洛阳亨盛铜加工有限公司

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有色金属的基本知识

[ 时间:2021-04-13 点击:107 ]

 有色金属是相对黑色金属而言的, 在80多种金属大家庭中除了铁、锰、铬以外的金属都是有色金属。常用的有色金属有铜、铝、铅、锌、镍、锡、镁、钛、镉、锑、钴、钨、钼、钒等。

1.铜及其合金
铜的新鲜断口呈玫瑰色,由于覆盖一层 氧化物薄膜而变为红褐色,其密度8. 9 g/ cm3,熔点1083 ℃,沸点2580 ℃,导热率0. 98 cal/(cm.s. ℃),电阻率0.017 241Ωmm2/m,其表面氧化物有CuO和Cu2O。铜与锌的合金是黄铜,铜与镍的合金是白铜,铜与其他金属的合金是青铜。
(1)黄铜
黄铜主要是由铜和锌组成的合金,其特点是耐磨性能高,强度高,硬度大,耐化学腐蚀,切削工艺性好。黄铜常发生季裂(应力腐蚀开裂),在氨气、氨水或硫酸中明显。黄铜季裂的原因有三,一是点蚀(电化学腐蚀),二是脱锌,三是残余应力。
黄铜分类如下:
①加人Zn,只由铜锌组成,称普通黄铜,用来制造铜板、铜管等。
②加人Pb,除了铜锌,还有铅,切削加工性能特别好,称快切黄铜,铸造性好,流动性好。
③加入Sn,除了铜锌,还有锡,耐腐蚀,用于海洋气候。
④加人AI,提高强度、硬度,提高大气中抗腐蚀性,用于制造耐腐蚀零件。
⑤加人si,提高力学性能、耐腐蚀性和耐磨性,用于制造海船零件及化工机械零件。
⑥加入Mn,如58- 4(L105),常作钎料,高温润湿性好。
⑦加入Ni,耐热、耐腐蚀性好。
⑧加入Fe,耐热、耐腐蚀性好。
(2)白铜
白铜是指铜镍合金,呈银白色。纯铜加镍可以显着提高强度、耐腐蚀性和硬度,并降低电阻率温度系数。与其他铜合金相比,白铜的机械性能和物理性能都较好,尤其是耐热和耐腐蚀性能。
白铜分类如下:
①加人Ni,简单的镍白铜。
②加人Zn,除了镍之外,还含有锌叫锌白铜,加工性好,耐腐蚀。
③加入Mn,镍太贵,以锰代镍叫锰白铜,有较宽的温度使用范围。
④加人Fe,除了镍之外,还含有铁叫铁白铜,铁白铜的成本低、强度高、抗腐蚀性好,特别是抗流动海水腐蚀性能好。
⑤加入AI,除了镍之外,还含有铝叫铝白铜,铝白铜耐腐蚀,用于造船和电力、化工等工业部门中各种高强腐蚀件的制造。
(3)青铜
青铜是除铜锌、铜镍合金外的所有铜合金的统称,具有熔点低、硬度大、可塑性强的优点,适用于铸造各种器具。其分类如下:锡青铜、铝青铜、铍青铜、硅青铜、钛青铜、锆青铜、镉青铜、锰青铜和铬青铜等。
2. 铝及其合金
(1)铝的主要特性
①铝是银白色的轻金属,密度约为2. 72 g/cm3,约为纯铜的1/3。
②铝的热容量和培化潜热高,纯铝的熔点约为661 ℃.沸点约为2450℃,其氧化物Al2O3,熔点约为2 050 ℃。
③铝为面心立方结构。
④工业纯铝塑性板高(Z=80%),很容易承受各种成型工艺,但其强度过低, 故纯铝只有通过冷变形强化或合金化来提高其强度后,才能作结构材料。
⑤铝线膨胀系数为23.5x10*/9(100 C以下),其弹性模量为70 GPa。
⑥铝导电率是铜的60%左右,电阻率是铜的50%,导热率是铜的70%。常见金属的导电率从高到低次序为: Ag、 Cu、Au、Al。总之,铝的密度小、塑性好、易加工、抗腐蚀性好,且资源丰富,在地壳中含量约占7. 73% (质量分数)。
(2)铝合金的分类
铝合金可分为铸造铝合金、变形铝合金、不能热处理强化铝合金和可热处理强化铝合金。铝合金中常加的元素有Si、Cu、Mg、Zn等。铸造铝合金的特点:强度低,成本低,材料化学成分波动大,机械性能差,但流动性好。变形铝合金特点:强度高,对成分要求严,机械性能好。不能热处理强化铝合金有AI-Si系、AI-Mn系,可热处理强化铝合金有AI-Cu系、AI-Mg系和Al-Zn系。