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...