有色金属及其合金.ppt

第4章有色金属及其合金黑色金属:铁、铬、锰及它们的合金。有色金属:除铁、铬、锰以外的83种金属。分为五大类:(1)轻金属——ρ<;密度小,化学活性大,与O、S、C和卤素的化合物都相当稳定。包括铝、镁、铍、锂、钠、钾、钙、锶、钡、钛。(2)重金属——ρ>;包括铜、镍、铅、锌、钴、锡、***、镉、铋。(3)贵金属——在地壳中含量少,开采和提取比较困难,价格比较贵。包括金、银和铂族元素(铂、铱、锇、钌、钯、铑)。特点是:密度大(~),其中铂、铱、锇是金属元素中最重的几种金属;熔点高(916~3000℃);化学性质稳定,能抵抗酸、碱,难于腐蚀(除银和钯外)。(4)稀有金属——在自然界中含量少、分布稀散或难从原料中提取的金属。稀有高熔点金属:熔点高,自1830℃(锆)至3400℃(钨),硬度高,抗腐蚀性强,可与一些非金属元素生成非常硬和非常难熔的稳定化合物,如碳化物、氮化物、硅化物和硼化物。包括钨、钼、钽、铌、锆、铪、钒和铼;稀有分散金属:镓、铟、***、锗;稀土金属:镧系元素以及与镧系元素性质很相近的钪、钇,共17个元素;它们的原子结构相同,理化性质很近似,在矿石中它们总是伴生在一起。化学性质活泼,与硫、氧、氢、氮等有强烈的亲和力。稀有放射性金属:钋、镭、锕、钍、镤和铀6个天然放射性元素及12个人造超铀元素,如钫、钚、锝、镅等。(5)半金属——指硅、硒、碲、***、硼5种元素,其物理化学性质介于金属与非金属之间,故称半金属。有色金属的应用:铝、钛合金:比强度高、比刚度大,在航空、航海等工业应用最广,铝的产量已超过有色金属总产量的1/3。铜:军工和电气设备的基本材料;铅:化工方面制耐酸管道、蓄电池等有广泛应用;锌:镀锌钢材广泛应用于工业和生活方面;镍、钴:是制造高温合金与不锈钢的重要战略物资。贵金属:广泛地应用于电气、电子工业、宇宙航空工业,以及高温仪表和接触剂等。稀有高熔点金属的碳化物、氮化物、硅化物和硼化物:是生产硬质合金的重要材料。锆:由于中子吸收截面小,还是核燃料的包壳材料。稀土金属:在冶炼中有脱硫、脱氧作用,能纯净金属,且能减少、消除钢的枝晶结构和细化晶粒,能使铸铁中石墨球化。(1)物理性能外观:银白色;周期表中的位置:第Ⅲ周期主族,Z=13,化合价为+3价;晶体结构:面心立方,无同素异构转变。熔点:660℃;密度:,约为铁的1/3。导电、导热性:仅次于金、银和铜。(2)化学性能在大气中极易与氧作用在表面生成一层牢固致密的氧化膜,阻止了氧与内部金属基体的作用,所以铝在大气和淡水中具有良好的耐蚀性,但在酸、碱和盐的水溶液中,表面的氧化膜易破坏,使铝很快被腐蚀。(3)力学性能较低的强度、硬度:σb=80~100MPa,HBS=15~25;很高的塑性:δ=30~50%,ψ=70~90%;力学性能与纯度和加工状态有关,纯度愈高,塑性愈好,但强度愈低。具有良好的低温性能,在0~-253℃塑性和冲击韧性不降低。(4)工艺性能易于铸造,易于切削,还具有很好的焊接性能;由于铝的塑性很好,便于进行各种冷、热压力加工,。不同状态的工业纯铝的力学性能力学性能材料的加工状态铸态压力加工退火(软质)未退火(硬质)抗拉强度σb/MPa90~12080~110150~-50~80120~240断后伸长率δ(%)11~2532~404~8断面收缩率ψ(%)-70~9050~60布氏硬度HB24~3215~2540~65抗剪强度σr/MPa4260100弯曲疲劳强度σ-1/MPa-5040(5)牌号我国变形铝的牌号表示方法,GB/T3190-1996较GB/T3190-82有很大的变化。GB3190-1996:采用了国际四位数字体系牌号和四位字符体系牌号两种牌号的命名方法。第一位数字:“1”:纯铝;第二位数字或字母:数字0或字母A,原始纯铝,1~9或B~Y,原始纯铝的改型。最后两位数字:最低铝百分含量中小数点后面的两位。新牌号1A991A971A951A931A901A851A801A80A10701070A1370旧牌号原LG5*原LG4*-原LG3*原LG2*原LG1*---代L1--代L3原LB2*--代L4原L4-1*代L5-1代L5-原L6*(6)用