有色金属材料与非有色金属材料
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。
汽车机械基础之有色金属与非金属材料基础知识
2．镁及镁合金
镁的密度很小，耐蚀性很差，强度和塑性均不高 ，一般不直接用做结构材料。
镁合金比强度更高，能承受较大的冲击载荷和具 有更高疲劳极限；耐蚀性好（特别耐煤油、汽油 等矿物油和碱类的腐蚀），有良好的切削加工性 。因此在航空、无线电通信、仪表等行业获得广 泛的应用。镁合金是最有发展前景的汽车轻量化 材料之一。
（2）陶瓷的性能及应用
具有很高的弹性模量和硬度（＞1 500 HV ），极高的红硬性（可达1 000℃以上）， 抗压强度高，但抗拉强度和韧性都很低， 脆性大 ；
化学性能非常稳定 ； 熔点很高，一般在2 000℃左右 ； 导热性和膨胀性小 ；
大多是绝缘体，某些特种陶瓷具有导电性 和导磁性。
我国工业纯铜常用的有T1、T2、T3、T4四种， 代号中数字越大，表示杂质含量越高。
2．黄铜
黄铜是以锌为主要添加元素的铜合金，分为 普通黄铜和特殊黄铜。几种常用黄铜的牌号 、成分、机械性能及用途见教材表10.3。
3．青铜
青铜原指铜锡合金，因呈青黑色而得名。以 后，由于需要发展了不含锡而加入铝、硅、 锰、铅等其他元素的青铜，称特殊青铜或无 锡青铜。几种常用青铜的牌号、成分、机械 性能及用途见教材表10.4。
具有良好的光学性质，即透明性和折光性。
除此之外，特种玻璃还有吸热、防辐射、防爆等 特殊性能。
在汽车上，主要用做挡风玻璃和车身玻璃等。
（2）常用玻璃
平板玻璃 ； 浮法玻璃 ； 钢化玻璃 ； 夹层玻璃 。
10.2.3 复合材料
复合材料是指由两种或两种以上 物理和化学性质不同的物质组合 起来而得到的一种多相固体材料 。
型钛合金（TA）具有很好的强度、韧性、热稳
定性、焊接性和铸造性，抗氧化能力较好，塑性 较低，热强性很好；
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
有色金属材料有色金属是指除了铁、钢以外的金属材料。
它们具有良好的导电性、导热性和抗腐蚀性，广泛应用于航空航天、汽车、电子、化工等领域。
下面就有色金属材料进行简要介绍。
铜是最常见的有色金属之一，其导电性和热导率均居于金属材料之首。
由于其良好的导电性能，铜常用于电线、电缆、电气设备等领域，同时还被用作制作锅具、水管等日常生活用品。
铝是轻金属，具有较低的密度和优良的导热性能。
铝板广泛应用于飞机、汽车等交通工具的制造，铝制品还常用于建筑、电子、包装等领域。
此外，铝是可回收利用的，有利于环境保护。
镁是轻金属中最轻的一种，具有良好的机械性能和抗腐蚀性。
镁及其合金广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域，如飞机发动机部件、汽车车身结构等。
锌是一种蓝白色的有色金属，具有良好的抗腐蚀性能。
锌常与其他金属合金化，生产锌合金，具有良好的机械性能和耐腐蚀性。
锌合金常用于汽车零部件、精密仪器等领域。
钛是一种轻、强、耐腐蚀的金属，广泛应用于航空航天、船舶、化工等领域。
钛及其合金的密度较小、强度高，具备良好的耐热性和抗腐蚀性能，同时具有良好的生物兼容性，常用于医疗植入物。
除了上述几种有色金属，金、银、铂等贵金属也属于有色金属范畴。
这些贵金属具有良好的导电性和热导率，常用于制作电子元件、珠宝饰品等。
总结来说，有色金属材料具有良好的导电性、导热性和抗腐蚀性，广泛应用于各个领域，如电气设备、交通工具、航天器材等。
不同的有色金属在机械性能和耐腐蚀性方面有所差异，可以根据特定需要选择不同材料。
有色金属还能够回收利用，有利于环境保护。
《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。
有色金属材料简介
有色金属知识简介第一章有色金属分类及其相关知识1.1概述及背景在工业生产中，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。
1.2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。
1.3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”。
第7讲 有色金属和非金属材料及材料的选用
塑料、橡胶、合成纤维、胶粘剂。
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8.2
陶瓷材料
金属和有机物以外的固体材料称为无机非金属
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材料，又称陶瓷材料。 陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高 温烧结制成的一类无机非金属材料。它具有高熔点、 高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点。可用作结构材
料、刀具材料，由于陶瓷还具有某些特殊的性能，
第7章 有色金属
7.1 概述
7.2 铜及铜合金 7.3 铝及铝合金 7.4 滑动轴承合金
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7.1
概述
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有色金属non-ferrous metal，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。 黑色金属 钢、铸铁 金属材料
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加聚反应。
（2）缩聚反应 由一种或几种单体聚合生成高聚物的同时还生 成如H2O，HX等副产物的反应称之为缩聚反应。
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3、高分子化合物的结构与性能 （1）.大分子链形状
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（2）高分子化合物的力学状态
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3.高分子的命名 聚乙烯、聚+单体名称、原料名+树脂 4.常用的高分子材料
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4、对机械零件设计的基本要求 a) 在预定工作期限内正常、可靠地工作，保 证机器的各种功能 b) 要尽量降低零件的生产、制造成本 c) 尽可能多的采用市场常见标准件。 d) 对可能系列化的产品，尽可能的在开始设 计的时候考虑零件的通用性，无法通用的也要尽 可能的在结构上类似，以减少制造过程的工艺编 排，夹具工装设计的工作量。
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什么材料？
6、我国碳钢是怎样进行分类和编号的？指出下列刚号的 主 要 化 学 成 分 和 用 途 ： 4 5 号 钢 、 6 5 锰 、 T10A、
W6Mo5Cr4V2。
思考题一
7、金属材料的机械性能通常用哪几个指标来衡量？ 8、何为同素异构转变？纯铁在15380--13940--9120温度 下的晶格变化如何？ 9、何为奥氏体，铁素体，渗碳体，珠光体？ 10、常用热处理工艺有哪几种？ 11、淬火的主要目的是什么？钢淬火后通常必须回火，为 什么？ 12、试从下列钢号中估计出其主要元素的大至含量：20， 40，T10，65Mn，40Cr 13、下列零件可采用什么牌号的钢材制造？并说明理由。 地脚螺钉，摩擦轮
工程材料
制作人：符春生
工程材料
工程材料
Unit 1 工程材料
金属及合金的性能 钢热处理概念 钢铁材料编号 有色金属材料 非金属材料 功能材料 思考题与作业
四、有色金属材料
1、铝及铝合金
形变铝 ：
防锈铝合金LF11——焊接油箱、油管等 硬铝合金LY11——中、高强度结构件。 超硬铝合金LC4——结构中主要受力件。 锻铝合金LD7——内燃机活塞和在高温下工作的复杂件
五、非金属材料
1、高分子材料——塑料、橡胶、合成纤维、合成胶
粘剂等
2、陶瓷材料——硬度高、耐磨性好、高温强度高、化
学稳定性好和抗酸碱盐及其它介质腐蚀的能力强、绝缘 性能优越等特点。但塑性及低、强度不高、易脆裂、导 热性差等 。
3、复合材料——两种或两种以上物理性质与化学性质
不同的物质经人工组合而成的多相 态材，克服单一材料
思考题一
1、试说明铁碳合金状态图中，A、G、P、E点的含义？ 及A、F分别代表什么组织？各自机械性能有什么特点？ 2、图示纯铁冷却线中，δ-Fe，γ-Fe，α-Fe分别为何种晶 胞？ 3、什么是热处理？ 4、在低碳钢拉伸曲线上可测得哪些机械性能指标？ 5、布氏硬度和洛氏硬度的测定方法有和区别？它们宜测
类、牌号，并简要描述所用不同牌号材料的强度、
硬度、耐磨性等性能特点。Fra bibliotek思考题一
14、铸铁和普通钢在化学成分和机械性能上有何差别？ 15、灰口铸铁和球墨铸铁的组织有何区别？哪一种强度 较高？为什么？ 16、要做到合理选用金属材料，应综合考虑哪些因素？ 17、退火，正火和淬火在冷却方式上有什么不同？什么 是回火？回火有哪几种？
作业一
试总结下述蜗杆减速器零件所采用材料的种
铸造铝合金：
分Al-Si、Al-Cu、Al-Mg、Al-Zn四类
有色金属材料（续）
2、铜及铜合金 紫铜（纯铜）——导线、油管 黄铜（Cu+Zn）H68——齿轮、衬管、散热器—耐蚀件 青铜（Cu+Sn）QSn4-3——轴承衬套 白铜（Cu+Ni）B19B5——医疗器件、海船耐蚀件 3、粉末冶金——以金属粉末或金属粉末与非金属粉末 的混合物为原料，经过成型和烧结而制成的金属制品 含油滑动轴承材料——粉末压型时轴瓦中存在大量孔隙， 烧结后将轴瓦浸入油中让孔隙吸入润滑油；工作时轴转动 摩擦生热及轴与轴瓦之间形成局部真空，轴瓦孔隙中的油 流到表面形成油膜而起润滑作用；运转停止后，润滑油在 毛细管作用下又吸回到孔隙中，实现自动润滑.
的弱点。
六、功能材料
1、磁性材料——天然磁石(Fe3O4) 2、超导材料——某些纯金属、合金和化合物在温度
接近绝对零度时，对应于某一特定温度附近，其电阻
突然变为零，没有电能损失，同时失去磁通而成为抗
磁性物质
3、形状记忆合金——将记忆合金材料加工成所需要
的形状并加热到高温，让它记住这个形状，随后淬火冷 却到马氏体相变区，施加外力使试件发生一定的变形， 再将温度升高，试件将完全恢复到原来的形状。