有色金屬基礎(chǔ)知識(shí)

鋁錠
　　鋁，我們?nèi)粘９I(yè)上的原料叫鋁錠，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T1196-93）應(yīng)叫“重熔用鋁錠”，不過(guò)大家叫慣了“鋁錠”。它是用氧化鋁-冰晶石通過(guò)電解法生產(chǎn)出來(lái)的。
　　鋁錠進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用之后有兩大類(lèi)：鑄造鋁合金和變形鋁合金。鑄造鋁及鋁合金是以鑄造方法生產(chǎn)鋁的鑄件；變形鋁及鋁合金是以壓力加工方法生產(chǎn)鋁的加工產(chǎn)品：板、帶、箔、管、棒、型、線(xiàn)和鍛件。按照«重熔用鋁錠»國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，“重熔用鋁錠按化學(xué)成分分為6個(gè)牌號(hào)，分別是Al99.85、Al99.80、Al99.70、Al99.60、Al99.50、Al99.00”（注：Al之后的數(shù)字是鋁含量）。
　　目前，有人叫的“A00”鋁，實(shí)際上是含鋁為99.7%純度的鋁,在倫敦市場(chǎng)上叫“標(biāo)準(zhǔn)鋁”。大家都知道，我國(guó)在五十年代技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都來(lái)自前蘇聯(lián)，“A00”是蘇聯(lián)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的俄文牌號(hào)，“A”是俄文字母，而不是英文“A”字，也不是漢語(yǔ)拼音字母的“A”。和國(guó)際接軌的話(huà)，稱(chēng)“標(biāo)準(zhǔn)鋁”更為確切。
    標(biāo)準(zhǔn)鋁就是含99.7%鋁的鋁錠，在倫敦市場(chǎng)上注冊(cè)的就是它。

　　有色金屬實(shí)用知識(shí)簡(jiǎn)介
　　§1.有色金屬分類(lèi)及產(chǎn)品牌號(hào)表示方法
　　一、有色金屬的分類(lèi)
（1）有色純金屬 分為重金屬、輕金屬、貴金屬、半金屬和稀有金屬五類(lèi)。
（2）有色合金 按合金系統(tǒng)分：重有色金屬合金、輕有色金屬合金、貴金屬合金、稀有金屬合金等；按合金用途則可分：變形（壓力加工用合金）、鑄造合金、軸承合金、印刷合金、硬質(zhì)合金、焊料、中間合金、金屬粉未等。
（3）有色材 按化學(xué)成份分類(lèi)：銅和銅合金材、鋁和鋁合金材、鉛和鉛合金材、鎳和鎳合金材、鈦和鈦合金材。按形狀分類(lèi)時(shí)，可分為：板、條、帶、箔、管、棒、線(xiàn)、型等品種。
　　 二、產(chǎn)品牌號(hào)的表示辦法
（1）命名原則 有色金屬及合金產(chǎn)品牌號(hào)的命名，規(guī)定以漢語(yǔ)拼音字母或國(guó)際元素符號(hào)作為主題詞代號(hào)，表示其所屬大類(lèi)，如用L或AL表示鋁，T或Cu表示銅。主題詞以后，用成份數(shù)字順序結(jié)合產(chǎn)品類(lèi)別來(lái)表示。即主題詞之后的代號(hào)可以表示產(chǎn)品的狀態(tài)、特征或主要成份，如LF為防（F）銹的鋁（L）合金；LD為鍛（D）造用的鋁（L）合金；LY為硬（Y）的鋁（L）合金，這三種合金的主題詞是鋁合金（L）。又如QSn為青（Q）銅中主要的添加元素為錫（Sn）的一類(lèi)；QAL9-4為青（Q）銅中含有鋁（AL），成分中添加元素鋁為9%，其他添加元素為4%，這兩種合金的主題詞是青銅（Q）。因此，產(chǎn)品代號(hào)是由標(biāo)準(zhǔn)（GB340-78）規(guī)定的主題詞漢語(yǔ)拼音字母、化學(xué)元素符號(hào)及阿拉伯?dāng)?shù)字相結(jié)合的方法來(lái)表示。見(jiàn)表1及表2：

表1 常用有色金屬和合金元素的名稱(chēng)及代號(hào)

表2專(zhuān)用有色金屬合金名稱(chēng)及其代號(hào)

     有色金屬及合金產(chǎn)品的狀態(tài)、加工方法、特征代號(hào)，采用規(guī)定的漢語(yǔ)拼音字母表示。如熱加工的R（熱），淬火的C（淬），不包鋁的B（不），細(xì)顆粒的X（細(xì)）等。但也有少數(shù)便外，如優(yōu)質(zhì)表面O（形象化表示完美無(wú)缺）等。其狀態(tài)、特性代號(hào)見(jiàn)表3。

表3有色金屬及合金產(chǎn)品的狀態(tài)、特性代號(hào)

（2）牌號(hào)表示方法舉例見(jiàn)表4

表4 有色金屬和合金產(chǎn)品的牌號(hào)表示方法舉例

　　三、鑄造和熱處理名稱(chēng)及代號(hào)
有色金屬鑄造和熱處理的代號(hào)見(jiàn)表5
                        表5有色合金鑄造方法和熱處理狀態(tài)的名稱(chēng)及其代號(hào)

　　§2銅及銅合金
一、純銅
        純銅是玫瑰紅色金屬，表面形成氧化銅膜后呈紫色，故工業(yè)純銅常稱(chēng)紫銅或電解銅。密度為8-9g/cm³，熔點(diǎn)1083°C。純銅導(dǎo)電性很好，大量用于制造電線(xiàn)、電纜、電刷等；導(dǎo)熱性好，常用來(lái)制造須防磁性干擾的磁學(xué)儀器、儀表，如羅盤(pán)、航空儀表等；塑性極好，易于熱壓和冷壓力加工，可制成管、棒、線(xiàn)、條、帶、板、箔等銅材。純銅產(chǎn)品有冶煉品及加工品兩種。分別見(jiàn)表6和表7。
                                表6冶煉銅的牌號(hào)、成分及用途

                                    表7加工銅的組別、牌號(hào)及成分

二、銅合金
（1）黃銅
        黃銅是銅與鋅的合金。最簡(jiǎn)單的黃銅是銅——鋅二元合金，稱(chēng)為簡(jiǎn)單黃銅或普通黃銅。改變黃銅中鋅的含量可以得到不同機(jī)械性能的黃銅。黃銅中鋅的含量越高，其強(qiáng)度也較高，塑性稍低。工業(yè)中采用的黃銅含鋅量不超過(guò)45%，含鋅量再高將會(huì)產(chǎn)生脆性，使合金性能變壞。
       為了改善黃銅的某種性能，在一元黃銅的基礎(chǔ)上加入其它合金元素的黃銅稱(chēng)為特殊黃銅。常用的合金元素有硅、鋁、錫、鉛、錳、鐵與鎳等。在黃銅中加鋁能提高黃銅的屈服強(qiáng)度和抗腐蝕性，稍降低塑性。含鋁小于4%的黃銅具有良好的加工、鑄造等綜合性能。在黃銅中加1%的錫能顯著改善黃銅的抗海水和海洋大氣腐蝕的能力，因此稱(chēng)為“海軍黃銅”。錫還能改善黃銅的切削加工性能。黃銅加鉛的主要目的是改善切削加工性和提高耐磨性，鉛對(duì)黃銅的強(qiáng)度影響不大。錳黃銅具有良好的機(jī)械性能、熱穩(wěn)定性和抗蝕性；在錳黃銅中加鋁，還可以改善它的性能，得到表面光潔的鑄件。黃銅可分為鑄造和壓力加工兩類(lèi)產(chǎn)品。常用加工黃銅的化學(xué)成分，見(jiàn)表8。
                                        表8常用加工黃銅的化學(xué)成分

(2)青銅
        青銅是歷史上應(yīng)用最早的一種合金，原指銅錫合金，因顏色呈青灰色，故稱(chēng)青銅。為了改善合金的工藝性能和機(jī)械性能，大部分青銅內(nèi)還加入其它合金元素，如鉛、鋅、磷等。由于錫是一種稀缺元素，所以工業(yè)上還使用許多不含錫的無(wú)錫青銅，它們不僅價(jià)格便宜，還具有所需要的特種性能。無(wú)錫青銅主要有鋁青銅、鈹青銅、錳青銅、硅青銅等。此外還有成份較為復(fù)雜的三元或四元青銅?，F(xiàn)在除黃銅和白銅（銅鎳合金）以外的銅合金均稱(chēng)為青銅。
         錫青銅有較高的機(jī)械性能，較好的耐蝕性、減摩性和好的鑄造性能；對(duì)過(guò)熱和氣體的敏感性小，焊接性能好，無(wú)鐵磁性，收縮系數(shù)小。錫青銅在大氣、海水、淡水和蒸汽中的抗蝕性都比黃銅高。鋁青銅有比錫青銅高的機(jī)械性能和耐磨、耐蝕、耐寒、耐熱、無(wú)鐵磁性，有良好的流動(dòng)性，無(wú)偏析傾向，可得到致密的鑄件。在鋁青銅中加入鐵、鎳和錳等元素，可進(jìn)一步改善合金的各種性能。
         青銅也分為壓力加工和鑄造產(chǎn)品兩大類(lèi)。常用加工青銅的化學(xué)成分見(jiàn)表9
                                    表9常用加工青銅的化學(xué)成分

(3)白銅
       

以鎳為主要添加元素的銅基合金呈銀白色,稱(chēng)為白銅。銅鎳二元合金稱(chēng)普通白銅，加錳、鐵、鋅和鋁等元素的銅鎳合金稱(chēng)為復(fù)雜白銅，純銅加鎳能顯著提高強(qiáng)度、耐蝕性、電阻和熱電性。工業(yè)用白銅根據(jù)性能特點(diǎn)和用途不同分為結(jié)構(gòu)用白銅和電工用白銅兩種，分別滿(mǎn)足各種耐蝕和特殊的電、熱性能。白銅多經(jīng)壓力加工成白銅材，常用加工白銅的組別、化學(xué)成份見(jiàn)表10。
                                    表10加工白銅的組別和成分

二、銅材
        以純銅或銅合金制成各種形狀包括棒、線(xiàn)、板、帶、條、管、箔等統(tǒng)稱(chēng)銅材。銅材的加工有軋制、擠制及拉制等方法，銅材中板材和條材有熱軋的和冷軋的；而帶材和箔材都是冷軋的；管材和棒材則分為擠制品和拉制品；線(xiàn)材都是拉制的。各種銅材的種類(lèi)、規(guī)格見(jiàn)表11-16。
                                            表11銅棒材的種類(lèi)、規(guī)格

                                        表12銅線(xiàn)材的種類(lèi)、規(guī)格

                                        表13銅板材的種類(lèi)、規(guī)格

                                            表14銅帶材的種類(lèi)規(guī)格

注：厚度進(jìn)級(jí)分檔（毫米）0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.10、0.12、0.15、0.18、0.20、0.22、0.25、0.30、0.40、0.45、0.50、0.55、0.60、0.65、0.70、0.75、0.80、0.90、0.95、1.00、1.10、1.20、1.30、1.40、1.50

                                    表15銅管材的種類(lèi)、規(guī)格

                                        表16銅箔材的種類(lèi)、規(guī)格

　　§3鋁及鋁合金
       鋁是一種輕金屬,密度小(2.79/Cm³), 具有良好的強(qiáng)度和塑性，鋁合金具有較好的強(qiáng)度，超硬鋁合金的強(qiáng)度可達(dá)600Mpa，普通硬鋁合金的抗拉強(qiáng)度也達(dá)200-450Mpa，它的比鋼度遠(yuǎn)高于鋼，因此在機(jī)械制造中得到廣泛的運(yùn)用。鋁的導(dǎo)電性?xún)H次于銀和銅，居第三位，用于制造各種導(dǎo)線(xiàn)。鋁具有良好的導(dǎo)熱性，可用作各種散熱材料。鋁還具有良好的抗腐蝕性能和較好的塑性，適合于各種壓力加工。
        鋁合金按加工方法可以分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。變形鋁合金又分為不可熱處理強(qiáng)化型鋁合金和可熱處理強(qiáng)化型鋁合金。不可熱處理強(qiáng)化型不能通過(guò)熱處理來(lái)提高機(jī)械性能，只能通過(guò)冷加工變形來(lái)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化，它主要包括高純鋁、工業(yè)高純鋁、工業(yè)純鋁以及防銹鋁等?？蔁崽幚韽?qiáng)化型鋁合金可以通過(guò)淬火和時(shí)效等熱處理手段來(lái)提高機(jī)械性能，它可分為硬鋁、鍛鋁、超硬鋁和特殊鋁合金等。
        鋁合金可以采用熱處理獲得良好的機(jī)械性能，物理性能和抗腐蝕性能。
        鑄造鋁合金按化學(xué)成分可分為鋁硅合金，鋁銅合金，鋁鎂合金和鋁鋅合金。
一、純鋁產(chǎn)品
        純鋁分冶煉品和壓力加工品兩類(lèi)，前者以化學(xué)成份Al表示，后者用漢語(yǔ)拼音LG（鋁、工業(yè)用的）表示。分別見(jiàn)表17和表18。
                                    表17冶煉純鋁的代號(hào)、成分及用途

                                            表18工業(yè)高純鋁的代號(hào)和成分

二、壓力加工鋁合金
        鋁合金壓力加工產(chǎn)品分為防銹（LF）、硬質(zhì)（LY）、鍛造（LD）、超硬（LC）、包覆（LB）、特殊（LT）及釬焊（LQ）等七類(lèi)。常用鋁合金材料的狀態(tài)為退火（M燜火）、硬化（Y）、熱軋（R）等三種。壓力加工鋁合金的產(chǎn)品代號(hào)及化學(xué)成份見(jiàn)表19。
                                        表19鋁合金加工產(chǎn)品代號(hào)和成分

三、鋁材
        鋁和鋁合金經(jīng)加工成一定形狀的材料統(tǒng)稱(chēng)鋁材，包括板、帶、箔、管、棒、線(xiàn)、型等。各種鋁合金及規(guī)格見(jiàn)表20。
                                表20鋁材的主要品種及規(guī)格（毫米）

四、鑄造鋁合金
        鑄造鋁合金（ZL）按成分中鋁以外的主要元素硅、銅、鎂、鋅分為四類(lèi)，代號(hào)編碼分別為100、200、300、400。其代號(hào)及化學(xué)成分見(jiàn)表21。
                                表21鑄造鋁合金的代號(hào)和化學(xué)成分

五、高強(qiáng)度鋁合金
        高強(qiáng)度鋁合金指其抗拉強(qiáng)度大于480兆帕的鋁合金，主要是壓力加工鋁合金中硬鋁合金類(lèi)、超硬鋁合金類(lèi)和鑄造合金類(lèi)。此類(lèi)鋁合金品種、成分見(jiàn)表22。
                                表22高強(qiáng)度鋁合金的品種及成分