金属通常可分为黑色金属和有色金属两大类。钢、 铸铁、铬、锰属于黑色金属,除此之外的一切金属,如Al、Mg、Cu、Zn、Sn、Pn等金属及其合金统称为有色金属或非铁金属。有色金属种类繁多,根据相对密度及金属元素在地壳中的含量,可大致归纳为以下四大类。

(1)有色轻金属    相对密度小于3.5的有色金属称为有色轻金属或轻金属,如Al、Mg、K、Na、Ca、Ba等。

(2)有色重金属     相对密度大于3.5的有色金属称为有色重金属,如Cu、Pb、 Zn、Ni、Co、Sn、Hg等。

(3)贵金属     相对密度大于10的、在地壳中含量极少,且有极强抗氧化性、耐蚀性的有色金属,如Au、Ag、Pt(铂)族金属统称贵金属。

(4)稀有金属     一般是指那些在地壳中含量少、分布稀散、冶炼方法较复杂或研制使用较晚的一大类有色金属。根据其物理化学性质、原矿的共生关系、生产流程等又分为五类:即稀有轻金属(Li、Be、Rb、Cs等);稀有难熔金属 (Ti、V、Nb、 W、 Mo、等);稀土金属(La、Ce、Pr、等17个元素);稀散金属(本身不形成独立矿物,以微量或少量存在于其他元素的矿物中,如硒Se、碲Te、锗Ge、镓Ga、铟In等)和稀有放射性金属(包括天然放射性元素,如钋Po、镭Ra、钍Th、铀U等)。

许多有色金属都具有钢铁等黑色金属不可替代的特殊性能,它不仅是生产各种有色金属合金、耐热、耐蚀、耐磨等特殊钢以及合金结构钢所必需的合金元素, 而且是现代工业,尤其是航空、航天、航海、汽车、石化、电力、核能以及计算机等工业部门赖以发展的重要战略物资和工程材料。

铝及铝合金与其他金属材料相比,具有以下一些特点。

(1) 密度小、比强度高

纯铝的密度为2.7g/cm3,仅为铁的1/3。 铝合金的密度与纯铝相近。强化后的铝合金强度与低合金高强钢的强度相近,且其比强度比一般高强钢高得多。

(2)有优良的物理、化学性能

铝的导电性好,仅次于银、铜和金,在室温时的电导率约为铜的64%。

铝及铝合金有相当好的抗大气腐蚀能力,铝及铝合金磁化率极低,接近于非铁磁性材料。

(3)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可通过热处理获得很高的强度。铸铝铝合金的铸造性能极好。

(4) 耐蚀性好

铝的表面易自然生成一层致密牢固的Al2O3保护膜,能很好地保护基体不受腐蚀。通过人工阳极氧化和着色,可获得具有良好铸造性能的铸造铝合金或加工塑性好的变形铝合金。

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。



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有色金属材料概述
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