有色金属材料
有色金属分类
有色金属一、按照金属的性质、分布、价格、用途等综合因素，我国常将有色金属做如下分类。
1 ．轻有色金属材料指密度小于4.5g ／cm3 的有色金属材料，包括铝、镁、钠钾钙锶钡等纯金属及其台金。
这类金属的共同特点是：密度小(0.53 ～4.5g ／cm3) ，化学活性大，与氧、硫、碳和卤素的化合物都相当稳定。
其中在工业上应用最为广泛的是铝及铝合金，目前它的产量已超过有色金属材料总产量的 1 ／ 3 。
2 ．重有色金属材料指密度大于4.5g ／cm3 的有色金属材料，包括铜、镍、铅、锌、锡、锑、钴、汞、镉、铋等纯金属及其合金。
其中，最常用的是铜及其合金，它包括纯铜( 紫铜) 、铜锌合金( 黄铜) 、铜锡台金( 锡青铜) 、无锡青铜( 如铝青铜、锰青铜、铅青铜等) 、铜镍合金( 白铜) 等产品，是机械制造和电气设备的基本材料；其他如铅、锡、镍、锌、钻等及其合金，在工业上也是用量较大的有色金属材料。
3 .贵有色金属材料这类金属材料包括金银和铂族元素( 铂、铱、钯、钌、铑、锇) 及其合金，由于它们对氧和其他试剂的稳定性，而且在地壳中含量少，开采与提取比较困难，价格较一般金属贵，因而得名。
它们的特点是：密度大(10 ． 4 ～22 ．45g ／cm3) ，熔点高(916 ～30000C) ，化学性质稳定，能抵抗酸碱，难于腐蚀( 除银和钯外) 。
贵金属在工业上广泛应用于电气，电子工业、宇宙航空工业以及高温仪表和接触剂等。
4 ．稀有金属材料稀有金属通常是指那些在自然界中含量很少、分布稀散或难以从原料中提取的金属。
根据其密度及地质结合状况，又可做如下详细划分。
(1) 稀有轻金属材料稀有轻金属一般包括钛、镀、锂、铷、铯等5 种金属及其合金，它们的共同特点是密度小、化学活性强。
这类金属的氧化物和氯化物都具有很高的化学稳定性，很难还原。
(2) 稀有高熔点金属材料又称稀有难熔金属材料，它包括钨、铝、钽、铌、钴、铪、钒、铼等8 种金属及其合金，其共同特点是熔点高( 均在1700 ℃以上，最高的为钨达34000C) 、硬度大、抗腐蚀性强，可与一些非金属生成非常硬和非常难熔的稳定化合物，如碳化物、氮化物、硅化物和硼化物。
有色金属及其它材料
有色金属及其它材料有色金属是指不含铁，同时具有一定的延展性、导电性和热传导性的金属材料。
常见的有色金属包括铜、铝、铅、锌、镁等。
除了有色金属之外，还有其他材料如聚合物、陶瓷、半导体等，它们在不同领域具有广泛的应用。
铜是一种重要的有色金属，具有优良的导电和导热性能。
在电工领域，铜被广泛应用于电线、电缆、变压器等设备的导电部件。
铝也是一种重要的有色金属，具有轻、强、导电和耐腐蚀等特点。
由于其重量轻、可回收再利用，铝被广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑等领域。
铅是一种重要的有色金属，具有良好的韧性和耐腐蚀性。
它常被用于电池、防护材料等领域。
锌是一种常见的有色金属，具有优良的耐腐蚀性能。
它常被用于镀锌和合金制造中，应用广泛。
除了有色金属，聚合物也是一种重要的材料。
聚合物是由单体经聚合反应得到的大分子化合物。
聚合物具有轻、柔韧、绝缘和化学稳定等特点。
聚合物被广泛用于塑料制品、纤维材料、胶水等领域。
陶瓷是由非金属氧化物制成的材料，具有高硬度、高抗压强度和耐高温等特点。
陶瓷广泛应用于建筑、化工、电子等领域。
半导体是一种具有特殊导电性能的材料，它的电阻在导电和绝缘之间，广泛应用于电子器件、太阳能电池等领域。
除了以上提到的材料，还有许多其他材料具有重要的应用。
比如金属合金，它是由两种或两种以上金属或非金属元素按一定比例混合而成的材料。
金属合金具有优良的力学性能和耐腐蚀性能，被广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑等领域。
纤维材料是一类具有较高长度比的材料，如碳纤维、玻璃纤维等。
纤维材料具有轻、强、导热性能好等特点，被广泛应用于航空航天、体育器材等领域。
总而言之，有色金属及其它材料在各个领域都有广泛的应用。
它们的特性和性能决定了它们在不同领域中的应用。
随着科技的不断进步和发展，有色金属及其它材料的应用也将得到进一步推广和发展。
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。
工程材料学有色金属
第二节 铜及铜合金
一、工业纯铜
牌号 T1－T4 铜含量为99.95－99.5％。纯铜有玫瑰红色，表面 形成氧化膜后呈紫色，故一般称为紫铜。
成分 铜为主体 + 为杂质，其中常见元素 T1
有Pb、Bi、O、S、P等，它们降低了材料 T2
的导电、导热性能,特别是高温或低温下 明显降低了材料的塑性。
T3 T4
99.95% 99.90% 99.70% 99.5%
用途 T1、T2用于电工导体材料，制作电线、电缆、电气开关、 导电垫圈、螺杆等。T3、T4为一般用铜材，制作油管、油嘴 等。
用于真空电气元件的纯铜，还需要经过还原气氛保护熔炼得到 的无氧铜，以及用P或Mn进行脱氧铜。
13
第二节 铜及铜合金
二、黄铜（Cu-Zn合金)
一、工业纯铝
1．性能特点
①比重小、比强度高 铝的密度(比重)为2.7g/cm3，仅为钢的 三分之一，铝合金经处理后，单位质量材料能承受的载荷 远大于高强度钢。
②优良的物理、化学性能 铝的导电性和导热性仅次于Ag、Cu、 Au，但单位重量的导电能力却是铜的200％。铝表面可生成 致密的氧化膜，可以有效的抵抗大气腐蚀，但不耐酸、碱、
号越大纯度越高。主要用来制作铝箔、电容器、科研材料。 工业纯铝 L1、L2、L3、L4、L5，纯度从99%－98％，编号越大
纯度越低。主要用来制作电线、电缆、器皿等。纯铝的强度 较低，一般不用来制作机械构件。
按GB/T8063－1994对铸造纯铝规定为ZAl99.5，数字表示 铝含量的百分数。
按GB/T16474－1996对变形纯铝规定为1A93，数字表示铝 含量的百分数99.93％中小数点后的数字。
4
第一节 铝及铝合金
有色金属材料简介
有色金属知识简介在工业生产中，通常把铁、锰、铬及其合金称为黑色金属，把其他金属及其合金称为有色金属。
与钢铁等黑色金属材料相比，有色金属具有许多优良的特性，是现代工业中不可缺少的材料，在国民经济中占有十分重要的地位，例如，铝、镁、钛等具有相对密度小，比强度高的特点，因而广泛应用于航空、航天、汽车、船舶等行业；银、铜、铝等具有优良导电性和导热性的材料广泛应用于电器工业和仪表工业；铀、钨、钼、镭、钍、铍等是原子能工业所必须的材料，等等有色金属是国民经济发展的基础材料，航空、航天、汽车、机械制造、电力、通讯、建筑、家电等绝大部分行业都以有色金属材料为生产基础。
随着现代化工、农业和科学技术的突飞猛进，有色金属在人类发展中的地位愈来愈重要。
它不仅是世界上重要的战略物资，重要的生产资料，而且也是人类生活中不可缺少的消费资料的重要材料。
有色金属定义定义：狭义上的有色金属又称非铁金属，是铁、锰、铬以外的所有金属的总称。
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，加入一种或几种其他元素而构成的合金。
有色金属分类（1）.有色纯金属分为重金属、轻金属、贵金属、半金属和稀有金属五类。
（2）.有色合金，按合金系统分：重有色金属合金、轻有色金属合金、贵金属合金、稀有金属合金等；按合金用途则可分：变形（压力加工用合金）、铸造合金、轴承合金、印刷合金、硬质合金、焊料、中间合金、金属粉末等。
（3）.有色金属按化学成分分类：铝和铝合金材、铜和铜合金材、铅和铅合金材、镍和镍合金材、钛和钛合金材。
按形状分类时，可分为：板、条、带、箔、管、棒、线、型等品种。
（4）.在有色金属中，还有各种各样的分类方法1.按照比重来分，铝、镁、锂、钠、钾等的比重小于5，叫做“轻金属”（密度小（0.53～4.5g/cm3），化学性质活泼，如铝、镁等. ）2.而铜、锌、镍、汞、锡、铅等的比重大于5，叫做“重金属”。
（一般密度在4.5g/cm3以上，如铜、铅、锌等；）3.象金、银、铂、锇、铱等比较贵，叫做“贵金属”，4.镭、铀、钍、钋等具有放射性，叫做“放射性金属”，5.还有像铌、钽、锆、镥、金、镭、铪、钨、钼、锗、锂、镧、铀等因为地壳中含量较少，或者比较分散，人们又称之为“稀有金属”。
20种常见金属材料的牌号
20种常见金属材料的牌号摘要：一、引言二、钢铁材料1.低碳钢2.高强度钢3.不锈钢三、有色金属材料1.铝及铝合金2.铜及铜合金3.钛及钛合金4.锌及锌合金5.镍及镍合金6.镁及镁合金四、特殊金属材料1.铸铁2.工具钢3.耐磨钢4.耐腐蚀钢5.高温合金五、金属材料的应用领域六、总结正文：【引言】金属材料在我们生活的各个方面都有着广泛的应用，从建筑、交通工具到日常用品，都离不开金属材料的身影。
为了满足各种工程和设备的需求，各种金属材料应运而生。
本文将为您介绍20种常见的金属材料牌号，以帮助您更好地了解和选择合适的金属材料。
【钢铁材料】钢铁材料是应用最广泛的金属材料之一，主要包括低碳钢、高强度钢和不锈钢。
1.低碳钢：低碳钢含碳量较低，具有良好的可塑性和可锻性，常用于制造各种零件和设备。
低碳钢的牌号有Q235、Q345等。
2.高强度钢：高强度钢具有高强度和良好的韧性，主要用于桥梁、压力容器等高强度结构件。
高强度钢的牌号有16Mn、15CrMo等。
【有色金属材料】有色金属材料包括铝及铝合金、铜及铜合金、钛及钛合金、锌及锌合金、镍及镍合金和镁及镁合金等。
1.铝及铝合金：铝及铝合金具有轻质、高强度、良好的耐腐蚀性等特点，广泛应用于航空、汽车等行业。
铝及铝合金的牌号有1050、1060、1100等。
2.铜及铜合金：铜及铜合金具有良好的导电、导热性能和耐腐蚀性，主要用于电力、电子、石油等行业。
铜及铜合金的牌号有T2、TU1等。
3.钛及钛合金：钛及钛合金具有高强度、低密度和良好的耐腐蚀性，主要用于航空、航天、化工等领域。
钛及钛合金的牌号有TA1、TA2等。
4.锌及锌合金：锌及锌合金具有良好的耐腐蚀性和可塑性，主要用于防腐、建筑等行业。
锌及锌合金的牌号有Zn、ZnAl等。
5.镍及镍合金：镍及镍合金具有高强度、良好的耐腐蚀性和耐磨性，主要用于化工、石油、航空等行业。
镍及镍合金的牌号有Ni、NiCrMo等。
6.镁及镁合金：镁及镁合金具有轻质、高强度、良好的耐腐蚀性等特点，主要用于航空航天、汽车等行业。
有色金属材料手册
有色金属材料手册有色金属材料是指除铁、钢以外的金属材料，主要包括铜、铝、镁、锌、镍、钛等。
这些金属材料在工业生产和日常生活中起着非常重要的作用，广泛应用于航空航天、汽车制造、电子电器、建筑装饰等领域。
本手册将介绍有色金属材料的种类、特性、加工工艺以及应用范围，旨在帮助读者更好地了解和应用有色金属材料。
一、铜材料。
铜是一种重要的有色金属材料，具有良好的导电、导热性能，广泛应用于电子电器领域。
铜材料的种类有纯铜、黄铜、青铜等，每种材料都有其独特的特性和用途。
在加工工艺方面，铜材料可以进行冷加工和热加工，如挤压、拉伸、锻造等。
此外，铜材料还可以通过表面处理方式进行防腐、耐磨等特性的改善。
二、铝材料。
铝是轻质、耐腐蚀的金属材料，具有良好的可塑性和导热性能，被广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。
铝材料的种类有纯铝、铝合金等，每种材料都有其独特的特性和用途。
在加工工艺方面，铝材料可以进行挤压、铸造、轧制等工艺，以满足不同形状和性能要求。
三、镁材料。
镁是一种轻质的金属材料，具有良好的机械性能和耐高温性能，被广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。
镁材料的种类有纯镁、镁合金等，每种材料都有其独特的特性和用途。
在加工工艺方面，镁材料可以进行压铸、挤压、锻造等工艺，以满足不同形状和性能要求。
四、锌材料。
锌是一种重要的有色金属材料，具有良好的防腐蚀性能和可塑性，被广泛应用于建筑装饰、电子电器等领域。
锌材料的种类有纯锌、锌合金等，每种材料都有其独特的特性和用途。
在加工工艺方面，锌材料可以进行热浸镀、喷涂、电镀等表面处理工艺，以提高其防腐蚀性能和装饰性能。
五、镍材料。
镍是一种重要的有色金属材料，具有良好的耐腐蚀性能和磁性能，被广泛应用于化工、船舶制造等领域。
镍材料的种类有纯镍、镍合金等，每种材料都有其独特的特性和用途。
在加工工艺方面，镍材料可以进行热轧、冷轧、焊接等工艺，以满足不同形状和性能要求。
六、钛材料。
钛是一种重要的有色金属材料，具有良好的耐腐蚀性能和高强度，被广泛应用于航空航天、医疗器械等领域。
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13.1 铝及其合金
①抗蚀性差:特别在海水中尤其明显。因此需要防护的硬铝部 件，其外部都包一层高纯度铝，制成包铝硬铝材，但是包铝 的硬铝热处理后强度较未包铝的低。
②固溶处理温度范围很窄:LY11为505℃~510 ℃ , LY12为495 ℃~503 ℃，低于此温度范围固溶处理，固溶 体的过饱和度不足，不能发挥最大的时效效果;超过此温度范 围，则容易产生晶界熔化。
在Al中通常加入Cu, Mg, Zn,Si , Mn及稀土等元素，它们 与Al所形成的相图大都具有二元共晶相图的特点。如图13-1 所示，根据相图，铝合金可分为形变铝合金与铸造铝合金两 大类。
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13.1 铝及其合金
1.形变铝合金 形变铝合金是指由铝合金铸锭经冷、热加工后形成的各种规
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13.1 铝及其合金
(5)强度很低，抗拉强度仅为50 MPa，虽然可通过冷作硬化 的方法强化，但仍不能直接用于制作结构材料。
2.纯铝的号牌及应用 纯铝的牌号是用“铝”字的汉语拼音的第一个字母“L”后加
顺序号表示。L04-L01为高纯铝;L0和L00为工业高纯铝， 用于科学研究、化工工业及一些特殊场合;工业纯铝的纯度为 99. 0%~98. 0%，其牌号为L1, L2……L7，编号越大， 纯度越低，工业纯铝塑性好，可进行各种压力加工，制成板 材、箔材、线材、带材及型材，但强度低。也适用于制造电 缆、电器零件、蜂窝结构、装饰件及日常生活用品。
格的板、棒、带、丝、管等形状，由图13-1可知，成分位于 D点左侧的合金，在加热时均能形成单相固溶体组织，合金塑 性好，适于压力加工，故归为形变铝合金。此类合金又分为 两部分。 成分在F点左侧的合金，由于从室温到液相出现前，均为单相 a固溶体，其成分不随温度变化而变化，故不能进行热处理强 化，即它们是不能热处理强化的铝合金，但能通过形变强化 (加工硬化)和再结晶处理来调整其组织性能。这类单相组织 的合金具有良好的耐腐蚀性能，又称为防锈铝。
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13.1 铝及其合金
(2)硬铝合金。硬铝合金主要为Al - Cu - Mg系，加入铜和 镁的目的是为了能生成强化相CuAl2(θ)和Al2CuMg，使其 在时效时发生时效硬化作用。该合金的牌号用“铝”和“硬” 的汉语拼音的第一个字母表示，如LY11, LY12等。
硬铝具有相当高的强度和硬度，经自然时效后强度达到 380 MPa ~490 MPa(原始强度为290 Mpa~300 MPa， 提高25%~30 %，硬度也明显提高(由70HB~85 HB提 高到120 HB。与此同时仍能保持足够的塑性。常用的硬铝 合金有以下几类。
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13.1 铝及其合金
13.1.1纯铝的性能简介
1.纯铝具有的特点 (1)铝很轻，它的密度为2. 2 g/cm3，大约是铁或铜的1/3。 (2)导电性和导热性较好，仅次于银、铜和金，居第四位。室
温时，铝的导电能力约为铜的62%;若按单位重量计算材料的 导电能力，铝的导电能力约为铜的200 % (3)具有面心立方晶格，塑性好(ψ=82%)，能通过冷热压力 加工制成各种型材，如丝线箔等。 (4)抗大气、海水腐蚀性能好，因为铝的表面能生成一层极致 密的氧化铝薄膜，它能有效地隔绝铝和氧的接触，防止铝表面 的进一步氧化。
①铆钉硬铝(如LY1, LY10等):合金中含铜量较低，固溶 处理后冷态下塑性较好。时效强化速度慢。故可利用孕育期 进行铆接，然后以自然时效提高强度，主要用作铆钉。
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13.1 铝及其合金
②标准硬铝(如LY11):含有中等数量的合金元素，通过淬火 与自然时效可获得好的强化效果。常利用退火后良好的塑性进 行冷冲、冷弯、轧压等工艺，以制成锻材、轧衬或冲压件等半 成品。标准硬铝还用做大型铆钉、螺旋桨叶片等重要构件。
③高强度硬铝(如LY12, LY6):是合金元素含量较高的一类硬 铝。在这类合金中，镁的含量较LY11高(约1. 5%，故强化 相含量高，因而具有更高的强度和硬度，自然时效后 可达 500 MPa。但承受塑性加工能力较低，可以制作航空模锻件 和重要的销轴等。
硬铝合金有两个重要特性在使用或加工时必须注意。
(3)超硬铝合金。A1-Zn-Mg-Cu系合金是变形铝合金中强 度最高的一类铝合金，其强化相除CnAl2,和Al2CuMg外， 还有相当强烈的强化相MgZn2 , AIZnMgCn等，因而其时 效强化效果比硬铝更高，一般均进行人工时效。
项目十三 有色金属材料
13.1 铝及其合金 13.2 铜及其合金 13.3 钛及其合金 13.4 镁及其合金 本篇小结
13.1 铝及其合金
铝合金是仅次于钢铁用量的金属材料。据调查，在铝合金市 场中，有23%的用量消耗于建筑业和结构业，22%用于运 输业，21%用于容器和包装，而电气工业占10%。在航空 工业中，铝合金的用量占着绝对优势。
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13.1 铝及其合金
13.1.2铝合金的分类及应用
为了提高铝的力学性能，在纯铝中加入合金元素配制成铝合 金。铝合金不仅保持纯铝的熔点低、密度小、导热性良好、 耐大气腐蚀以及良好的塑性、韧性和低温性能，且由于合金 化，使铝合金大都可以实现热处理强化，某些铝合金强度可 达400~600 MPa。因此，广泛用于航空航天、机械制造、 日常用品等领域。
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13.1 铝及其合金
成分在F~D之间的铝合金，其固溶体的成分随温度而变化， 可以通过热处理改变性能，即属于能热处理强化的铝合金。 工程中常用的硬铝、超硬铝等便属于这类合金。
(1)防锈铝合金。防锈铝合金包括铝一镁系和铝一锰系，编号 采用“铝”和“防”二字的汉语拼音的第一个大写字母“LF” 加顺序号表示，如LFS ,LF21。这类铝合金的主要特性是具 有优良的抗腐蚀性能，因此而得名。此外，还具有良好塑性 和焊接性，适合于压力加工和焊接。这类合金不能进行热处 理强化，即时效强化，因而力学性能比较低。为了提高其强 度、可用冷加工方法使其强化。而防锈铝合金由于切削加工 工艺性差，一般适用于制造焊接管道、容器、铆钉以及其他 冷变形零件。