有色金属概述
有色金属科普
有色金属科普有色金属是指除了铁、钢以外的金属材料，主要包括铜、铝、锌、铅、镍、锡等。
这些金属通常具有良好的导电性、导热性和耐腐蚀性，因此在工业生产和日常生活中得到了广泛应用。
铜是最早被人类发现和使用的金属之一。
由于其良好的导电性和导热性，铜被广泛应用于电力传输和热交换领域。
现代电线、电缆以及各种电气设备中都大量使用了铜制品。
此外，铜还常用于制作管道、合金材料和装饰品等。
铝是一种轻质金属，具有良好的延展性和导热性。
由于其重量轻、强度高和抗腐蚀性好的特点，铝被广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑和包装等领域。
现代飞机、汽车、建筑结构中都大量使用了铝合金材料。
锌是一种常见的有色金属，具有良好的耐腐蚀性。
锌常用于制作镀锌钢板，以增加钢材的耐腐蚀性能。
此外，锌还用于制作合金材料、电池、防腐剂等。
铅是一种重金属，具有良好的可塑性和耐腐蚀性。
铅常用于制作电池、弹丸、防辐射材料等。
然而，由于铅对人体健康的危害，现在对铅的使用已经受到了严格限制。
镍是一种具有良好的耐腐蚀性和高温强度的金属。
镍常用于制作不锈钢、合金材料、电池等。
不锈钢是一种耐腐蚀性能特别好的金属材料，被广泛应用于制作厨具、化工设备、医疗器械等。
锡是一种软质金属，具有较低的熔点和良好的焊接性能。
锡常用于制作焊接材料、包装材料和合金材料等。
在电子工业中，焊接是一项重要的工艺，而锡是最常用的焊接材料之一。
除了以上几种常见的有色金属外，还有一些其他有色金属也具有重要的应用价值。
例如钨、钼、铬等，它们常用于制作高温合金、切削工具、电子元件等。
有色金属在现代工业生产和日常生活中扮演着重要的角色。
不同的有色金属具有不同的特点和应用领域，它们的应用使得人类的生活更加方便和舒适。
随着科技的进步和人们对环境保护的要求，对于有色金属的研究和应用也在不断发展，未来有色金属的应用前景将更加广阔。
有色金属知识
1.3 04年13种主要有色金属进出口情况
2.1.1 ----铜箔
2.1.1 ----铜条
2.1.1 常见有色金属----铜
铜，元素符号Cu，原子量63.54，比重8.92，熔 点1083Co。纯铜呈浅玫瑰色或淡红色。
铜具有许多可贵的物理化学特性，其热导率和 电导率都很高，化学稳定性强，抗张强度大，易熔 接，具抗蚀性、可塑性、延展性。纯铜可拉成很细 的铜丝，制成很薄的铜箔，能与锌、锡、铅、锰、 钴、镍、铝、铁等金属形成合金。
有色金属监管知识培训
课程大纲
1、有色金属概况 2、常见有色金属 3、风险控制 4、材料的保管
1.1 有色金属概况----分类
金属分为黑色金属、有色金属、贵重金属、稀有金属、
稀土金属，以及分散元素金属。 黑色金属包括：铁、锰、铬、钒、钛；有色金属
包括：铜、铅、锌、铝、镍、钨、镁、钴、锡、铋、 钼、汞和锑；贵重金属包括：金、银和铂族金属(铂、 钯、铱、铑、钌、锇)；稀有金属包括：铌、钽、铍、 锂、锆、锶、铷和铯；稀土金属包括：钪、轻稀土 (镧、铈、镨、钕、钜、钐、铕)、重稀土(钆、铽、 镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇)；分散元素金属包括： 锗、镓、铟、铊、铪矿、铼、镉、硒和碲。此外，还 有放射性金属，包括铀、钍等放射性元素。
品名
铝 铜 钼 金 银 镁 稀土 铅 锌 锡 钨 镍 锑
出口
序号 出口额
1 39.695
2
18.546
《有色金属材料》课件
建筑行业领域
在建筑行业领域，有色金属材料如铜 合金、不锈钢和铝制品等被广泛应用 于建筑装饰、屋面和门窗等。这些有 色金属材料具有美观、耐久和易于维 护的特点，能够提高建筑物的品质和 价值。
VS
例如，铜合金在建筑装饰中具有高贵 典雅的外观和耐腐蚀的特点，常用于 制造门把手、窗框和楼梯扶手等部件 。不锈钢具有高强度和良好的耐腐蚀 性能，常用于制造建筑结构件和栏杆 等。铝制品轻便美观，具有良好的加 工性能和耐候性能，常用于制造门窗 和幕墙等。
通过测量金属材料的重量和体积，计算其密度，以评 估其质量。
热膨胀系数测试
在加热或冷却过程中，测量金属材料的长度变化，以 评估其热稳定性。
电导率测试
测量金属材料在单位温度和单位长度下的电阻值，以 评估其导电性能。
化学性能测试
耐腐蚀性测试
01
通过暴露金属材料在不同的环境条件下，观察其表面腐蚀程度
，以评估其耐腐蚀性能。
高端装备制造领域
有色金属材料在高端装备制造领域的应用不断拓展，如航空航天、高 速铁路等。
现了铁和钢。
近代
随着工业革命的兴起，铝、铜、 镍等有色金属材料得到了广泛应
用。
现代
随着科技的不断进步，有色金属 材料的应用领域不断扩大，如钛 合金、镁合金等新型有色金属材 料在航空航天、汽车等领域得到
了广泛应用。
PART 02
有色金属材料的生产工艺
冶炼工艺
01
02
03
熔炼
将矿石、废金属和添加剂 在高温下熔化成液态，通 过化学反应去除杂质，形 成纯净的有色金属溶液。
抗氧化性测试
02
在高温条件下，观察金属材料表面氧化程度，以评估其抗氧化
性能。
有色金属介绍
铜基本知识介绍1、自然属性铜是人类最早发现的古老金属之一，早在三千多年前人类就开始使用铜。
金属铜，元素符号Cu，原子量63.54，比重8.92,熔点1083oC。
纯铜呈浅玫瑰色或淡红色,表面形成氧化铜膜后,外观呈紫铜色。
铜具有许多可贵的物理化学特性，例如其热导率和电导率都很高，化学稳定性强，抗张强度大，易熔接，具抗蚀性、可塑性、延展性。
纯铜可拉成很细的铜丝，制成很薄的铜箔。
能与锌、锡、铅、锰、钴、镍、铝、铁等金属形成合金。
铜冶炼技术的发展经历了漫长的过程，但至今铜的冶炼仍以火法冶炼为主，其产量约占世界铜总产量的85%。
1)火法冶炼一般是先将含铜百分之几或千分之几的原矿石，通过选矿提高到20－30％，作为铜精矿，在密闭鼓风炉、反射炉、电炉或闪速炉进行造锍熔炼，产出的熔锍(冰铜)接着送入转炉进行吹炼成粗铜，再在另一种反射炉内经过氧化精炼脱杂，或铸成阳极板进行电解，获得品位高达99.9％的电解铜。
该流程简短、适应性强，铜的回收率可达95％，但因矿石中的硫在造锍和吹炼两阶段作为二氧化硫废气排出，不易回收，易造成污染。
近年来出现如白银法、诺兰达法等熔池熔炼以及日本的三菱法等、火法冶炼逐渐向连续化、自动化发展。
2)现代湿法冶炼有硫酸化焙烧－浸出－电积，浸出－萃取－电积，细菌浸出等法，适于低品位复杂矿、氧化铜矿、含铜废矿石的堆浸、槽浸选用或就地浸出。
2、铜及铜产品分类①、按自然界中存在形态分类自然铜------铜含量在99％以上，但储量极少;氧化铜矿-----为数也不多硫化铜矿-----含铜量极低，一般在2--3%左右，世界上80%以上的铜是从硫化铜矿精炼出来的。
②、按生产过程分类铜精矿----冶炼之前选出的含铜量较高的矿石。
粗铜------铜精矿冶炼后的产品，含铜量在95－98％。
纯铜------火炼或电解之后含量达99％以上的铜。
火炼可得99－99.9％的纯铜，电解可以使铜的纯度达到99.95-99.99％。
有色金属简介介绍
06
有色金属的未来发展与挑战
新兴领域的应用拓展
新能源领域
随着新能源产业的发展，如电动汽车、太阳 能和风能等，对有色金属如锂、钴、镍等的 需求将会大幅增加。
医疗领域
有色金属如钛、锆等在医疗领域的应用不断扩大， 如医疗器械、人工关节、牙科种植体等。
智能制造
有色金属如铜、铝、锌等在智能制造领域的 应用也将逐渐增加，如工业机器人、智能家 居等。
有色金属简介介绍
汇报人：
日期:
目录
• 有色金属概述 • 有色金属的特性与用途 • 有色金属的生产与消费 • 有色金属市场分析 • 有色金属的冶炼与回收 • 有色金属的未来发展与挑战
01
有色金属概述
定义与分类
定义
有色金属是指除铁、锰、铬等黑色金属外，其他所有金 属的总称。它们具有良好的导电、导热、延展、耐腐蚀 等特性，被广泛应用于工业、科技、生活等各个领域。
技术进步带来的影响
随着科技的不断进步，新的冶炼技术和生产工艺将不断涌现，这将提高 有色金属的生产效率并降低成本，从而对市场价格产生影响。
05
有色金属的冶炼与回收
有色金属的冶炼工艺
火法冶炼
利用高温还原剂将矿石中的有色 金属还原出来，主要包括焙烧、
熔炼、电解等环节。
湿法冶炼
利用化学溶剂将矿石中的有色金属 溶解出来，再进行提取和纯化，主 要包括浸出、萃取、电解等环节。
03 新材料研发
近年来，随着科技的不断进步，新型的有色金属 材料不断涌现，如高强度铝合金、超导钛合金等 ，为各行业的发展提供了新的可能性。
02
有色金属的特性与用途
铝及其用途
铝的密度低，仅次于镁和锂，是 常见的金属中密度最低的金属之 一。
有色金属行业基础知识(更新)
有色金属行业基础知识1.概述1.1 有色金属的分类有色金属是指铁、铬、锰三种金属以外所有的金属，包括：铜、铝、铅、锌、镍等常用金属；钨、钼、锡、锑等稀有金属；金、银等贵金属；铈、镧等稀土金属，以及硅、硒等半金属，共计64种元素。
国际上的研究机构大多数都将有色金属分为基本金属（Basemetals）、贵金属(Preciousmetals)、小金属(Minormetals)、稀土金属（rare earth metal）和半金属（semimetal）。
基本金属包括铜、铝、铅、锌、锡、镍六种金属；贵金属包括金、银、铂、钯、钌、铑、锇、铱；小金属主要包括钨、钼、锑、钛、镁等；稀土金属包括包括镧系元素及性质相近的钪和钇，共17种元素。
1.2 有色金属的生产过程有色金属的生产，包括地质勘探、采矿、选矿、冶炼和加工等过程。
地质勘探：“地质勘探”即是通过各种手段、方法对地质进行勘查、探测，需找、发现有工业意义的有色金属矿床，并查明矿产的质和量，以及开采利用的技术条件，提供矿山建设设计所需要的矿产储量和地质资料。
采矿：采矿是自地壳内或地表选择性地采集和搬运矿石的过程。
绝大部分矿床用普通机械化方法开采。
机械化开采又分为露天开采（包括矿石和砂矿）和地下开采两大类。
露天开采将矿体上覆的岩层剥离，然后自上而下顺次开采矿体。
露天矿敞露地表，可以使用大型采矿机械，作业较安全，矿石损失少，贫化率低，生产能力大，采矿成本低，大型贫铁矿床和建筑材料矿床多用此法。
当矿体赋存深度大，矿体厚度小,剥离工作量很大,其经济效益低于地下开采或需要保护地表和景观时，则用地下开采方法。
赋存条件复杂，工业储量较小的有色和稀有金属矿床多用此法。
采矿的主要生产过程包括：①采准：在已经开拓完毕的矿床里，按开采方法的要求掘进采准巷道，将阶段划分成矿块作为独立的回采单元。
②回采：将矿石崩落破碎,装入运输容器。
地下回采包括落矿、出矿作业；露天回采包括穿孔、爆破和采装作业。
有色金属种类
有色金属种类定义：狭义的有色金属又称非铁金属，是铁、锰、铬以外的所有金属的统称。
广义的有色金属还包括有色合金。
有色合金是以一种有色金属为基体（通常大于50%），加入一种或几种其他元素而构成的合金。
种类特性：有色金属是指铁、铬、锰三种金属以外所有的金属。
中国在1958年，将铁、铬、锰列入黑色金属；并将铁、铬、锰以外的64种金属列入有色金属。
这64种有色金属包括：铝、镁、钾、钠、钙、锶、钡、铜、铅、锌、锡、钴、镍、锑、汞、镉、铋、金、银、铂、钌、铑、钯、锇、铱、铍、锂、铷、铯、钛、锆、铪、钒、铌、钽、钨、钼、镓、铟、铊、锗、铼、镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇、硅、硼、硒、碲、砷、钍。
在历史上，生产工具所用的材料不断改进，它与人类社会发展的关系十分密切。
因此历史学家曾用器物的材质来标志历史时期，如石器时代、青铜器时代、铁器时代等。
到17世纪末被人类明确认识和应用的有色金属共8种。
中华民族在这些有色金属的发现和生产方面有过重大的贡献（见冶金史）。
进入18世纪后，科学技术的迅速发展，促进了许多新的有色金属元素的发现。
上述的64种有色金属除在17世纪前已被认识应用的8种外，在18世纪共发现13种。
19世纪发现39种,进入20世纪,又发现4种。
有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，电阻比纯金属大、电阻温度系数小，具有良好的综合机械性能。
常用的有色合金有铝合金、铜合金、镁合金、镍合金、锡合金、钽合金、钛合金、锌合金、钼合金、锆合金等。
用途：A:有色金属中的铜是人类最早使用的金属材料之一。
现代，有色金属及其合金已成为机械制造业、建筑业、电子工业、航空航天、核能利用等领域不可缺少的结构材料和功能材料。
B:实际应用中，通常将有色金属分为5类：1.轻金属。
密度小于4500千克/立方米，如铝、镁、钾、钠、钙、锶、钡等。
2.重金属。
密度大于4500千克/米3，如铜、镍、钴、铅、锌、锡、锑、铋、镉、汞等。
有色金属行业
有色金属行业有色金属行业是指以非铁类金属为主要原料的一类重要工业部门。
有色金属包括铜、铝、铅、锌、镍等。
有色金属行业在现代工业中占据着重要的地位。
它是建筑、交通、电子、军工等多个行业的重要原材料供应商。
有色金属具有导电、导热、韧性等优良特性，广泛应用于电线电缆、汽车制造、建筑材料、航空航天等领域。
首先，有色金属行业对于国家经济的发展起着关键作用。
铝、铜、锌等金属是现代工业的重要材料，用途广泛。
以铝为例，它具有轻质、强度高、耐腐蚀等优点，广泛应用于汽车、航空航天、包装等领域。
而铜则被广泛用于电力、电子、通信等领域。
有色金属行业的发展对于国家经济的增长和产业结构的升级有着重要的推动作用。
其次，有色金属行业对于环境保护也起着重要作用。
有色金属行业对污染物的排放有着严格的限制要求，要求企业在生产过程中减少废气、废水和废固体的排放，并进行有效处理。
同时，有色金属行业在循环经济方面也做出了积极贡献。
例如，废旧铝材、旧电线等可以进行再利用，减少对自然资源的依赖。
另外，有色金属行业也面临一些挑战。
首先，国际市场竞争激烈。
全球范围内有色金属产能过剩，市场竞争非常激烈。
一些发达国家的企业拥有先进的生产技术和设备，使得他们在市场上具有竞争优势。
其次，资源环境压力加大。
有色金属的开采和生产对环境有一定的负面影响，特别是对水资源的消耗和污染会给周边环境带来很大压力。
此外，一些有色金属矿产资源储量有限，需要进一步探索和开发新的资源。
为了应对这些挑战，有色金属行业需要加强技术创新。
提高生产效率，降低成本是有色金属企业的重要任务。
通过引进先进的生产设备和技术，提高生产效率和产品质量，同时减少资源消耗和环境污染。
同时，有色金属企业也应加强研发投入，不断提升自主创新能力，开发新的材料和产品，增加自身竞争力。
总之，有色金属行业在国家经济发展和环境保护方面起着重要作用。
面对挑战，有色金属企业需要加强自身实力，通过技术创新和资源整合，提高竞争力并实现可持续发展。
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第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 铝及铝合金 铜及铜合金 钛及钛合金 轴承合金 镁及镁合金 粉末冶金材料
工业生产中，通常把钢铁材料称为黑色金属 （ferrous metal），而把其它的金属材料称为有
色金属（nonferrous metal）。
有色金属的产量和用量不如黑色金属多，但由
压气机叶片
Al-Cu-Mg-Fe-Ni系耐热锻铝合金：常用牌号有LD7
(2A70)、LD8(2A80)、LD9(2A90)等 。用于制造
150 ~225℃下工作的零件，如压气机叶片、超音 速飞机蒙皮等。
2、铸造铝合金
牌号表示：ZAl＋主要合金元素符号和平均百分含量 注：若平均含量小于1％，一般不标数字。
过渡相θ'
平衡相θ
时效机理：过饱和固溶体中形成溶质原子偏聚区
和由之脱溶出微粒弥散分布——沉淀硬化。 时效强化条件：固溶体有一定溶解度，且随T↓， 溶解度↓↓。 过饱和程度越大，时效温度越高，时效进行得越 强烈。
自然时效：在室温下进 行的时效，以GP区强 化为主； 人工时效：在加热条件 下进行的时效，以过渡 沉淀相强化为主。
加热固溶
时效析出
固溶处理：指将合金加热
到固溶线以上，保温并 淬火后获得过饱和的单 相固溶体组织的处理。
淬火过饱和
时效：指将过饱和的固溶体加热到固溶线以下某温度
保温，以析出弥散强化相的热处理。
时效过程中的组织变化
以Al-Cu合金为例：
GPⅠ区 GPⅡ区（过
渡相θ″） 溶质原子（Cu）富集区， 可以是片状、针状或球状 溶质原子继续富集，且GP区 有序化→弹性畸变更严重 与CuAl2化学成分相当，与 母相共格关系开始破坏 θ '相长大到一定尺寸时与 母相完全脱离（非共格）
GB 3190-82中的旧牌号表示方法为:
防锈铝合金：LF+序号
硬铝合金： 锻铝合金： LY +序号
可热处理的铝合金
不可热处理的铝合金
超硬铝合金：LC +序号
LD +序号
（1）防锈铝合金 Al-Mn系（3×××）
Al-Mg系 （5×××）
Mn和Mg主要作用是提高抗蚀能力和塑性，并起固溶 强化作用。
耐大气腐蚀性好，但不抗盐碱。
强、硬度低，塑性好，易于加工成形 。
牌号：1×××（变形纯铝）
如1A97、1070（纯度分别为99.97%、99.70% 的纯铝）。
Z +铝元素符号+ 纯度百分含量数字（铸造纯铝） 如 ZAl99.5。
注意：
1）纯铝铸造性能差，易产生热裂等铸造缺陷 （因收缩率较大）； 2）工业纯铝常含铁、硅等杂质，↓塑性、导电 性和导热性，↓化学稳定性。
应用：主要用于工作温度较
低、受力较大的结构件, 如
飞机大梁、起落架、螺旋
桨叶片等。
飞 机 前 起 落 架
常用合金有 LC4 (7A04 )、
LC9 (7A09 )、7075等。
（4）锻铝合金 Al-Cu-Mg-Si系普通锻铝：
可锻性好，力学性能高，
用于形状复杂的锻件和模
锻件，如喷气发动机压气
机叶轮、导风轮等。
有色金属强化方式：
★ ★ ★ 固溶强化 较弱
加工硬化、细晶强化 沉淀强化（时效强化） 很强
如Al-Cu，Al-Cu-Mg，Al-Mg-Si（形成CuAl2、 Mg2Si、Al2CuMg等强化相）
第一节 铝及铝合金
一、纯铝
纯铝: 银白色金属光泽，fcc，无同素异构转变，无磁性。
密度小，熔点低(660.4℃), 导电、导热性能优良。
用途：配制铝合金，制作电线、电缆和日用器具等
（纯铝力学性能低，铸造性能差）
电线
纯铝笔记本散热垫
二、铝合金及时效强化
铝合金: 既具有高强度又保持纯铝的优良特性 。
主加元素：Cu、Mn、Si、Mg、Zn、Li等 辅加元素：Cr、Ni、Ti、Zr 、RE等。
折叠梯
可热处理强化铝合金的热
处理方法：
固溶处理 + 时效
未变质处理 经变质处理
加入其他合金元素的铝硅铸造合金称复杂(或特殊)
⑴ Al-Si系铸造铝合金
如ZL102(ZAlSi12)是含12%Si的铝硅二元合金， 称为简单硅铝明。源自11.7%577℃
ZL102组织和性能：（粗针硅晶体+固溶体）共晶，
强度和塑性都较差。 生产上通常用钠盐变质剂进行变质处理，得到细小 均匀的共晶体+初生组织，以提高性能。
ZL102的铸态组织
特点：锻造退火后组织为单相固溶体，抗蚀性、焊接
性能好，易于变形加工，但切削性能差。
不能进行热处理强化，常利用加工硬化提高其强度。
应用：制作要求抗腐蚀而受力不大的零部件，如
管道、油箱、液体容器、铆钉、防绣蒙皮。
如 LF21（ 3A21 ）， LF5（ 5A05 ）
卫星天线 （LF2）
（2）硬铝合金
于其具有许多优良的特性，如特殊的电、磁、热
性能，耐蚀性能及高的比强度(强度与密度之比)
等，已成为现代工业中不可缺少的金属材料.
空客 A350
复合材料用量 37% 铝锂合金用量23%
钛合金用量9% 钢用量14% 其它用量6%
铝合金用量11%
A380已正式选用铝锂合金制造地板梁，用作机身蒙皮和下翼面 的桁条。
等。
常用硬铝合金如LY11 (2A11)、 LY12 (2A12)等。
飞机翼梁(腹板 为硬铝合金)
（3）超硬铝合金
属Al-Zn-Mg-Cu系合金，含少量Cr和Mn。
强化相： θ、S、η（MgZn2）、T（Al2Mg3Zn3）
时效强化效果超过硬铝合金。
特点：热态塑性好，经淬火和120℃左右的人工
时效后可获得最高强度；但耐蚀性很差。
过时效
含4%Cu铝合金的时效曲线
时效时间/d
三、铝合金相图及分类
铝合金一般具有有限固溶型共晶相图。
可分为：
铸造铝合金 变形铝合金
铝合金分类示意图
1、变形铝合金 变形铝及铝合金牌号表示方法：
第一位数字表示铝及其合金的组别，用1、2、 3，……9依次表示纯铝以及以铜、锰、硅、镁、镁 +硅、锌、其他合金元素为主要合金元素的铝合金 及备用组
主要是Al-Cu-Mg系合金，并含少量Mn。
Cu 、Mg 形成强化相θ（CuAl2）和S（Al2CuMg） Mn （主要）改善合金的抗蚀性，（还有）固溶强 化，不参与时效过程
特点：强度、硬度高，加工性能好，但焊接
性和耐蚀性差。
如何提高 耐蚀性？
应用：中等强度冲压件、模锻件和铆接件，
如螺旋桨、梁、铆钉、飞机蒙皮、壁板