有色金属及其合金

9 6 第六章 有色金属及其合金 我们通常把铁基合金（钢铁）称为黑色金属，铁基合金以外的金属称为有色金属。有色金属及其合金具有钢铁材料所没有的许多特殊的机械、物理和化学性能，是现代工业中不可缺少的金属材料。它们的种类很多，本章仅简单介绍较常用的几种，如铝、铜等。 6.1 铝及其合金 铝及铝合金有下列特性： ⑴比重小、比强度高 纯铝的比重只有3/ cmg2.72，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钢高得多。⑵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。⑶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。 6.1.1 纯铝 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。 ⑴高纯铝 纯度为 99.93～99.99％，牌号有 01L、 02L、 03L、 04L等四种，编号越大，纯度越高。高纯铝主要用于科学研究及制作电容器等。 ⑵工业高纯铝 纯度为 98.85～99.9％，牌号有 0L 、 00L等，用于制作铝箔、包铝及冶炼铝合金的原料。 ⑶工业纯铝 纯度为 98.0～99.0％，牌号有 1L 、 2L 、 3L 、 4L 、 5L 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。 工业纯铝的抗拉强度和硬度很低，分别（铸态）为 90～120MPa ,24～32HBS ,不能作为结构材料使用。但其塑性极高，延伸率 （退火）为 32～40％ ，断面收缩率 （退火）为70～90％。能通过各种压力加工制成型材。 6.1.2 铝合金 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...