常用贵金属弹性合金材料及其性能
弹性金属材料
弹性金属材料弹性金属材料是一类具有特殊弹性和塑性行为的金属材料，它们在受力后能够恢复原状，具有很好的形变能力和回弹性。
弹性金属材料在工程领域有着广泛的应用，比如弹簧、减震器、压力传感器等。
本文将对弹性金属材料的特性、应用和发展进行介绍。
首先，弹性金属材料的特性主要包括两个方面，即弹性和塑性。
弹性是指材料在受力后能够恢复原状的能力，而塑性是指材料在受力后能够发生形变而不会破坏。
这两种特性使得弹性金属材料具有很好的形变能力和回弹性，能够在受力后保持原有的形状和性能。
其次，弹性金属材料在工程领域有着广泛的应用。
其中，弹簧是最常见的应用之一。
弹簧作为一种储能元件，能够在受力后发生形变，然后在去除外力后恢复原状，因此被广泛应用于机械、汽车、航空航天等领域。
此外，弹性金属材料还被用于制造减震器，能够有效地减少机械设备在运动过程中的震动和冲击，保护设备和工件不受损坏。
另外，弹性金属材料还被应用于压力传感器，能够将外界的压力变化转化为电信号，用于测量和控制各种压力系统。
最后，随着科学技术的不断发展，弹性金属材料也在不断创新和发展。
传统的弹性金属材料主要包括弹簧钢、不锈钢等，它们具有良好的弹性和塑性，但在一些特殊环境下的应用受到了限制。
因此，近年来，一些新型的弹性金属材料如形状记忆合金、弹性陶瓷等也开始得到广泛关注。
这些新型材料具有更好的弹性和塑性，能够适应更加复杂和苛刻的工程环境，有着广阔的应用前景。
综上所述，弹性金属材料具有特殊的弹性和塑性行为，能够在受力后恢复原状，具有很好的形变能力和回弹性。
它们在工程领域有着广泛的应用，如弹簧、减震器、压力传感器等，并且随着科学技术的不断发展，新型的弹性金属材料也在不断创新和发展，有着广阔的应用前景。
弹性金属材料的发展将为工程领域带来更多的可能性，为人们的生活和生产带来更多的便利和效益。
常用材料弹性模量
常用材料弹性模量
弹性模量是描述材料弹性性质的一个重要参数，它是材料在受力后产
生的形变与所受应力之间的关系。
常见材料的弹性模量在不同的情况下可
能具有不同的数值。
以下是一些常见材料的弹性模量及其应用领域：
1.钢铁：钢的弹性模量通常在200GPa到210GPa之间。
钢是一种常用
的结构材料，广泛应用于建筑结构、桥梁、汽车、船舶等领域。
2.铝合金：铝合金的弹性模量约为70GPa到80GPa。
铝合金具有较高
的强度和良好的耐腐蚀性，被广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。
3.铜：铜的弹性模量约为110GPa到130GPa。
铜具有良好的导电性和
导热性，在电子、电气工程、通讯等领域得到广泛应用。
4.玻璃：玻璃的弹性模量约为50GPa到85GPa。
玻璃具有透明、均匀、抗腐蚀等特点，广泛用于建筑、家居、光学仪器等领域。
5.橡胶：橡胶的弹性模量较低，约为0.1GPa到1GPa。
橡胶具有较好
的弹性和耐磨性，被广泛用于汽车轮胎、密封件、震动减缓装置等领域。
6.混凝土：混凝土的弹性模量约为20GPa到40GPa。
混凝土具有较好
的抗压强度和装饰性能，被广泛应用于建筑、基础设施等领域。
总结起来，不同材料的弹性模量存在很大差异，这取决于材料的组成、结构和制备工艺等因素。
了解不同材料的弹性模量对于正确选择和设计材
料在工程中的应用至关重要。
钽铌及其合金基本介绍资料
工业生产钽粉的方法
传统：(1)氟钽酸钾钠热还原法；(2)氧化钽碳热还原法
缺点：生产成本高、周期长、效率低、能耗大、污染环境且难以连 续化生产，造成钽及钽合金的价格过高。
传统金属热还原法的FFC 剑桥工艺
缺点：以CaCl2 为熔盐电解质，CaCl2 吸水性强，需在300 ℃左右保 持干燥，实验麻烦；CaCl2 在高温下挥发严重，长时间电解，需持续 添加CaCl2 熔盐，工作效率低，使得整个熔盐体系始终处于不稳定的 动态过程；电解电压不能过高，通常为2.7~3.2 V，同时伴有副反应 发生，降低电流密度和电流效率；以石墨棒为阳极，容易烧损，产 生石墨微粒，可能导致阴阳极之间出现部分电子导电。
第3讲 钽铌及其合金
钽的基本属性
“金属王国”中的后起之秀 钽于1802 年由瑞典化学家爱开堡发现, 1903 年鲍尔登制得金属钽； 略带蓝色的浅灰色金属, 密度为16.50g.cm3, 硬度6~6.5，熔点 2996℃, 仅次于钨和铼居第三位。富有延展性,韧性比铜更好，冷加工 可拉成细丝和制成薄箔；膨胀系数很小, 每升高1℃, 只膨胀百万分之 六点六； 化学稳定性强, 常温下不和水及空气发生反应, 冷和热态下都有极强 的抗腐蚀性, 能抵抗除氢氟酸外的一切无机酸。将钽金属放入200℃的 硫酸中浸泡一年, 表层仅损伤0.006 毫米。实验证明: 常温下, 碱溶液、 氨、氯气、溴水、稀硫酸以及其他许多药剂对钽均不起作用； 钽在常温下能溶解氢, 开始生成固体溶液, 而后生成氢化物, 可作为 贮氢材料。
冷变形态
600℃×1h
冷变形态
600℃×1h
800℃×1h
900℃×1h
1000℃×1h
1100℃×1h
1＃再结晶温度：800～900℃
弹性合金
锡青铜等。 ② 马氏体相变强化类 以马氏体相变达到强化，如碳钢和合金钢、马氏
体类不锈钢。 ③ 沉淀强化类 通过时效沉淀，析出弥散的第二相强化，如在铁基、钴
15
其断面收缩率可达51%；而索氏体组织压缩变形95%， 断面收缩率只有35%。但当下贝氏体的冷变形量很高 时(90%)，钢丝的扭转次数比索氏体要低。另外，下 贝氏体处理所费的等温时间较长。
③ 马氏体状态下的冷变形强化。在马氏体状态只需
少量冷变形就可显著提高强度，即使在回火状态，
其压缩率也不能超过10%。表3为40CrNiMo钢回火 马氏体的冷变形强度。
变形发生。图中比例阶段的夹角tanα，定义
为正弹性模量E=σ/ε。除正弹性模量外，还
有表示材料抵抗切应变弹性模
图2 普通钢的应力应变曲线
3
量G，G=τ/r，τ为切应力、 r为切应变。在体积压缩力作用下的体积弹性 模量K，K= σ/(ΔV/V0)，此三个弹性模量是表征材料弹性的基本物理量。 它们之间的关系为E=2G(1+μ)，E=3K(1-2μ)，μ是泊松比，一般在 1/3~1/4之间。
弹性合金(Elastic alloy)
1. 弹性的基本概念 2. 弹性合金的分类和应用 3. 一般弹簧钢 4. 耐蚀性弹性合金 5. 高温弹性合金 6. 高导电弹性合金 7. 恒弹性合金
1
1.弹性的基本概念
(1) 固体的弹性
弹性是指固体材料在外力作用下发生变形，当外力去除后，材料自动 恢复原来的尺寸和形状的特性。弹性变形特征和金属与合金内部微观结构 的原子间相互作用密切相关。
珠宝知识 第十二章 饰用贵金属
二、铂族金属的化学性质
铂族金属具有极好的抗腐蚀性和抗氧化性， 但铂族元素之间的抗腐蚀性和抗氧化性是 有差别的，且有的差异还很大。详见表2-8
性质： 金属白色 较白金硬 密度大 化学性质稳定，遇酸不腐蚀
三、铂族金属的用途
铂族金属的生产始于1778年，最初开采 的主要是砂铂矿；目前，南非、加拿大、 俄罗斯是铂族金属的主要出产国。其次为 美国、哥伦比亚。
用途
1、用于首饰 2、石油 3 3、化工 4、通讯 5、国防 6、航天等工业、科技领域
标识： PT1000 PT900 PT750
Pt 100% Pt 90% Pt 75%
Pd10% Pd25%
铂金首饰材料的分类
1、纯铂金 纯铂金是最高成色的铂金，又称高纯色铂金， 理论成色应为1000‰，但实际总是低于这 一数值。
2、普通首饰银（色银） 在纯银或足银中加入少量的其他金属，一 般是加入物理化学性质与银相似的铜元素， 形成质地比较坚硬的首饰银。
色银富有韧性，并保持两纯银的延展性，同 时其中所含的铜能够抑制空气对银首饰的 氧化作用。 （1）98银 980S表示含银98%，含紫铜2% 的首饰银。 （2）92.5银 （3）80银 硬度大、弹性好，适宜制作手铃、 领夹等首饰。
第十二章
饰用贵金属材料
首饰材料
一、贵金属材料 以Au、Ag、Pt、Pd及其 合金为材料制作的首饰
（一）、金（Au） 质量：19.34 莫氏硬度：2.5～3 维氏硬度：30~40 熔点：1064.43℃ 沸点：2707 ℃ 延展性 很好（在所有金属中排第五位）压延下的加工性能下 排第一。（可压2.3um金箔、10um直径的金丝）
1、性质 色泽金黄，光泽夺目 化学性质稳定，不溶于酸碱， 溶于王水、氰化物和水银 （Hg）
铍铜合金
日本碍子在1958年通过通产省的工业化研究，首次成功实现了铍铜的工业化，以日本的市场份额为首也开展了美国，欧洲的生产和销售据点。
根据世界市场的需要实现了铍铜的供应。
通过优秀的生产技术和严格的品质管理生产出的日本碍子的铍铜在各种产业的领域里是不可缺少的材料。
铍铜合金因为具有较高的硬度和良好的弹性系数，可以说作为弹性材料是极其优秀的。
弹性系数通常指纵向弹性系数，也称为杨氏系数，一般通过拉力测试中压力造成的损伤面获得。
另外，若是弹片的话，可以直接测定弹性系数。
图1是单臂悬梁的表面应力和荷重演示图，弹性系数是设计连接器及转换器移动部件的重要常量。
一般而言，如果系数太大，细小的接触运动就会生产很大的触压，而如果系数太小，则不能获得所必需的接触压力。
因为铍铜的YS/E（屈服强度/杨氏系数）大于不锈钢和磷青铜的系数，所以可以获得更大的变化和接触压力。
如果充分发挥铍铜的特性相对于获得同样的弹力要求的磷青铜做的零件就小很多。
因此从而缩小移动部件的外部接线端尺寸，降低了整个产品的成本。
因为铍铜的机械张力高达1500N/mm2，同样形状连接器，用铍铜的话，质量保持不变，但是插脚间的间距变小了，能够设计成高集成化。
每个插脚的成本，也能够比磷青铜更便宜。
例如象图2的电池端子等，使用铍铜的话，可以实现微型轻量化设计。
同样，铍铜也减轻其尺寸和重量。
将节省材料和用于电镀的费用就其总成本进行比较，使用铍铜远比使用磷青铜降低很多。
使用材料磷青铜C5210-EH 铍铜C1720R-HMB 使用重量（g） 1.14 0.14重量比 1 0.12图2 电子端子的微型、轻量化设计冲压铍铜合金时使用的钢模材料方法可与其他的铜合金冲压方法一样。
但是润滑油要仔细挑选，特别是涂油应避免高氯或含高含硫，因为这种油会造成变色或者影响电镀和焊接。
普通的模具材料可以用于厂内硬化材料，但是数量多，冲压精度高和提高模具寿命的时候，就要用特硬的合金。
弯曲加工的时候内径R请参考表1～表3.25合金的时效材加工的时候请一定在时效硬化处理前实施。
铱与铜、硅、金的微观性质第一性原理计算
铱与铜、硅、金的微观性质第一性原理计算吕连灏;陈敬超;王鹏【摘要】It was calculated the mechanical properties and electronic structure of iridium, copper, silicon and gold based on first-principles density functional theory method. The plastic of iridium and non-metallic silicon are very similar, but it has a big difference with the fcc structure of copper and gold. It was calculated the Peierls stress and the electron density distribution of low index planes for iridium. As the complex electronic structure, the results show that the Peierls stress of different crystal faces for iridium has a very difference. It is likely to cause dislocation pile. Gold and copper have the uniform distribution of the electron cloud, but iridium and silicon have serious polarization of the electron cloud. It makes plastic deformation of iridium very difficult.%采用基于密度泛函理论的第一性原理方法对铱、铜、硅、金的力学性质、电子结构等进行了计算分析。
精密合金弹性合金3J21
3J21钴铬镍合金也称为Elgiloy
是结合强度高、延性和良好的机械性能的合金。 还具有良好耐腐蚀性，在众多环境下是无磁性的。 合金状态:合金材应以冷轧或冷拉状态交货。
3J21英文牌号和名称： Elgiloy alloy(Co40CrNiMo),AMS 5833,UNS R30003， Chinese 3J21。 3J21执行标准此合金具 Nhomakorabea以下特性：
3J21为含钴40%的弹性合金，合金的三个特 性：无磁性、耐腐蚀、高弹性 3J21 的金相结构: 3J21合金为奥氏体组织
3J21应用范围应用领域有：
1.适用于制作无磁性、耐腐蚀、高弹性元件 2.精密仪表中的張丝、旋丝等
3J21 固溶状态 在常温下合金的机械性能:
合金状态 抗拉强度 σb (Mpa) 延伸率 A5 % 硬度 Hv
3J21
≥700
≥35
≤250
3J21在常温下合金的机械性能
产品品种 带 带 丝 丝 交货状态 冷轧 冷轧 冷拉 冷拉 厚度或直径 0.20～2.5 0.20～2.5 0.20～5.0 0.20～5.0 性能组别 A B A B 抗拉强度 σb (Mpa) 1175～1470 1470～1765 1275～1570 1570～1865 延伸率 A5 % ≥5 ≥3 ≥8 ≥6
GB/T 15018-1994和YB／T 5253—1993
3J21的化学成分
合金 % 最小 磷 硫 镍 14 钼 6.5 钴 39 碳 锰 硅 铬 铁 余
0.30 0.15 19
3J21 最大 0.0100.01016 7.5 41 0.03 0.60 0.30 21 量
3J21的物理性能
密度 熔点 8.4 g/cm3 1372-1405℃
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贵金属弹性合金材料
贵金属弹性合金材料具有高强度、高弹性、高熔点、高使用温度（可在700℃仍保持良好弹性）、弹性后效小、无磁性的贵金属材料。
按构成分为合金和复合材料；按弹性分为高弹性和恒弹性材料；按用途分为张丝，弹簧片，导电游丝，弹性电刷，弹性触点和轴尖材料等。
贵金属弹性材料具有良好的化学稳定性和热稳定性，特别适用于制造高精度、高稳定性、高可靠和长寿命的高级仪表和精密机械的弹性敏感元件、储能元件和频率元件。
使用较成熟的这类材料有：(1)PtAg20合金，综合性能优良，常用于制造精密仪表的张丝和弹簧片，缺点是制造困难。
PtPdAg20-10和PtPdAg30-10的性能与PtAg20合金接近，易于拉成细丝和轧成薄带。
PtPdGa(7～12)-(4～25)、铂镍、铂镍铜等合金也是有用的高弹性材料。
(2)PdAu(40～65)及在此基础上添加铂、铱、铁、镍、锰等20多种元素之一或多种而构成的多元合金的钯金系合金(如中国研制的AuPdMoAl46-5-1合金等)，弹性模量温度系数为(-1.6～+5.0)×10-5℃，是具有无磁、耐氧化和耐腐蚀的恒弹性合金，可作静载和动载条件下的弹性贮能元件、传感元件、频率元件和振动元件。
PdAgCuAuPtZn30-14-10-10-1和AuAgCuPtNi10-14-5-1合金，具有高弹性和优良的电接触性能，可制作精密电位计的弹性电刷和继电器的弹性触点。
常用贵金属弹性合金材料性能见下表。
常用贵金属弹性合金材料性能表。