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工业上常把金属材料分为两大类：一是黑色金属，一是有色金属。

??? 密度是划分金属材料的另一重要标准。一般密度底于4.5g/cm3的为轻金属，工业上最重要的轻金属有铝、镁及其合金，通常把钛也划归为轻金属；密度高于4.5g/cm3的为重金属，最重要的重金属包括铜、铅、锌、和锡及以这些金属为基所组成的合金。

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黑色金属包括铁和以铁为基体的合金，如纯铁、碳钢、合金钢、铸铁等，简称钢铁材料。

　　钢铁材料资源丰富，冶炼加工较方便，生产率高，成本底，力学性能优良，在工程上应用最广泛。

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有色金属包括除铁以外的金属及合金。有色金属材料品种繁多，性能各异，用途广泛。常用的有色金属材料有铝及铝合金、铜及铜合金、钛及钛合金、轴承合金等。

　　但有色金属资源较分散，提炼困难，生产率底，成本高，目前尚不能大量使用。随着科学技术的进步，有色金属材料的的需求和供应量必有较大幅度的增长。

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xx钢是脱痒（脱痒剂主要是硅铁或铝）xx的钢。 xx钢组织致密，但轧钢材时必须切除具有缩孔的头部，故成材率低。

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沸腾钢是脱痒（脱痒剂主要是锰铁）不xx的钢。 沸腾钢组织疏松，但轧钢材时不必须切除具有缩孔的头部，故成材率高。

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　铸铁是含碳量≥2.11%的铁碳合金，工业常用铸铁的成分范围是2.5%∽4.0%C, 1.0%∽3.0%Si、0.5%∽1.4%Mn。由此可见铸铁与钢成分的主要区别是：铸铁的含碳量和含硅量高，杂质硫和磷较多。

　　在铁碳合金中碳可以两种形式存在，一是游离碳—石墨（Ｇ），一是化合物—渗碳体（Fe3C）。

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灰口铸铁同钢相比：强度、塑性和韧性远不如钢，但抗压强度和钢差不多，而且还有较好的流动性和良好的减震性。因此广泛用于制造各种承受压力和要求消震的床身、机架、结构复杂的箱体、壳体和经受摩擦的导轨等。

　　灰口铸铁的牌号为“HT+数字”，“HT”为灰铁拼音的{dy}个字母，数字表示{zd1}抗拉强度如：HT150表示σb≥150MPa的灰口铸铁

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球墨铸铁是在浇铸前向铁水中加入一定的球化剂（如镁、钙和稀土元素）进行球化处理，并加入小量孕育剂（硅铁或钙硅合金）以促使石墨化，获得具有球状石墨的铸铁。球墨铸铁具有优良的机械性能及铸造性、加工性，工艺简便，逐步取代了可锻铸铁。

　　球墨铸铁牌号用“QT”后面加两组数字表示。“QT”是“球铁”拼音的{dy}个字母，{dy}组数字表示{zd1}抗拉强度，第二组数字{zd1}伸长率。例如QT800-2,表示σb≥800MPa,δ≥2%的球墨铸铁。

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铝的性质

密度小（2.7g/cm3 ，相当与Cu的1/3)；

熔点低（6600C）；

导电、导热性能良好（电导率约为铜的64%）；

可塑性好（δ= 45%, Ø = 80%）；

具有良好的抗氧化性（在大气中能与氧形成一层致密氧化膜Al2O3）；

不耐酸、碱、盐的腐蚀；

价格较低。

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铝的分类、牌号和用途

纯铝分为工业高纯铝和工业纯铝。用代号“Ｌ”表示。

　　高纯铝牌号有L01 、 L02 、 L03 、 L04 ，纯度为99.93%∽99.96%。牌号中数字越大，纯度越高。主要用于科研及制造电容器。

　　纯铝牌号有L1 、 L2 、 L3 、 L4 ，纯度为98%∽99.7%。牌号中数字越大，纯度越低。杂质增加，其导电性、塑性及耐蚀性下降，所以纯度是纯铝材料的重要指标。主要用于制作电线、电缆及要求导热、抗蚀且承受轻载的用品或器皿。

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铝合金的性质、分类

　铝合金是以铝为基加入其他合金元素（铜、硅、镁、锌、锰、镍等）而组成的合金。铝合金质轻、强度高，具有优良的导电、导热性和抗蚀性，易加工，耐冲压，并且可阳极氧化成各种颜色。一般可以把铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金。

　　变形铝合金又可以分可热处理强化的铝合金（硬铝、超硬铝和锻铝合金）和不可热处理强化的铝合金：防锈铝合金。

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防锈铝合金

防锈铝合金主要是指Al-Mn系、 Al-Mg系合金。牌号用“铝”及“防”二字的汉语拼音字首“LF”与顺序号表示，如LF5表示5号防锈铝合金。常用的有： LF5、 LF11、 LF21。

　　防锈铝合金主要用于制作蒙皮、容器等在腐蚀性介质中工作的构件。在飞机、制冷装置中应用很广。

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硬铝合金

硬铝合金主要是指Al-Cu-Mg系合金。牌号用“铝”及“硬”二字的汉语拼音字首“LY”与顺序号表示，如LY11表示11号硬铝合金。常用的有：LY1、LY11、LY12。

　　硬铝合金主要用于制造飞机的大梁、隔框、螺旋掌铆钉及蒙皮等，在仪表中也锝到广泛应用。

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超硬铝合金

超硬铝合金主要是指Al-Zn-Cu-Mg系合金。牌号用“铝”及“超”二字的汉语拼音字首“LC”与顺序号表示，如LC4表示4号超硬铝合金。常用的有：LC4 、LC9 。

　　超硬铝合金主要用于制造飞机上受力较大的结构件。

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锻铝合金

锻铝合金主要是指Al- Mg-Si-Cu系合金。牌号用“铝”及“锻”二字的汉语拼音字首“LD”与顺序号表示，如LD6表示6号锻铝合金。常用的有：LD2 、LD5 、LD10 。

　 锻铝合金具有良好的变形加工性能，主要用于锻制形状复杂的叶片、叶轮等模锻件或冲压件。

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铜

纯铜具有玫瑰色，表面氧化后呈紫色，故又称紫铜。

密度为8.9g/cm3 ，熔点为10830C；

导电、导热性能良好,仅次与银；

极好的塑性（δ= 50%,Ø = 70%）和良好的加工性及焊接性，易冷、热成型；

化学稳定性高，在大气、淡水中均有优良的抗蚀性，在非氧化性酸（如盐酸、氢氟酸）溶液中也能耐蚀；在海水和氧化性酸（硝酸、硫酸）中容易被腐蚀。

抗磁性强，常用电工导体和各种磁器械等。

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铜合金的分类

铜合金按化学组成分为：黄铜、青铜、白铜；按化学加工方法可以分为变形铜合金和铸造铜合金。

　　变形铜合金具有良好的塑性，可以利用压力加工成型，制成板、带、管、棒和线材。铸造铜合金塑性差，不能利用压力加工，但铸造性良好，广泛用于生产强度高、致密性好的铸件。铸铸造铜合金在工艺美术方面也有广泛应用，多用于铸造仿古铜器。

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黄铜

　以锌为主要合金元素的铜合金。分为普通黄铜（仅含锌的二元合金）和特殊黄铜（含锌及其他合金元素的多元合金）。

　　黄铜色泽美观，具有高贵的黄金般的色泽，导点热性强，耐腐蚀性能、机械性能和工艺性能良好，易于切削、抛光及焊接。

　　可用作弹壳、导热导电元件、耐蚀结构件、弹性元件、冷冲压件、日用五金及装饰材料等。

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铝及铝合金化学氧化

化学氧化不是利用外来电流而仅把工件置入适当溶液中，使其表面生成人工氧化膜。一般铝件浸在碱溶液和碱金属的铬酸盐容易中，铝和溶液作用，很快就能生产Al2O3，Al(OH)3的薄膜。

　　化学氧化工艺获得氧化膜没有足够的强调，易磨损，抗蚀性也较差；优点是生产率高、成本低、不消耗电能，不需要专门设备，适合与大批量生产。因此化学氧化在面饰中大量应用。

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铝及铝合金氧化膜的着色

铝及铝合金经氧化处理后，得到新鲜的氧化膜层，它具有多孔性、吸附能力强，容易染上各种颜色，具有良好的装饰效果。着色方法有四种：

化学染色法

整体着色法

电解着色法

干涉着色法

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钢铁的氧化处理

钢铁的化学氧化是将钢铁零件浸在浓碱溶液中煮沸，在金属表面生产稳定的Fe3O4的过程。因Fe3O4氧化膜呈蓝黑色，所以又称其为“发蓝”。发蓝是提高黑色金属防护能力的一种简便而又经济的方法。因此，这一工艺在精密仪器、光学仪器以及机械制造上广泛应用。

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钢铁的磷化处理

是将零件浸入磷酸盐中进行化学处理，在金属表面生产难溶于水的磷酸盐膜的过程，简称“磷化”。磷化是钢铁表面防护的常用方法之一，应用越来越广泛，有色金属如锌、铝、铜、锡等都可以进行磷化处理。

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铜及铜合金氧化处理

铜及铜合金在电气工业及仪表工业中得到广泛的应用。铜在干燥的大气中比较稳定，但在潮湿的大气和海水条件下很容易腐蚀，在水、二氧化碳、氧的作用下生产腐蚀产物碱式碳酸铜，为了提高其腐蚀性能，必须进行表面处理。

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镀层装饰技术

镀层被覆技术能在制品表面形成具有金属特性的镀层，金属镀层不仅能提高制品的耐蚀性和耐磨性，而且能增强制品表面的色彩、光泽和肌理的装饰效果，因此能保护和美化表面，由于有优异的镀层，常常使制品的品位和档次得到提高。

　　镀层被覆的金属有铜、镍、铬、铁、锌、锡、铅、金、银、铂及其

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涂层装饰技术

涂层装饰技术是在制品表面形成以有机物为主体的膜层，并干燥成膜的工艺。这是一种简单又经济可行的表面装饰方法，在工业上通常简称为涂装。

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公元３世纪在埃及有了铜器表面的搪瓷技术。此后作为工艺技术被继承下来，发展为称作景泰蓝的工艺美术品，很受人器重。这种技术在工业制品上的应用则被称为搪瓷。搪瓷和景泰蓝是用玻璃质材料在金属制品表面形成一被覆层，然后在8000C左右进行一定时间的烧制。铁、铜、铝、不锈钢以及金、银都可以被搪瓷和景泰蓝。

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表面抛光

利用机械或手工以研磨材料将金属表面磨光的方法。表面抛光又有磨光、镜面、丝光、喷砂等效果。根据表面效果的不同，使用的工具和方法也不尽相同。

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表面镶嵌

在金属表面刻画出阴纹，镶入金银丝或金银片等质地较软的金属材料，然后打磨平整。呈现纤巧华美的装饰效果

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塑料是以xx或合成树脂为主要成分，加入填料、增塑剂、润滑剂、固化剂、稳定剂等添加剂，经一定温度和压力塑制成型，且成型后在常温或一定温度范围内能保持其形状不变的材料。

金属的特性表现在以下几个方面：

1.几乎都是具有晶格的固体，由金属键结合而成。

2.是电与热的良导体。

3.表面具有金属所特有的色彩与光泽。

4.具有良好的展延性。

5.可以制成金属间化合物，可以与其他金属或非金属在熔融态下形成合金，以改善金属的性能。

6.除贵金属外，几乎所有金属的化学性能都较为活泼，易于氧化而生锈，产生腐蚀。

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正火是指将钢加热到AC3或Acm线以上30～50℃，保温一定时间，出炉后在空气中自然冷却的处理工艺。

　　正火主要用于：普通结构件以正火作为最终热处理，提高力学性能；低、中碳钢用正火作为预备热处理，以调整硬度，改善切削加工性。

退火是指把钢加热到一定温度,保温一定时间，然后缓慢冷却的一种热处理工艺。其主要目的是：降低硬度以利于切削加工，细化晶粒以提高力学性能,xx内应力以防工件变形，为零件的最终热处理作好准备。

　　退火主要用于铸、锻、焊毛坯或半成品零件，为预备热处理。

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钢的热处理是将钢固态下以适当的方式进行加热、保温和冷却，以获得所需组织和性能的工艺。热处理是强化金属材料、提高产品质量和寿命的主要途径之一。如汽车的绝大部分零件、各种刀具、模具、量具、轴承等几乎全部进行热处理。

　　热处理工艺的种类和多，通常根据其加热、冷却方法的不同及钢组织和性能变化的特点分为普通热处理和表面热处理和特殊热处理。

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