8.1第八章+有色金属及其合金-钛合金
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考点一、金属材料(一)、纯金属材料:纯金属(90多种)纯金属:有色金属:通常是指除黑色金属以外的其他金属。
黑色金属:通常指铁、锰、铬及它们的合金。
有色金属:重金属:如铜、锌、铅等轻金属:如钠、镁、铝等(二)、合金(几千种):由一种金属跟其他一种或几种金属(或金属与非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质。
1.金属材料包括纯金属和合金两类。
金属属于金属材料,但金属材料不一定是纯金属,也可能是合金。
2.合金可能是金属与金属组成,也可能是金属与非金属组成。
金属材料中使用比较广泛的是合金。
合金的优点:(1)熔点高、密度小;(2)可塑性好、易于加工、机械性能好;(3)抗腐蚀性能好;下面是黄铜和铜片,焊锡和锡,铝合金和铝线的有关性质比较:钛和钛合金:被认为是21世纪的重要金属材料,钛合金与人体有很好的“相容性”,因此可用来制造人造骨等。
钛合金的优点:①熔点高、密度小;②可塑性好、易于加工、机械性能好;③抗腐蚀性能好钛镍合金具有“记忆”能力,可记住某个特定温度下的形状,只要复回这个温度,就会恢复到这个温度下的形状,又被称为“记忆金属”。
此外,钛还可制取超导材料,美国生产的超导材料中的90%是用钛铌合金制造的。
3.注意:(1)合金是金属与金属或金属与非金属的混合物。
(2)合金的很多性能与组成它们的纯金属不同,使合金更容易适于不同的用途。
(3)日常使用的金属材料,大多数为合金。
(4)金属在熔合了其它金属和非金属后,不仅组成上发生了变化,其内部组成结构也发生了改变,从而引起性质的变化。
(5)合金的形成条件:其中任一金属的熔点不能高于另一金属的沸点(当两种金属形成合金时)。
(6)青铜是人类历史上使用最早的合金;生铁和钢是人类利用最广泛的合金.(7)合金都属于混合物。
考点2金属的物理性质(1)常温下一般为固态(汞为液态),有金属光泽。
(2)大多数呈银白色(铜为紫红色,金为黄色)(3)有良好的导热性、导电性、延展性(4)密度和硬度较大,熔沸点较高。
有色金属及其合金金属一般分为两大类:一类为黑色金属,包括铁、铬、锰;另一类为有色金属,包括除铁、铬、锰以外的所有金属。
但习惯上,人们常常把除铁和钢以外的金属及其合金称作为有色金属。
有色金属具有许多优良的性能,如密度小、比强度大、比模量高、耐热、耐腐蚀以及良好的导电性和导热性。
同时许多有色金属又是制造各种优质合金钢和耐热钢所必需的合金元素,因此有色金属在金属材料中占有重要韵地位,是现代航天、航空、原子能、计算机、电子、汽车、船舶、石油化工等工业必不可少的材料。
例如,铝、镁、钛等金属及其合金,以密度小、比强度与比模量高的特性而在运载火箭、卫星、飞机、汽车、船舶上获得广泛应用,是制造其中许多结构件和零、部件的主要材料;再如,银、铜、铝等有色金属,导电性和导热性优良,是电力、电器工业和仪表工业不可缺少的材料;又如,铜和钛具有良好的抗蚀性,是石油化工和航海工业所必需的优良耐蚀材料。
本章主要介绍目前工程上应用广泛的铝、镁、铜、钛及其合金和镍基合金,重点讨论这些材料的合金化和热处理原理,以及典型金属和合金的成分、组织、性能及相互关系、工艺特性与实际应用,并简单介绍这些有色金属材料的新近发展。
1. 铝及铝合金铝是地壳中蕴藏量最多的金属元素,其总储量约占地壳重量的7.45%。
铝及铝合金的产量在金属材料中仅次于钢铁材料而居第二位。
1.1.纯铝1.1.1. 纯铝性能和优点:(1) 铝很轻,它的比重为2.7。
铝经常作为各种轻质结构材料。
(2) 导电性和导热性较好,仅次于银、铜和金,居第四位。
(3) 塑性好(Ψ=80%)可通过冷或热的压力加工制成各种型材;如丝、线、箔,片、棒等这种特性与锅具有面心立方品格结构有关。
(4) 抗大气腐蚀性能好,因为在铝的麦面能生成一层极致密的氧化铝薄膜,隔绝铝和氧的接触,而阻止铝表面的进一步氧化。
(5) 强度很低,45MPa,冷变形加工硬化后强度可提高到100Mpa。
1.1.2. 纯铝编号L+顺序号组成。