原因有三,一是點(diǎn)蝕(電化學(xué)腐蝕),二是脫鋅,三是殘余應(yīng)力。

黃銅分類如下:

①加人Zn,只由銅鋅組成,稱普通黃銅,用來(lái)制造銅板、銅管等。

②加人Pb,除了銅鋅,還有鉛,切削加工性能特別好,稱快切黃銅,鑄造性好,流動(dòng)性好。

③加入Sn,除了銅鋅,還有錫,耐腐蝕,用于海洋氣候。

④加人AI,提高強(qiáng)度、硬度,提高大氣中抗腐蝕性,用于制造耐腐蝕零件。

⑤加人si,提高力學(xué)性能、耐腐蝕性和耐磨性,用于制造海船零件及化工機(jī)械零件。

⑥加入Mn,如58- 4(L105),常作釬料,高溫潤(rùn)濕性好。

⑦加入Ni,耐熱、耐腐蝕性好。

⑧加入Fe,耐熱、耐腐蝕性好。

(2)白銅

白銅是指銅鎳合金,呈銀白色。純銅加鎳可以顯著提高強(qiáng)度、耐腐蝕性和硬度,并降低電阻率溫度系數(shù)。與其他銅合金相比,白銅的機(jī)械性能和物理性能都較好,尤其是耐熱和耐腐蝕性能。

白銅分類如下:

①加人Ni,簡(jiǎn)單的鎳白銅。

②加人Zn,除了鎳之外,還含有鋅叫鋅白銅,加工性好,耐腐蝕。

③加入Mn,鎳太貴,以錳代鎳叫錳白銅,有較寬的溫度使用范圍。

④加人Fe,除了鎳之外,還含有鐵叫鐵白銅,鐵白銅的成本低、強(qiáng)度高、抗腐蝕性好,特別是抗流動(dòng)海水腐蝕性能好。

⑤加入AI,除了鎳之外,還含有鋁叫鋁白銅,鋁白銅耐腐蝕,用于造船和電力、化工等工業(yè)部門中各種高強(qiáng)腐蝕件的制造。

(3)青銅

青銅是除銅鋅、銅鎳合金外的所有銅合金的統(tǒng)稱,具有熔點(diǎn)低、硬度大、可塑性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),適用于鑄造各種器具。其分類如下:錫青銅、鋁青銅、鈹青銅、硅青銅、鈦青銅、鋯青銅、鎘青銅、錳青銅和鉻青銅等。

2. 鋁及其合金

(1)鋁的主要特性

①鋁是銀白色的輕金屬,密度約為2. 72 g/cm3,約為純銅的1/3。

②鋁的熱容量和培化潛熱高,純鋁的熔點(diǎn)約為661 ℃.沸點(diǎn)約為2450℃,其氧化物Al2O3,熔點(diǎn)約為2 050 ℃。

③鋁為面心立方結(jié)構(gòu)。

④工業(yè)純鋁塑性板高(Z=80%),很容易承受各種成型工藝,但其強(qiáng)度過(guò)低, 故純鋁只有通過(guò)冷變形強(qiáng)化或合金化來(lái)提高其強(qiáng)度后,才能作結(jié)構(gòu)材料。

⑤鋁線膨脹系數(shù)為23.5x10*/9(100 C以下),其彈性模量為70 GPa。

⑥鋁導(dǎo)電率是銅的60%左右,電阻率是銅的50%,導(dǎo)熱率是銅的70%。常見(jiàn)金屬的導(dǎo)電率從高到低次序?yàn)椋?Ag、 Cu、Au、Al??傊?,鋁的密度小、塑性好、易加工、抗腐蝕性好,且資源豐富,在地殼中含量約占7. 73% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))。

(2)鋁合金的分類

鋁合金可分為鑄造鋁合金、變形鋁合金、不能熱處理強(qiáng)化鋁合金和可熱處理強(qiáng)化鋁合金。鋁合金中常加的元素有Si、Cu、Mg、Zn等。鑄造鋁合金的特點(diǎn):強(qiáng)度低,成本低,材料化學(xué)成分波動(dòng)大,機(jī)械性能差,但流動(dòng)性好。變形鋁合金特點(diǎn):強(qiáng)度高,對(duì)成分要求嚴(yán),機(jī)械性能好。不能熱處理強(qiáng)化鋁合金有AI-Si系、AI-Mn系,可熱處理強(qiáng)化鋁合金有AI-Cu系、AI-Mg系和Al-Zn系。

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