有色金属

　　有色金属又称非铁金属，是铁、锰、铬以外的所有金属的统称。有色金属还包括有色合金。现代有色金属及其合金已成为机械制造业、建筑业、电子工业、航空航天、核能利用等领域不可缺少的结构材料和功能材料。

有色金属分类

　　有色金属的分类很多，大约有80多种，大致按其比重、价格、在地壳中的储量及分布情况和被人们发现与使用情况的早晚等分为五大类。

　　重有色金属：指比重大于4.5的有色金属。包括铜，镍，锢，铅，锌，锑，汞，锡和秘。

　　轻有色金属：指比重小于4.5的有色金属。包括铝，镁，钙、钾、银和钡。

　　贵金属：指在地壳中含量少，开采和提取都比较困难，对氧和其它试剂稳定，价格比一般金属贵的有色金属。包括金、银。和铂族元素。一般比重都较大，熔点较高在916-3000度，有很好的化学稳定性、优良的抗氧化性及耐腐蚀性。

　　半金属：一般指硅、硒、蹄、砷和硼五种元素。其物理化学性质介于金属和非金属之间。如砷是非金属，但它能传热和导电。

　　稀有金属：稀有金属并不是说稀少，只是指在地壳中分布不广，开采冶炼较难，在工业应用较晚，故称为稀有金属。稀有金属又包括为稀有轻金属，稀有高熔点金属，稀有分散金属，稀土金属，稀有放射性金属。

常见的有色金属材料

　　有色金属材料的特点是种类繁多、涉及范围广。种类多达60多种，包括铝、铜、铅、锌、钛、镁、锑、锡、镍、钨、钼和稀土元素等。涉及到结构材料、功能材料、环境保护材料和生物医用材料等，是航空航天、交通运输、电子电器、能源动力、建筑桥梁、机械制造、日常用品、武器装备等民用和领域必不可少的材料，对促进国民经济的可持续发展具有极其重要的战略意义。有色金属材料生产的技术水平和规模及其应用程度已经成为衡量一个国家综合国力的重要标志之一。

　　根据有色金属材料的特点，它们的性能差异很大，用途也各不相同，但是都是国民经济发展不可缺少的重要材料：目前，应用Z多、Z广的有色金属材料主要有：铝及铝合金、铜及铜合金、钛及钛合金、镁及镁合金及其他有色金属材料，其中以铝、铜、镁、钛合金应用Z多、Z广。

　　1、铝及铝合金

　　铝合金作为Z典型的轻质材料，材料密度为2.7g/cm³，具有密度小、比强度高、耐腐蚀、易成形、成本低等一系列优点，在汽车、建筑、食品及包装、电力、交通基础设施、航空航天、机械、电子等部门的传统或新型产品的制造中广泛应用，是十分重要的军民两用材料。铝是用量仅次于钢铁的第二大金属材料，铝工业在国家的经济建设和国防安全等方面发挥着基础性和战略性的作用。

　　2、铜及铜合金

　　铜具有良好的导电性，导热性，并具有较高的强度，材料密度为8.9g/cm³;同时，铜具有成形性好、耐腐蚀、KJ等优良性能;铜与其他元素能制备出各种合金，具有特殊的性能。

　　铜及铜合金是功能和结构一体化的理想材料，在围民经济和国防建设中具有重要应用，是高新技术的发展必不可少的材料。特别，铜及铜合金是信息技术高速发腱的关键材料。广泛应用于电力、家用电器、电子信息、机械制造、交通运输、建筑等相关行业。

　　3、钛及钛合金

　　金属钛材料密度为4.7g/cm³，具有密度小、比强度大、耐热和耐腐蚀性好等宝贵特性，在航空航天、航海造船、军械、化工、冶金、发电和汽车工业等领域有着十分重要的用途。同时，钛及钛合金在YL、食品和体育用品等日常生活领域电有广泛的应用。钛是制造飞机和海上舰艇不可缺少的重要结构材料，它对增强国家的军事防御能力、实现国防现代化有着特殊的重要意义。

　　4、镁及镁合金

　　金属镁材料密度为1.74g/cm³，具有低密度、高比强度、高比刚度、良好的阻尼减震性、导热性、可切削加工性和回收性等特点，是目前工程应用中的Z轻质金属结构材料，被称为新世纪的“绿色”工程材料。因此，镁及镁合金在交通工具、通讯器材、航空航天等具有轻量化需求的领域有着广泛的应用潜力和发展空间。同时，镁是地球上储量Z丰富的元素之一，我国镁资源十分丰富。

有色金属材料的基本要求

　　根据不同领域的需求，对有色金属材料的要求是不同的。应用时对产品的基本要求是：产品必须要满足使用对形状与尺寸、组织与性能、表面质量与尺寸形状精度的要求，其中组织性能要求包括对力学性能、组织结构、功能性能和其他特殊性能的要求。

　　1、形状、尺寸及精度要求

　　材料在工程应用中，首先需要满足形状和尺寸的要求，有色金属材料也不例外。有色金属加工材的形状主要可以分为：板、带、箔、管、棒、型、线及锻件等(铸件除外)。根据使用要求，材料还需要满足尺寸大小及精度的要求。

　　2、组织与性能的要求

　　(1)力学性能要求：材料的力学性能主要包括抗拉强度、屈服强度、延伸率、疲劳强度、弹性、抗蠕变性能、抗软化温度等。

　　(2)组织性能要求：主要包括材料的组织结构、晶粒大小、组织的均匀性、杂质的含量、杂质的分布、缺陷的种类和分布等。

　　(3)功能性能要求：主要包括导电性、导热性、导磁性、隔热性能、屏蔽性(对电磁波)、发光性能、储能性能、材料的环保性能、材料的放射性等。

　　总之，要满足上述要求，首先是要对产品材料的选择和制备，然后就是如何通过控制加工来满足使用要求。

有色金属应用

　　1、航空(飞机)工业

　　铝合金锻件占飞机用金属锻件重量的80%以上，如起落架、框架、肋条、发动机部件等。一架飞机上所用的上千种锻件，除了少数高温部件使用高温合金和铁合金锻件外，大部分已铝化，如美国波音公司年产飞机上千架，需消耗数万吨铝合金锻件。

　　2、航天工业

　　航天器上的金属锻件主要包括锻环、轮圈、翼梁和机座等，大部分为铝锻件，少数为钛锻件。宇宙飞船、火箭、导弹、卫星等的发展对铝锻件的需求日益俱增。我国研制的超远程导弹用Al-Li合金壳体锻件.每件重达三百多千克，φ(1.5~5)m的各类铝合金锻环的用量也越来越大。

　　3、汽车工业

　　汽车工业是应用铝合金锻件Z有前途和潜力的行业，也是铝锻件的Z大应用市场。主要作为轮毂(重型汽车、大中型客车及高级轿车上保险杠、底座大梁和一些小型铝锻件，其中铝轮毂是铝锻件使用量Z大的产品之一。如美国铝业公司生产的6061T6汽车轮毂，其晶粒变形流向与受力方向一致强度与韧性及疲劳强度均大大高于铸造合金车轮，而重量则减少了20%.伸长率可达12%～16%。

　　据统计，世界上近几年来铝轮毂用量的年增长速度达20%以上，目前的使用量达数十亿个。铝合金汽车轮载在我国刚刚起步，2009年我国汽车产量已超过1000万辆/年，世界汽车产量可能突破70CD万辆/年，铝轮毂和其他铝锻件的用量将会得到惊人的发展。近年来，镁合金在汽车工业中的应用也开始使用，如一些赛车采用镁合金轮毂。

　　4、兵器工业

　　坦克、装甲车、运兵车.战车.火箭弹、炮架、军舰等常规武器上使用铝合金锻件作为承力件的数量大为增加，基本代替了钢锻件，特别是铝合金坦克负重轮等重要锻件已成了兵器器械轻量化、现代化的重要材料。此外，由于镁合金材料密度更轻的特色，使其近年在兵器器械轻量化方面的应用也受到极大的重视。

　　5、能源动力工业

　　铝锻件会逐渐代替某些钢锻件制作机架、护环、动环和不动环以及煤炭运输车轮.液化天然气法兰盘.核电站燃料架等。一般为大中型锻件。

　　6、船舶和舰艇工业

　　使用铝锻件作为机架、动环和不动环、炮台架等，耐腐蚀的铁合金制造板式热交换器，近年来也采用耐蚀铜合金制作板式热交换器。

　　7、模具工业

　　铝合金锻件用于制作橡胶模具，鞋模具及其他轻工模具。

　　8、其他工业方面

　　目前，在制作木工机械，纺织机械中的机架、清块、连杆及绞线盘等方面，仅纺织机用绞线盘的铝锻件，我国每年就需要数万件，重一千多吨。此外，在电子通讯.家用电器、文体器材等方面也开始使用有色金属及其合金锻件替代钢锻件，铜合金锻件被广泛应用于gao档水暖零件、同步齿环和一些工艺产品中。