Ⅰ 合金在生活中的用途
它可以將多種不同金屬的優點都集中起來,相對於純金屬而言可以揚長避短。如鋁合金,既便宜,又富有延展性還具有一定的硬度,化學性質還穩定,不易氧化。
Ⅱ 鋁合金在生活中的用途
鋁合金 以鋁為基的合金總稱。主要合金元素有銅、硅、鎂、鋅、錳,次要合金元素有鎳、鐵、鈦、鉻、鋰等。
鋁合金典型用途 1050 食品、化學和釀造工業用擠壓盤管,各種軟管,煙花粉 1060 要求抗蝕性與成形性均高的場合,但對強度要求不高,化工設備是其典型用途 1100 用於加工需要有良好的成形性和高的抗蝕性但不要求有高強度的零件部件,例如化工產品、食品工業裝置與貯存容器、薄板加工件、深拉或旋壓凹形器皿、焊接零部件、熱交換器、印刷板、銘牌、反光器具 1145 包裝及絕熱鋁箔,熱交換器 1199 電解電容器箔,光學反光沉積膜 1350 電線、導電絞線、匯流排、變壓器帶材 2011 螺釘及要求有良好切削性能的機械加工產品 2014 應用於要求高強度與硬度(包括高溫)的場合。飛機重型、鍛件、厚板和擠壓材料,車輪與結構元件,多級火箭第一級燃料槽與航天器零件,卡車構架與懸掛系統零件 2017 是第一個獲得工業應用的2XXX系合金,目前的應用范圍較窄,主要為鉚釘、通用機械零件、結構與運輸工具結構件,螺旋槳與配件 2024 飛機結構、鉚釘、導彈構件、卡車輪轂、螺旋槳元件及其他種種結構件 2036 汽車車身鈑金件 2048 航空航天器結構件與兵器結構零件 2124 航空航天器結構件 2218 飛機發動機和柴油發動機活塞,飛機發動機汽缸頭,噴氣發動機葉輪和壓縮機環 2219 航天火箭焊接氧化劑槽,超音速飛機蒙皮與結構零件,工作溫度為-270~300℃。焊接性好,斷裂韌性高,T8狀態有很高的抗應力腐蝕開裂能力 2319 焊拉2219合金的焊條和填充焊料 2618 模鍛件與自由鍛件。活塞和航空發動機零件 2A01 工作溫度小於等於100℃的結構鉚釘 2A02 工作溫度200~300℃的渦輪噴氣發動機的軸向壓氣機葉片 2A06 工作溫度150~250℃的飛機結構及工作溫度125~250℃的航空器結構鉚釘 2A10 強度比2A01合金的高,用於製造工作溫度小於等於100℃的航空器結構鉚釘 2A11 飛機的中等強度的結構件、螺旋槳葉片、交通運輸工具與建築結構件。航空器的中等強度的螺栓與鉚釘 2A12 航空器蒙皮、隔框、翼肋、翼梁、鉚釘等,建築與交通運輸工具結構件 2A14 形狀復雜的自由鍛件與模鍛件 2A16 工作溫度250~300℃的航天航空器零件,在室溫及高溫下工作的焊接容器與氣密座艙 2A17 工作溫度225~250℃的航空器零件 2A50 形狀復雜的中等強度零件 2A60 航空器發動機壓氣機輪、導風輪、風扇、葉輪等 2A70 飛機蒙皮,航空器發動機活塞、導風輪、輪盤等 2A80 航空發動機壓氣機葉片、葉輪、活塞、漲圈及其他工作溫度高的零件 2A90 航空發動機活塞 3003 用於加工需要有良好的成形性能、高的抗蝕性可焊性好的零件部件,或既要求有這些性能又需要有比1XXX系合金強度高的工作,如廚具、食物和化工產品處理與貯存裝置,運輸液體產品的槽、罐,以薄板加工的各種壓力容器與管道 3004 全鋁易拉罐罐身,要求有比3003合金更高強度的零部件,化工產品生產與貯存裝置,薄板加工件,建築加工件,建築工具,各種燈具零部件 3105 房間隔斷、檔板、活動房板、檐槽和落水管,薄板成形加工件,瓶蓋、瓶塞等 3A21 飛機油箱、油路導管、鉚釘線材等;建築材料與食品等工業裝備等 5005 與3003合金相似,具有中等強度與良好的抗蝕性。用作導體、炊具、儀錶板、殼與建築裝飾件。陽極氧化膜比3003合金上的氧化膜更加明亮,並與6063合金的色調協調一致 5050 薄板可作為致冷機與冰箱的內襯板,汽車氣管、油管與農業灌溉管;也可加工厚板、管材、棒材、異形材和線材等 5052 此合金有良好的成形加工性能、抗蝕性、可燭性、疲勞強度與中等的靜態強度,用於製造飛機油箱、油管,以及交通車輛、船舶的鈑金件,儀表、街燈支架與鉚釘、五金製品等 5056 鎂合金與電纜護套鉚釘、拉鏈、釘子等;包鋁的線材廣泛用於加工農業捕蟲器罩,以及需要有高抗蝕性的其他場合 5083 用於需要有高的抗蝕性、良好的可焊性和中等強度的場合,諸如艦艇、汽車和飛機板焊接件;需嚴格防火的壓力容器、致冷裝置、電視塔、鑽探設備、交通運輸設備、導彈元件、裝甲等 5086 用於需要有高的抗蝕性、良好的可焊性和中等強度的場合,例如艦艇、汽車、飛機、低溫設備、電視塔、鑽井裝置、運輸設備、導彈零部件與甲板等 5154 焊接結構、貯槽、壓力容器、船舶結構與海上設施、運輸槽罐 5182 薄板用於加工易拉罐蓋,汽車車身板、操縱盤、加強件、托架等零部件 5252 用於製造有較高強度的裝飾件,如汽車等的裝飾性零部件。在陽極氧化後具有光亮透明的氧化膜 5254 過氧化氫及其他化工產品容器 5356 焊接鎂含量大於3%的鋁-鎂合金焊條及焊絲 5454 焊接結構,壓力容器,海洋設施管道 5456 裝甲板、高強度焊接結構、貯槽、壓力容器、船舶材料 5457 經拋光與陽極氧化處理的汽車及其他裝備的裝飾件 5652 過氧化氫及其他化工產品貯存容器 5657 經拋光與陽極氧化處理的汽車及其他裝備的裝飾件,但在任何情況下必須確保材料具有細的晶粒組織 5A02 飛機油箱與導管,焊絲,鉚釘,船舶結構件 5A03 中等強度焊接結構,冷沖壓零件,焊接容器,焊絲,可用來代替5A02合金 5A05 焊接結構件,飛機蒙皮骨架 5A06 焊接結構,冷模鍛零件,焊拉容器受力零件,飛機蒙皮骨部件 5A12 焊接結構件,防彈甲板 6005 擠壓型材與管材,用於要求強高大於6063合金的結構件,如梯子、電視天線等 6009 汽車車身板 6010 薄板:汽車車身 6061 要求有一定強度、可焊性與抗蝕性高的各種工業結構性,如製造卡車、塔式建築、船舶、電車、傢具、機械零件、精密加工等用的管、棒、形材、板材 6063 建築型材,灌溉管材以及供車輛、台架、傢具、欄柵等用的擠壓材料 6066 鍛件及焊接結構擠壓材料 6070 重載焊接結構與汽車工業用的擠壓材料與管材 6101 公共汽車用高強度棒材、電導體與散熱器材等 6151 用於模鍛曲軸零件、機器零件與生產軋制環,供既要求有良好的可鍛性能、高的強度,又要有良好抗蝕性之用 6201 高強度導電棒材與線材 6205 厚板、踏板與耐高沖擊的擠壓件 6262 要求抗蝕性優於2011和2017合金的有螺紋的高應力零件 6351 車輛的擠壓結構件,水、石油等的輸送管道 6463 建築與各種器具型材,以及經陽極氧化處理後有明亮表面的汽車裝飾件 6A02 飛機發動機零件,形狀復雜的鍛件與模鍛件 7005 擠壓材料,用於製造既要有高的強度又要有高的斷裂韌性的焊接結構,如交通運輸車輛的桁架、桿件、容器;大型熱交換器,以及焊接後不能進行固熔處理的部件;還可用於製造體育器材如網球拍與壘球棒 7039 冷凍容器、低溫器械與貯存箱,消防壓力器材,軍用器材、裝甲板、導彈裝置 7049 用於鍛造靜態強度與7079-T6合金的相同而又要求有高的抗應力腐蝕開裂勇力的零件,如飛機與導彈零件——起落架液壓缸和擠壓件。零件的疲勞性能大致與7075-T6合金的相等,而韌性稍高 7050 飛機結構件用中厚板、擠壓件、自由鍛件與模鍛件。製造這類零件對合金的要求是:抗剝落腐蝕、應力腐蝕開裂能力、斷裂韌性與抗疲勞性能都高 7072 空調器鋁箔與特薄帶材;2219、3003、3004、5050、5052、5154、6061、7075、7475、7178合金板材與管材的包覆層 7075 用於製造飛機結構及期貨 他要求強度高、抗腐蝕性能強的高應力結構件、模具製造 7175 用於鍛造航空器用的高強度結構性。T736材料有良好的綜合性能,即強度、抗剝落腐蝕與抗應力腐蝕開裂性能、斷裂韌性、疲勞強度都高 7178 供製造航空航天器的要求抗壓屈服強度高的零部件 7475 機身用的包鋁的與未包鋁的板材,機翼骨架、桁條等。其他既要有高的強度又要有高的斷裂韌性的零部件 7A04 飛機蒙皮、螺釘、以及受力構件如大梁桁條、隔框、翼肋、起落架等
Ⅲ 大家有知道合金的用途的嗎請知道者給個答案
各類合金用途 NS111
Incoloy800 N08800 抗氧化性介質腐蝕,高溫下抗滲碳性良好。熱交換器及蒸汽發生器官、合成纖維的加熱管。
NS112 N08810
Incoloy800 H 抗氧化性介質腐蝕,高溫下抗滲碳性良好。爐管及耐熱構件、合成纖維工程中的加熱管等。
NS113 耐高溫高壓水的應力腐蝕及苛性介質應力腐蝕。核電站的蒸汽發生器管。
NS131 在含鹵素離子氧化-還原復合介質中耐點腐蝕。
濕法治金、制鹽、造紙及合成纖維工業的含氯離子環境。
NS141 耐氧化-還原介質腐蝕及氯化物介質的應力腐蝕。
硫酸及含有多種金屬離子和鹵族離子的硫酸裝置。
NS142 N08825
Incoloy825 耐氧化物應力腐蝕及氧化-還原性復合介質腐蝕,熱交換器及冷凝器,含多種離子的硫酸環境。
NS143 N08020
20號合金
Alloy 20cb3優異的抗應力腐蝕開裂能力和好的耐局部還原性復合介質腐蝕.運用於硫酸環境及含有鹵族離子及金屬離子的硫酸溶液工業裝置。
NS311 抗強氧化性介質及含氟離子高溫硝酸腐蝕,無磁。
高溫硝酸環境及強腐蝕條件下無磁構件。
NS312 N06600
Inconel600
AMS5665固溶強化的耐熱耐蝕合金,具有良好的抗高溫腐蝕性能,抗氧化性能,冷熱加工性能,低溫機械性能,冷熱疲勞性能.650℃下具有較高的強度,成型性好,易於焊接.適合於熱處理及化學加工工業裝置.
NS313 抗強氧化性介質腐蝕,高溫強度高。強腐蝕性核工程廢物燒結處理爐。
NS314 耐強氧化性介質及高溫硝酸、氫氟酸混合介質腐蝕。
核工業中靶件及元件的溶解器。
NS315 N06690
Inconel690具有良好的耐高溫腐蝕和抗氧化性能,優良的冷熱加工和焊接工藝性能,在700℃以下具有滿意的熱強性和高的塑性.合金可以通過冷加工得到強化。
NS321 N10001
Hastelloy B HastelloyB(哈氏合金),耐含氯離子的氧化-還原復合介質腐蝕,耐點腐蝕,濕氯.亞硫酸.次氯酸.硫酸.鹽酸及氯化物溶液裝置。
NS322 N10665
Hastelloy B-2 耐強還原性介質腐蝕,改善抗晶間腐蝕性。
鹽酸及中等到濃度硫酸環境(特別是高溫下的)裝置
NS331 耐高濕氟化氫、氯化氫氣體及氟氣腐蝕晚成形焊接。
化工、核能及有色冶金中高溫氟化氫爐管及容器。
NS332 耐含氯離子的氧化-還原介質腐蝕,耐點腐蝕。
濕氯、亞硫酸、次氯酸、硫酸、鹽酸及氯化物溶液裝置。
NS333
Hastelloy
C-276C-276具有很多優異性能的耐蝕合金,對氧化性和中等還原性腐蝕有很好的抵抗能力,具有優異的抗應力腐蝕開裂能力和好的耐局部腐蝕能力在很多化工工藝介質中有滿意的耐蝕特性,包括侵蝕性很強的無機酸溶液、氯氣和含氯化物的各種介質、乾燥氯氣、甲酸和醋酸、酸酐、海水和鹽水等。
NS334
N10276 耐氧化性氯化物水溶液及濕氯、次氯酸鹽腐蝕。
強腐蝕性氧化-還原復合介質及高溫海水中的焊接構件。
說 明
NS335 N06455
Hastelloy C-4 耐含氯離子的氧化-還原復合腐蝕,組織熱穩定性好。
濕氯、次氯酸、硫酸、鹽酸、混合酸、氯化物裝置、焊後直接應用。
Inconel625 NS336
N06625 GH984 耐氧化-還原復合介質,耐海水腐蝕且熱強度高,化學加工,工業中苛刻腐蝕環境或海洋環境。
Inconel
625是一種鎳鉻鉬合金,還有少量鈮,用以加強合金的硬度,因此此合金不需要熱處理就能增加很高的強度.此合金可以在很多種嚴酷的酸性環境中抵禦腐蝕,特別是斑點腐蝕及裂隙腐蝕.運用於化學加工,航空領域,輪機引擎,污染控制設備,和核反應設備.
NS337 焊接材料,焊接覆蓋面大,耐苛刻環境腐蝕。
多種高鉻鉬鎳基合金的焊接及與不銹鋼的焊接。
NS341 耐含氟、氯離子的酸性介質的沖刷冷凝腐蝕。
化工及濕法治金冷凝器和爐管、容器。
NS411 抗強氧化性介質腐蝕,可沉澱硬化,耐腐蝕沖擊。
硝酸等氧化性酸中工作的球閥及承載構件。
GH1140
具有良好的抗氧化性的熱疲勞性,高的塑性和一定的熱強性,並有良好的沖擊,焊接等工藝性能用於工作溫度800-900℃的渦輪發動機的燃燒室和加力燃燒室零部件 。
GH2132 A-286
AMS-5525 5731
SAEHEV7在650℃以下具有高的屈服強度和持久、蠕變強度,並且具有較好的加工塑性和滿意的焊接性能。適合製造在650℃以下長期工作的航空發動機高溫承力部件等。
GH3030在800℃以下具有滿意的熱強性和高的塑性,並具有良好的抗氧化,熱疲勞,冷沖壓和焊接工藝性能。合金經固溶處理後為單相奧氏體,使用過程中組織穩定。主要用於800℃以下工作的渦輪發動機燃燒室部件和在1100℃以下要求抗氧化但承受載荷很小的其他高溫部件。
GH3044是固溶強化鎳基抗氧化合金,在900℃以下具有高的塑性和中等的熱強性,並具有優良的抗氧化性和良好的沖壓、焊接工藝性能,適宜製造在900℃以下長期工作的航空發動機主燃燒室和加力燃燒室和加力燃燒室零部件以及隔熱屏、導向葉片等。
GH3039為單相奧氏體型固溶強化合金,在800℃以下具有中等的熱強性和良好的熱疲勞性能,1000℃以下抗氧化性能良好,長期使用組織穩定,還具有良好的冷成形性和焊接性能。適宜於850℃以下長期使用。
GH3128
固溶強化型鎳基合金綜合性能好、持久壽命高、並有良好的抗氧化性和較好的組織穩定性及良好的焊接性能,用於工作950度的渦輪發動機的燃燒室和加力燃燒室等零部件。
GH4033
在750℃有滿意的高溫強度,在900℃以下有良好的抗氧化性能,並有良好的熱加工和機械加工性能易於鍛軋成材用於工作溫高度為700℃的渦輪葉片的750℃的渦輪盤等材料。
GH4037
AMS5829
SAEHEV6
在850℃以下使用有高的強度和組織穩定性以及良好的綜合性能塑性好疲勞強度高冷熱加工性能尚好有缺口敏感性,用於工作溫度在800-850℃的排氣閥座後卡圈零件和燃燒氣渦輪葉片。
GH4145
Inconelx-750在980℃以下具有良好的耐腐蝕和抗氧化性能,800℃以下具有較高的強度,540℃以下具有較好的耐鬆弛性能,同時還具有良好的成形性能和焊接性能,在低溫環境中有優異的機械性能。
GH4169
Inconel718
AMS5596 5562
SAE
XEV-1在-253~700℃溫度范圍內具有良好的綜合性能,650℃以下的屈服強度居變形高溫合金的首位,並具有良好的抗疲勞、抗輻射、抗氧化、耐腐蝕性能,以及良好的加工性能、焊接性能良好。能夠製造各種形狀復雜的零部件,在宇航、核能、石油工業中,在上述溫度范圍內獲得了極為廣泛的應用。
說 明
GH901 Incoloy901
Udimet901
AMS5660
5661GH901是以Fe43Ni12Cr為基,加入鈦、鋁、鉬等強化元素的奧氏體型時效硬化合金,並含有微量的硼和較低的碳。合金在650℃以下具有較高的屈服強度和持久強度,760℃以下抗氧化性良好,長期使用穩定。廣泛用於製造在650℃以下工作的航空及地面燃氣渦輪發動機的轉盤形件(渦輪盤、壓氣機盤、軸頸等)、靜結構件、渦輪外環及緊固件等零部件。
Monel400在較大溫度范圍內的固溶和高強度合金,適用於電子部件和彈簧。在高達1000ºF溫度下有抗腐蝕和氧化能力。
DIN1.4529
00Cr21Ni24Mo6N
AL-6XN1.4529是一種奧氏體不銹鋼。由於它的高含鉬量,故具有極高的耐點腐蝕和耐縫隙腐蝕性能。這種牌號的不銹鋼是為用於諸如海水等,含有鹵化物的環境中而研製和開發的。
254SMO是一種奧氏體不銹鋼。由於它的高含鉬量,故具有極高的耐點腐蝕和耐縫隙腐蝕性能。這種牌號的不銹鋼是為用於諸如海水等,含有鹵化物的環境中而研製和開發的。
GH3536高溫合金是一種含鐵量較高、主要用鉻和鉬固溶強化的鎳基合金,具有良好的抗氧化和耐腐蝕性能。在900℃以下,具有中等的持久和蠕變強度。它的冷熱加工和焊接性能良好。適合製作在900℃以下長期使用的航空發動機燃燒室部件和其它高溫部件
321321國標0Cr18Ni9Ti在304鋼中添加Ti的元素來防止晶界腐蝕;適用與在430℃~900℃溫度下使用,應用在航空器、排氣管、鍋爐汽包等方面。
904L
904L國內牌號00Cr20Ni25Mo4.5Cu.隨用途而異.C含量<=0.02%或0.03%.具有較高的鉻含量和足夠的鎳含量,銅的加入使它具有很強的抗酸能力,尤其對氯化物間隙腐蝕和應力腐蝕崩裂有高度抗性,抗點蝕能力略優與其他鋼種該鋼種隨著各種有硫酸腐蝕的應用而發展起來的.
00Cr17Ni14Mo2
(316L)
GH90GH90為時效強化型鎳基變形高溫合金,含有較高量的鈷及多種強化元素.該合金在815~870℃有較高的抗拉強度和抗蠕變能力,良好的抗氧化性和耐腐蝕性,在冷熱反復交替作用下有較高的疲勞強度以及良好的成形性和焊接性。
GH93GH93是含有較高的鈷和鉻的沉澱硬化鎳基合金,具有較高的強度和較好的組織穩定性,在815℃以下使用,綜合性良好.用於航空發動機的渦輪葉片,小型發動機渦輪盤和緊固件.該合金熱加工塑性良好。
Ⅳ 金屬與合金的性質及用途
合金是由兩種或者兩種以上的金屬(或者金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質。
合金的性質並不是各成分金屬性質的總和。
合金具有許多良好的性質:
1.合金的硬度一般比它的成分金屬的大
2.合金的熔點一般比它的各成分金屬的低
3.合金的機械性能方面明顯優於各成分金屬
4.合金的化學性質與成分金屬不同。
鑒於此,合金比純的金屬的用途更廣。
使用不同的原料,改變原料的配比以及改變生成合金的條件,可以製得不同性能的合金,合金的性質取決於三個方面:1.合金成分(含元素)2.構成比例
3.煉制方法
一般來講,合金由於是不同分子(含原子)的混合,因此分子間填充較充分,同種分子(含原子)之間的作用力減弱,因此一般呈現出熔化點(嚴格說不叫熔點)降低,硬度增大等特點。某些摻雜形成的合金中摻雜成分盡管很小,卻產生相當大的影響。
合金的用途:合金的硬度一般比它的各成分金屬的大,多數合金的熔點一般也比它的各成分金屬的低.通過改變原料的配比,條件可以製得具有不同性能的合金.一般常見的有銅合金,鋼.鈦合金在航天,航海,等高精密行業廣泛使用,鋁合金在日常低脆度要求環境比較常見。
Ⅳ 生活中有哪些地方用到了合金合金產品有哪些優點
或者用到合金的地方很多,比如農村蓋房子的文創等等,這都屬於合金產品,合金產品的特點就是耐用,比較結實
Ⅵ 銅合金都有哪些應用領域
銅合金應用:
一、電氣工業
1、電力輸送
力輸送中需要大量消耗高導電性的銅,主要用於動力電線電纜、匯流排、變壓器、開關、接插元件和聯接器等。
在電線電纜的輸電過程中,由於電阻發熱而白白浪費電能。從節能和經濟的角度考慮,目前世界上正在推廣""最佳電纜截面""標准。過去流行的標准,單純地從降低一次安裝投資的角度出發,為了盡量減小電纜截面,以在設計要求的額定電流下,不至出現危險過熱,來確定電纜的最低允許尺寸。按這種標准鋪設的電纜,雖然安裝費低了;但是在長期使用過程中,電阻能耗卻比較大。""最佳電纜截面""標准,則兼顧一次安裝費用和電能消耗這兩個因素,適當放大電纜尺寸,以達到節能和最佳綜合經濟效益的目的。按照新的標准,電纜截面往往要比老標准加大一倍以上,可以獲得50%左右的節能效果。
我國在過去一段時間內,由於鋼供不應求,考慮到鋁的比重只有銅的30%,在希望減輕重量的架空高壓輸電線路中曾採取以鋁代銅的措施。地下電纜。在這種情況下,鋁與銅相比,存在導電性差和電纜尺寸較大的缺點,而相形見絀。
同樣的原因,以節能高效的銅繞組變壓器,取代舊的鋁繞組變壓器,也是明智的選擇。
2、電機製造
在電機製造中,廣泛使用高導電和高強度的銅合金。主要用銅部位是定子、轉子和軸頭等。在大型電機中,繞組要用水或氫氣冷卻,稱為雙水內冷或氫氣冷卻電機,這就需要大長度的中空導線。
電機是使用電能的大戶,約佔全部電能供應的60%。一台電機運轉累計電費很高,一般在最初工作500小時內就達到電機本易的成本,一年內相當於成本的4~16倍,在整個工作壽命期間可以達到成本的200倍。電機效率的少量提高,不但可以節能;而且可以獲得顯著的經濟效益。開發和應用高效電機,是當前世界上的一個熱門課題。由於電機內部的能量消耗,主要來源於繞組的電阻損耗;因此,增大銅線截面是發展高效電機的一個關鍵措施。和率先開發出來的一些高效電機與傳統電機相比,銅繞組的使用量增加25~100%。美國能源部正在資助一個開發項目,擬採用鑄入銅的技術生產電機轉子。
3、通訊電纜
80年代以來,由於光纖電纜載流容量大等優點,在通訊干線上不斷取代銅電纜,而迅速推廣應用。但是,把電能轉化為光能,以及輸入用戶的線路仍需使用大量的銅。隨著通訊事業的發展,人們對通訊的依賴越來越大,對光纖電纜和銅電線的需求都會不斷增加。
4、住宅電氣線路
隨著我國人民生活水平提高,家電迅速普及,住宅用電負荷增長很快。1987年居民用電量為269.6億度(l度=1千瓦?小時),10後年的1996年猛升到1131億度,增加3.2倍。盡管如此,與發達國家相比仍有很大差距。例如,1995年美國的人均用電量是我國的14.6倍,日本是我國的8.6倍。我國居民用電量今後仍有很大發展。預計從1996年到2005年,還要增長l.4倍。
5、電子工業
電子工業是新興產業,在它蒸蒸日上的發展過程中,不斷開發出鋼的新產品和新的應用領域。它的應用己從電真空器件和印刷電路,發展到微電子和半導體集成電路中。
6、電真空器件
電真空器件主要是高頻和超高頻發射管、波導管、磁控管等,它們需要高純度無氧銅和彌散強化無氧銅。
7、印刷電路
銅印刷電路,是把銅箔作為表面,粘貼在作為支撐的塑料板上;用照相的辦法把電路布線圖印製在銅版上;通過浸蝕把多餘的部分去掉而留下相互連接的電路。然後,在印刷線路板上與外部的連接處沖孔,把分立元件的接頭或其它部分的終端插入,焊接在這個口路上,這樣一個完整的線路便組裝完成了。如果採用浸鍍法,所有接頭的焊接可以一次完成。這樣,對於那些需要精細布置電路的場合,如無線電、電視機,計算機等,採用印刷電路可以節省大量布線和固定迴路的勞動;因而得到廣泛應用,需要消費大量的銅箔。此外,在電路的連接中還需用各種價格低廉、熔點低、流動性好的銅基釺焊材料。
8、集成電路
微電子技術的核心是集成電路。集成電路是指以半導體晶體材料為基片(晶元),採用專門的工藝技術將組成電路的元器件和互連線集成在基片內部、表面或基片之上的微小型化電路。這種微電路在結構上比最緊湊的分立元件電路在尺寸和重量上小成千上萬倍。它的出現引起了計算機的巨大變革,成為現代信息技術的基礎。己開發出的超大規模集成電路,在比小姆指甲還小的單個晶元面積上,能做出的晶體管數目,己達十萬甚至百萬以上。國際著名的計算機公司IBM(國際商業機器公司),己採用銅代替硅晶元中的鋁作互連線,取得了突破性進展。這種用銅的新型微晶元,可以獲得30%的效能增益,電路的線尺寸可以減小到0.12微米,可使在單個晶元上集成的晶體管數目達到200萬個。這就為古老的金屬銅,在半導體集成電路這個最新技術領域中的應用,開創了新局面。
9、引線框架
為了保護集成電路或混合電路的正常工作,需要對它進行封裝;並在封裝時,把電路中大量的接頭從密封體內引出來。這些引線要求有一定的強度,構成該集成封裝電路的支承骨架,稱為引線框架。實際生產中,為了高速大批量生產,引線框架通常在一條金屬帶上按特定的排列方式連續沖壓而成。框架材料占集成電路總成本的1/3~l/4,而且用量很大;因此,必須要有低的成本。
銅合金價格低廉,有高的強度、導電性和導熱性,加工性能、針焊性和耐蝕性優良,通過合金化能在很大范圍內控制其性能,能夠較好地滿足引線框架的性能要求,己成為引線框架的一個重要材料。它是目前銅在微電子器件中用量最多的一種材料。
二、交通工業
1、船舶
由於良好的耐海水腐蝕性能,許多銅合金,如:鋁青銅、錳青銅、鋁黃銅、炮銅(錫鋅青銅)、白鋼以及鎳銅合金(蒙乃爾合金)己成為造船的標准材料。一般在軍艦和商船的自重中,銅和銅合金佔2~3%。
軍艦和大部分大型商船的螺旋漿都用鋁青銅或黃銅製造。大船的螺旋漿每支重20~25噸。伊麗莎白皇後號和瑪麗皇後號航母的螺旋漿每支重達35噸。大船沉重的尾軸常用""海軍上將""炮銅,舵和螺旋漿的錐形螺栓也用同樣材料。引擎和鍋爐房內也大量用鋼和銅合金。世界上第一艘核動力商船,使用了30噸白銅冷凝管。用鋁黃銅管作油罐的大型加熱線圈,在10萬噸級的船上就有12個這種儲油罐,相應的加熱系統規模相當大。船上的電氣設備也很復雜,發動機、電動機、通訊系統等幾乎完全依靠銅和銅合金來工作。大小船隻的船艙內經常用鋼和銅合金來裝飾。甚至木製小船,也最好用鋼合金(通常是硅青銅)的螺絲和釘子來固定木結構,這種螺絲可以用滾軋大量生產出來。
為了防止船殼被海生物污損影響航行,經常採用包覆銅加以保護;或用刷含銅油漆的辦法來解決。
二次世界大戰中,為御防德國磁性水雷對艦船的襲擊,曾發展了抗磁性水雷裝置,在鋼船殼周圍附一圈銅帶,通上電流以中和船的磁場,這樣就可以不引爆水雷。從1944年以後,盟軍的所有船隻,共計約18,000艘,都裝上了這種去磁裝置而得到了保護。一些大型主力艦為此需用大量的銅,例如其中一艘用去銅線長28英里,重約30噸。
2、汽車
汽車用銅每輛10~2I公斤,隨汽車類型和大小而異,對於小轎車約占自重的6~9%%。銅和銅合金主要用於散熱器、制動系統管路、液壓裝置、齒輪、軸承、剎車摩擦片、配電和電力系統、墊圈以及各種接頭、配件和飾件等。其中用鋼量比較大的是散熱器。現代的管帶式散熱器,用黃銅帶焊接成散熱器管子,用薄的銅帶折曲成散熱片。
為了進一步提高銅散熱器的性能,增強它對鋁散熱器的競爭力,作了許多改進。在材質方面,向銅中添加微量元素,以達到在不損失導熱性的前提下,提高其強度和軟化點,從而減薄帶材的厚度,節省用鋼量;在製造工藝方面,採用高頻或激光焊接銅管,並用鋼釺焊代替易受鉛污染的軟焊組裝散熱器芯體。這些努力的結果示於表6.2,與釺焊鋁散熱器相比,在相同的散熱條件下,即在相同的空氣和冷卻劑的壓力降下,新型銅散熱器的重量更輕,尺寸顯著縮小;再加上鋼的耐蝕性好、使用壽命長,銅散熱器的優勢就更明顯。此外,為了環保,大力推廣和發展電動汽車,每輛汽車的用鋼量將成倍增加。
3、鐵路
鐵路的電氣化對銅和銅合金的需要量很大。每公里的架空導線需用2噸以上的異型銅線。為了提高它的強度,往往加入少量的銅(約1%)或銀(約of%)。此外,列車上的電機、整流器、以及控制、制動、電氣和信號系統等都要依靠銅和銅合金來工作。
4、飛機
飛機的航行也離不開銅。例如:飛機中的配線、液壓、冷卻和氣動系統需使用銅材,軸承保持器和起落架軸承採用鋁青銅管材,導航儀表應用抗磁鋼合金,眾多儀表中使用破銅彈性元件等等。
5、輕工業
輕工業產品與人民生活密切相關,品種繁多、五花八門。由於銅具有良好綜合性能,到處可以看到它大顯身手的蹤影。現僅舉數例如下:
6、空調器和冷凍機
空調器和冷凍機的控溫作用,主要通過熱交換器銅管的蒸發及冷凝作用來實現。熱交換傳熱管的尺寸和傳熱性能,在很大程度上決定了整個空調機和製冷裝置的效能和小型化。在這些機器上採用的都是高導熱性能的異型銅管。利用鋼的良好加工性能,開發和生產出帶有內槽和高翅片的散熱管,用於製造空調器、冷凍機、化工及余熱口收等裝置中的熱交換器,可使新型熱交換器的總熱傳導系數提高到用普通管的2~3倍,和用普通低翅片管的1.2~1.3倍,己在國內使用,可節省40%的銅,並使熱交換器體積縮小1/3以上。
7、鍾表
生產的鍾表,計時器和有鍾表機構的裝置,其中大部分的工作部件都用""鍾表黃銅""製造。合金中含1.5-2%的鉛,有良好加工性能,適合於大規模生產。例如,齒輪由長的擠壓黃銅棒切出,平輪由相應厚度的帶材沖出,用黃銅或其它銅合金製作摟刻的鍾表面以及螺絲和接頭等等。大量便宜的手錶用炮銅(錫鋅青銅)製造,或鍍以鎳銀(白銅)。一些著名的大鍾都用鋼和銅合金製作。英國""大笨鍾""的時針用的是實心炮銅桿,分針用的是14英尺長的銅管。
一個現代化的鍾表廠,以銅合金為主要材料,用壓力機和精確的模具加工,每天可以生產一萬到三萬只鍾表,費用很低。
8、造紙
在當前信息萬變的社會里,紙張消費量很大。紙張表面看來簡單,但是造紙工藝卻很復雜,需要通過許多步驟,應用很多機器,包括冷卻器、蒸發器、打漿器、造紙機等等。其中許多部件,如:各種熱交換管、輥輪、打擊棒、半液體泵和絲網等,大部分都用鋼合金製作。
例如,採用的長網造紙機,它要將制好的紙漿噴到快速運動的具有細小網孔(40~60目)的網布上。網布由黃銅和磷青銅絲編織而成,它的寬度很大,一般在20英尺(6米)以上,要求保持完全平直。網布在一系列小的黃銅或銅輥子上運動,當帶著噴附其上的紙漿通過時,濕氣從下面空吸出去。網子同時振動以使紙漿中的小纖維粘結在一起。大型造紙機的網布尺寸很大,可以達到寬26英尺8英寸(8.l米)和長100英尺(30.5米)。濕紙漿不但含水,而且含有造紙過程中使用的化學葯劑,腐蝕性很強。為了保證紙張質量,對網布材料要求很嚴,不但要有高的強度和彈性;而且要抗紙漿腐蝕,銅合金完全可以勝任。
9、印刷
印刷中用銅版進行照相製版。表面拋光的銅版用感光乳膠敏化後,在它上面照相成像。感光後的銅版需加熱使膠硬化。為避免受熱軟化,銅中往往含有少量的銀或砷,以提高軟化溫度。然後,對版子進行腐蝕,形成分布著凹凸點子圖形的印刷表面。
在自動排字機上,要通過黃銅字型塊的編排,來製造版型,這是銅在印刷中的另一個重要用途。字型塊通常用的是含鉛黃銅,有時也用銅或青銅。
10、醫葯
制葯工業中,各類蒸、煮、真空裝置等都用純銅製作。在醫療器械中則廣泛使用鋅白銅。銅合金還是眼鏡架的常用材料等。
三、建築業
由於r銅水管具有美觀耐用、安裝方便、安全防火、衛生保健等諸多優點,使它與鍍鋅鋼管和塑料管相比存在明顯優越的價格性能比。在住宅和公用建築中,用於供水、供熱、供氣以及防火噴淋系統,日益受到人們的青睞,成為當前的首選材料。在發達國家中,銅制供水系統己占很大比重。美國紐約號稱世界第六高樓的曼哈頓大廈,其中僅供水系統一項,就用去銅管6萬英尺(l公里)。在歐洲,飲水用鋼管消耗量很大。英國的飲水用銅管消耗量平均每人每年1.6公斤,日本為0.2公斤。由於鍍鋅鋼管容易銹蝕,許多國家己明令禁用。香港早於1996年1月起禁止使用,上海也於1998年5月起實行。我國在房屋建設中推廣使用銅管道系統,勢在必行。
四、航天
最近發現了一些臨界溫度更高的材料,稱為""高溫超導材料"",它們大多是復合氧化物。較早發現和比較著名的一種是含鉛的銅基氧化物(YB2Cu3O7),臨界溫度為90K,可以在液氮溫度下工作。但還沒有獲得臨界溫度在室溫附近的材料;而且這些材料難於做成大塊物體,它們能通過可保持超導性的電流密度也不夠高。因此,還未能在強電的場合下應用,有待進一步研究開發。
航天技術、火箭、衛星和太空梭中,除了微電子控制系統和儀器、儀表設備以外,許多關鍵性的部件也要用到銅和銅合金。例如:火箭發動機的燃燒室和推力室的內村,可以利用鋼的優良導熱性來進行冷卻,以保持溫度在允許的范圍內。亞里安那5號火箭的燃燒室內襯,用的是銅一銀一結合金,在這個內襯內加工出360個冷卻通道,火箭發射時通入液態氫進行冷卻。
此外,銅合金也是衛星結構中承載構件用的標准材料。衛星上的太陽翼板通常是由銅與其它幾個元素的合金製成的。銅合金屬於金屬材料。
Ⅶ 鋁合金在生活中有哪些應用
鋁合金是工業中應用最廣泛的一類有色金屬結構材料,在航空、航天、汽車、機械製造、船舶及化學工業中已大量應用。隨著近年來科學技術以及工業經濟的飛速發展,對鋁合金焊接結構件的需求日益增多,使鋁合金的焊接性研究也隨之深入。鋁合金的廣泛應用促進了鋁合金焊接技術的發展,同時焊接技術的發展又拓展了鋁合金的應用領域,因此鋁合金的焊接技術正成為研究的熱點之一。
純鋁的密度小(ρ=2.7g/m3),大約是鐵的
1/3,熔點低(660℃),鋁是面心立方結構,故具有很高的塑性(δ:32~40%,ψ:70~90%),易於加工,可製成各種型材、板材。抗腐蝕性能好;但是純鋁的強度很低,退火狀態
σb
值約為8kgf/mm2,故不宜作結構材料。通過長期的生產實踐和科學實驗,人們逐漸以加入合金元素及運用熱處理等方法來強化鋁,這就得到了一系列的鋁合金。
添加一定元素形成的合金在保持純鋁質輕等優點的同時還能具有較高的強度,σb
值分別可達
24~60kgf/mm2。這樣使得其「比強度」(強度與比重的比值
σb/ρ)勝過很多合金鋼,成為理想的結構材料,廣泛用於機械製造、運輸機械、動力機械及航空工業等方面,飛機的機身、蒙皮、壓氣機等常以鋁合金製造,以減輕自重。採用鋁合金代替鋼板材料的焊接,結構重量可減輕50%以上。
鋁合金密度低,但強度比較高,接近或超過優質鋼,塑性好,可加工成各種型材,具有優良的導電性、導熱性和抗蝕性,工業上廣泛使用,使用量僅次於鋼。
鋁合金分兩大類:鑄造鋁合金,在鑄態下使用;變形鋁合金,能承受壓力加工,。可加工成各種形態、規格的鋁合金材。主要用於製造航空器材、建築用門窗等。
鋁合金按加工方法可以分為形變鋁合金和鑄造鋁合金。形變鋁合金又分為不可熱處理強化型鋁合金和可熱處理強化型鋁合金。不可熱處理強化型不能通過熱處理來提高機械性能,只能通過冷加工變形來實現強化,它主要包括高純鋁、工業高純鋁、工業純鋁以及防銹鋁等。可熱處理強化型鋁合金可以通過淬火和時效等熱處理手段來提高機械性能,它可分為硬鋁、鍛鋁、超硬鋁和特殊鋁合金等。
一些鋁合金可以採用熱處理獲得良好的機械性能,物理性能和抗腐蝕性能。
鑄造鋁合金按化學成分可分為鋁硅合金,鋁銅合金,鋁鎂合金,鋁鋅合金和鋁稀土合金,其中鋁硅合金又有簡單鋁硅合金(不能熱處理強化,力學性能較低,鑄造性能好),特殊鋁硅合金(可熱處理強化,力學性能較高,鑄造性能良好),
祥雲火炬
2008年北京奧運會火炬「祥雲」就是鋁。
Ⅷ 日常生活中合金的種類、性能、用途
一 慨述
金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介質中加熱到適宜的溫度,並在此溫度中保持一定時間後,又以不同速度冷卻的一種工藝方法。
金屬熱處理是機械製造中的重要工藝之一,與其它加工工藝相比,熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學成分,而是通過改變工件內部的顯微組織,或改變工件表面的化學成分,賦予或改善工件的使用性能。其特點是改善工件的內在質量,而這一般不是肉眼所能看到的。
為使金屬工件具有所需要的力學性能、物理性能和化學性能,除合理選用材料和各種成形工藝外,熱處理工藝往往是必不可少的。鋼鐵是機械工業中應用最廣的材料,鋼鐵顯微組織復雜,可以通過熱處理予以控制,所以鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內容。另外,鋁、銅、鎂、鈦等及其合金也都可以通過熱處理改變其力學、物理和化學性能,以獲得不同的使用性能。
在從石器時代進展到銅器時代和鐵器時代的過程中,熱處理的作用逐漸為人們所認識。早在公元前770~前222年,中國人在生產實踐中就已發現,銅鐵的性能會因溫度和加壓變形的影響而變化。白口鑄鐵的柔化處理就是製造農具的重要工藝。
公元前六世紀,鋼鐵兵器逐漸被採用,為了提高鋼的硬度,淬火工藝遂得到迅速發展。中國河北省易縣燕下都出土的兩把劍和一把戟,其顯微組織中都有馬氏體存在,說明是經過淬火的。
隨著淬火技術的發展,人們逐漸發現冷劑對淬火質量的影響。三國蜀人蒲元曾在今陝西斜谷為諸葛亮打制3000把刀,相傳是派人到成都取水淬火的。這說明中國在古代就注意到不同水質的冷卻能力了,同時也注意了油和尿的冷卻能力。中國出土的西漢(公元前206~公元24)中山靖王墓中的寶劍,心部含碳量為0.15~0.4%,而表面含碳量卻達0.6%以上,說明已應用了滲碳工藝。但當時作為個人「手藝」的秘密,不肯外傳,因而發展很慢。
1863年,英國金相學家和地質學家展示了鋼鐵在顯微鏡下的六種不同的金相組織,證明了鋼在加熱和冷卻時,內部會發生組織改變,鋼中高溫時的相在急冷時轉變為一種較硬的相。法國人奧斯蒙德確立的鐵的同素異構理論,以及英國人奧斯汀最早制定的鐵碳相圖,為現代熱處理工藝初步奠定了理論基礎。與此同時,人們還研究了在金屬熱處理的加熱過程中對金屬的保護方法,以避免加熱過程中金屬的氧化和脫碳等。
1850~1880年,對於應用各種氣體(如氫氣、煤氣、一氧化碳等)進行保護加熱曾有一系列專利。1889~1890年英國人萊克獲得多種金屬光亮熱處理的專利。
二十世紀以來,金屬物理的發展和其它新技術的移植應用,使金屬熱處理工藝得到更大發展。一個顯著的進展是1901~1925年,在工業生產中應用轉筒爐進行氣體滲碳 ;30年代出現露點電位差計,使爐內氣氛的碳勢達到可控,以後又研究出用二氧化碳紅外儀、氧探頭等進一步控制爐內氣氛碳勢的方法;60年代,熱處理技術運用了等離子場的作用,發展了離子滲氮、滲碳工藝;激光、電子束技術的應用,又使金屬獲得了新的表面熱處理和化學熱處理方法。
二 金屬熱處理的工藝
熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個過程,有時只有加熱和冷卻兩個過程。這些過程互相銜接,不可間斷。
加熱是熱處理的重要步驟之一。金屬熱處理的加熱方法很多,最早是採用木炭和煤作為熱源,進而應用液體和氣體燃料。電的應用使加熱易於控制,且無環境污染。利用這些熱源可以直接加熱,也可以通過熔融的鹽或金屬,以至浮動粒子進行間接加熱。
金屬加熱時,工件暴露在空氣中,常常發生氧化、脫碳(即鋼鐵零件表面碳含量降低),這對於熱處理後零件的表面性能有很不利的影響。因而金屬通常應在可控氣氛或保護氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱,也可用塗料或包裝方法進行保護加熱。
加熱溫度是熱處理工藝的重要工藝參數之一,選擇和控制加熱溫度 ,是保證熱處理質量的主要問題。加熱溫度隨被處理的金屬材料和熱處理的目的不同而異,但一般都是加熱到相變溫度以上,以獲得需要的組織。另外轉變需要一定的時間,因此當金屬工件表面達到要求的加熱溫度時,還須在此溫度保持一定時間,使內外溫度一致,使顯微組織轉變完全,這段時間稱為保溫時間。採用高能密度加熱和表面熱處理時,加熱速度極快,一般就沒有保溫時間或保溫時間很短,而化學熱處理的保溫時間往往較長。
冷卻也是熱處理工藝過程中不可缺少的步驟,冷卻方法因工藝不同而不同,主要是控製冷卻速度。一般退火的冷卻速度最慢,正火的冷卻速度較快,淬火的冷卻速度更快。但還因鋼種不同而有不同的要求,例如空硬鋼就可以用正火一樣的冷卻速度進行淬硬。
金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表面熱處理、局部熱處理和化學熱處理等。根據加熱介質、加熱溫度和冷卻方法的不同,每一大類又可區分為若干不同的熱處理工藝。同一種金屬採用不同的熱處理工藝,可獲得不同的組織,從而具有不同的性能。鋼鐵是工業上應用最廣的金屬,而且鋼鐵顯微組織也最為復雜,因此鋼鐵熱處理工藝種類繁多。
整體熱處理是對工件整體加熱,然後以適當的速度冷卻,以改變其整體力學性能的金屬熱處理工藝。鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。
退火是將工件加熱到適當溫度,根據材料和工件尺寸採用不同的保溫時間,然後進行緩慢冷卻,目的是使金屬內部組織達到或接近平衡狀態,獲得良好的工藝性能和使用性能,或者為進一步淬火作組織准備。正火是將工件加熱到適宜的溫度後在空氣中冷卻,正火的效果同退火相似,只是得到的組織更細,常用於改善材料的切削性能,也有時用於對一些要求不高的零件作為最終熱處理。
淬火是將工件加熱保溫後,在水、油或其它無機鹽、有機水溶液等淬冷介質中快速冷卻。淬火後鋼件變硬,但同時變脆。為了降低鋼件的脆性,將淬火後的鋼件在高於室溫而低於710℃的某一適當溫度進行長時間的保溫,再進行冷卻,這種工藝稱為回火。退火、正火、淬火、回火是整體熱處理中的「四把火」,其中的淬火與回火關系密切,常常配合使用,缺一不可。
「四把火」隨著加熱溫度和冷卻方式的不同,又演變出不同的熱處理工藝 。為了獲得一定的強度和韌性,把淬火和高溫回火結合起來的工藝,稱為調質。某些合金淬火形成過飽和固溶體後,將其置於室溫或稍高的適當溫度下保持較長時間,以提高合金的硬度、強度或電性磁性等。這樣的熱處理工藝稱為時效處理。把壓力加工形變與熱處理有效而緊密地結合起來進行,使工件獲得很好的強度、韌性配合的方法稱為形變熱處理;在負壓氣氛或真空中進行的熱處理稱為真空熱處理,它不僅能使工件不氧化,不脫碳,保持處理後工件表面光潔,提高工件的性能,還可以通入滲劑進行化學熱處理。
表面熱處理是只加熱工件表層,以改變其表層力學性能的金屬熱處理工藝。為了只加熱工件表層而不使過多的熱量傳入工件內部,使用的熱源須具有高的能量密度,即在單位面積的工件上給予較大的熱能,使工件表層或局部能短時或瞬時達到高溫。表面熱處理的主要方法,有激光熱處理、火焰淬火和感應加熱熱處理,常用的熱源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感應電流、激光和電子束等。
化學熱處理是通過改變工件表層化學成分、組織和性能的金屬熱處理工藝。化學熱處理與表面熱處理不同之處是後者改變了工件表層的化學成分。化學熱處理是將工件放在含碳、氮或其它合金元素的介質(氣體、液體、固體)中加熱,保溫較長時間,從而使工件表層滲入碳、氮、硼和鉻等元素。滲入元素後,有時還要進行其它熱處理工藝如淬火及回火。化學熱處理的主要方法有滲碳、滲氮、滲金屬、復合滲等。
熱處理是機械零件和工模具製造過程中的重要工序之一。大體來說,它可以保證和提高工件的各種性能 ,如耐磨、耐腐蝕等。還可以改善毛坯的組織和應力狀態,以利於進行各種冷、熱加工。
例如白口鑄鐵經過長時間退火處理可以獲得可鍛鑄鐵,提高塑性 ;齒輪採用正確的熱處理工藝,使用壽命可以比不經熱處理的齒輪成倍或幾十倍地提高;另外,價廉的碳鋼通過滲入某些合金元素就具有某些價昂的合金鋼性能,可以代替某些耐熱鋼、不銹鋼;工模具則幾乎全部需要經過熱處理方可使用。
三 鋼的分類
鋼是以鐵、碳為主要成分的合金,它的含碳量一般小於2.11% 。鋼是經濟建設中極為重要的金屬材料。鋼按化學成分分為碳素鋼(簡稱碳鋼)與合金鋼兩大類。碳鋼是由生鐵冶煉獲得的合金,除鐵、碳為其主要成分外,還含有少量的錳、硅、硫、磷等雜質。碳鋼具有一定的機械性能,又有良好的工藝性能,且價格低廉。因此,碳鋼獲得了廣泛的應用。但隨著現代工業與科學技術的迅速發展,碳鋼的性能已不能完全滿足需要,於是人們研製了各種合金鋼。合金鋼是在碳鋼基礎上,有目的地加入某些元素(稱為合金元素)而得到的多元合金。與碳鋼比,合金鋼的性能有顯著的提高,故應用日益廣泛。
由於鋼材品種繁多,為了便於生產、保管、選用與研究,必須對鋼材加以分類。按鋼材的用途、化學成分、質量的不同,可將鋼分為許多類:
(一). 按用途分類
按鋼材的用途可分為結構鋼、工具鋼、特殊性能鋼三大類。
1.結構鋼:
(1).用作各種機器零件的鋼。它包括滲碳鋼、調質鋼、彈簧鋼及滾動軸承鋼。
(2).用作工程結構的鋼。它包括碳素鋼中的甲、乙、特類鋼及普通低合金鋼。
2.工具鋼:用來製造各種工具的鋼。根據工具用途不同可分為刃具鋼、模具鋼與量具鋼。
3.特殊性能鋼:是具有特殊物理化學性能的鋼。可分為不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼、磁鋼等。
(二). 按化學成分分類
按鋼材的化學成分可分為碳素鋼和合金鋼兩大類。
碳素鋼:按含碳量又可分為低碳鋼(含碳量≤0.25%);中碳鋼(0.25%<含碳量<0.6%);高碳鋼(含碳量≥0.6%)。
合金鋼:按合金元素含量又可分為低合金鋼(合金元素總含量≤5%);中合金鋼(合金元素總含量=5%--10%);高合金鋼(合金元素總含量>10%)。此外,根據鋼中所含主要合金元素種類不同,也可分為錳鋼、鉻鋼、鉻鎳鋼、鉻錳鈦鋼等。
(三). 按質量分類
按鋼材中有害雜質磷、硫的含量可分為普通鋼(含磷量≤0.045%、含硫量≤0.055%;或磷、硫含量均≤0.050%);優質鋼(磷、硫含量含硫量≤0.030%)。
此外,還有按冶煉爐的種類,將鋼分為平爐鋼(酸性平爐、鹼性平爐),空氣轉爐鋼(酸性轉爐、鹼性轉爐、氧氣頂吹轉爐鋼)與電爐鋼。按冶煉時脫氧程度,將鋼分為沸騰鋼(脫氧不完全),鎮靜鋼(脫氧比較完全)及半鎮靜鋼。
鋼廠在給鋼的產品命名時,往往將用途、成分、質量這三種分類方法結合起來。如將鋼稱為普通碳素結構鋼、優質碳素結構鋼、碳素工具鋼、高級優質碳素工具鋼、合金結構鋼、合金工具鋼等。均≤0.040%);高級優質鋼(含磷量≤0.035%、
四 金屬材料的機械性能
金屬材料的性能一般分為工藝性能和使用性能兩類。所謂工藝性能是指機械零件在加工製造過程中,金屬材料在所定的冷、熱加工條件下表現出來的性能。金屬材料工藝性能的好壞,決定了它在製造過程中加工成形的適應能力。由於加工條件不同,要求的工藝性能也就不同,如鑄造性能、可焊性、可鍛性、熱處理性能、切削加工性等。所謂使用性能是指機械零件在使用條件下,金屬材料表現出來的性能,它包括機械性能、物理性能、化學性能等。金屬材料使用性能的好壞,決定了它的使用范圍與使用壽命。
在機械製造業中,一般機械零件都是在常溫、常壓和非強烈腐蝕性介質中使用的,且在使用過程中各機械零件都將承受不同載荷的作用。金屬材料在載荷作用下抵抗破壞的性能,稱為機械性能(或稱為力學性能)。金屬材料的機械性能是零件的設計和選材時的主要依據。外載入荷性質不同(例如拉伸、壓縮、扭轉、沖擊、循環載荷等),對金屬材料要求的機械性能也將不同。常用的機械性能包括:強度、塑性、硬度、韌性、多次沖擊抗力和疲勞極限等。下面將分別討論各種機械性能。
1. 強度
強度是指金屬材料在靜荷作用下抵抗破壞(過量塑性變形或斷裂)的性能。由於載荷的作用方式有拉伸、壓縮、彎曲、剪切等形式,所以強度也分為抗拉強度、抗壓強度、抗彎強度、抗剪強度等。各種強度間常有一定的聯系,使用中一般較多以抗拉強度作為最基本的強度指標。
2. 塑性
塑性是指金屬材料在載荷作用下,產生塑性變形(永久變形)而不破壞的能力。
3. 硬度
硬度是衡量金屬材料軟硬程度的指標。目前生產中測定硬度方法最常用的是壓入硬度法,它是用一定幾何形狀的壓頭在一定載荷下壓入被測試的金屬材料表面,根據被壓入程度來測定其硬度值。
常用的方法有布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC)和維氏硬度(HV)等方法。
4. 疲勞
前面所討論的強度、塑性、硬度都是金屬在靜載荷作用下的機械性能指標。實際上,許多機器零件都是在循環載荷下工作的,在這種條件下零件會產生疲勞。
5. 沖擊韌性
以很大速度作用於機件上的載荷稱為沖擊載荷,金屬在沖擊載荷作用下抵抗破壞的能力叫做沖擊韌性。
五 退火--淬火--回火
(一).退火的種類
1. 完全退火和等溫退火
完全退火又稱重結晶退火,一般簡稱為退火,這種退火主要用於亞共析成分的各種碳鋼和合金鋼的鑄,鍛件及熱軋型材,有時也用於焊接結構。一般常作為一些不重要工件的最終熱處理,或作為某些工件的預先熱處理。
2. 球化退火
球化退火主要用於過共析的碳鋼及合金工具鋼(如製造刃具,量具,模具所用的鋼種)。其主要目的在於降低硬度,改善切削加工性,並為以後淬火作好准備。
3. 去應力退火
去應力退火又稱低溫退火(或高溫回火),這種退火主要用來消除鑄件,鍛件,焊接件,熱軋件,冷拉件等的殘余應力。如果這些應力不予消除,將會引起鋼件在一定時間以後,或在隨後的切削加工過程中產生變形或裂紋。
(二).淬火
為了提高硬度採取的方法,主要形式是通過加熱、保溫、速冷。最常用的冷卻介質是鹽水,水和油。鹽水淬火的工件,容易得到高的硬度和光潔的表面,不容易產生淬不硬的軟點,但卻易使工件變形嚴重,甚至發生開裂。而用油作淬火介質只適用於過冷奧氏體的穩定性比較大的一些合金鋼或小尺寸的碳鋼工件的淬火。
(三).回火
1. 降低脆性,消除或減少內應力,鋼件淬火後存在很大內應力和脆性,如不及時回火往往會使鋼件發生變形甚至開裂。
2. 獲得工件所要求的機械性能,工件經淬火後硬度高而脆性大,為了滿足各種工件的不同性能的要求,可以通過適當回火的配合來調整硬度,減小脆性,得到所需要的韌性,塑性。
3. 穩定工件尺寸
4. 對於退火難以軟化的某些合金鋼,在淬火(或正火)後常採用高溫回火,使鋼中碳化物適當聚集,將硬度降低,以利切削加工。
六 常用爐型的選擇
爐型應依據不同的工藝要求及工件的類型來決定
1.對於不能成批定型生產的,工件大小不相等的,種類較多的,要求工藝上具有通用性、
多用性的,可選用箱式爐。
2.加熱長軸類及長的絲桿,管子等工件時,可選用深井式電爐。
3.小批量的滲碳零件,可選用井式氣體滲碳爐。
4.對於大批量的汽車、拖拉機齒輪等零件的生產可選連續式滲碳生產線或箱式多用爐。
5.對沖壓件板材坯料的加熱大批量生產時,最好選用滾動爐,輥底爐。
6.對成批的定型零件,生產上可選用推桿式或傳送帶式電阻爐(推桿爐或鑄帶爐)
7.小型機械零件如:螺釘,螺母等可選用振底式爐或網帶式爐。
8.鋼球及滾柱熱處理可選用內螺旋的回轉管爐。
9.有色金屬錠坯在大批量生產時可用推桿式爐,而對有色金屬小零件及材料可用空氣循環加熱爐。
Ⅸ 常見的合金材料及其應用
合金是一種金屬元素和一種或幾種其它元素(金屬或者非金屬均可)熔合後而組成的具有金屬特性的物質。組成合金最基本的、能獨立存在的物質稱為組元,簡稱元。絕大多數情況下,組元即是構成合金的元素。根據組元的數量,可分為二元合金、三元合金或多元合金。如簡單黃銅是由銅和鋅兩種元素組成的二元合金;硬鋁是由鋁、銅、鎂三種元素組成的三元合金。由於合金的優良的特性,在實際生活中有著廣泛地應用。下面主要介紹幾種:(一)、變形鋁合金按性能和用途不同,可分為:工業純鋁(L)、防銹鋁(LF)、鍛鋁(LD)、硬鋁(LY)、超硬鋁(LC)和特殊鋁(LT)。1、工業純鋁:其加工性能好,導電性好,主要用於製作導電母線電線及熱交換器。2、防銹鋁:防銹鋁是熱處理不可強化合金,只能通過冷加工來強化。常用的有LF2(5052)、LF4(5083)和LF21(3003),具有中等強度良好的塑性和抗蝕性。3、鍛鋁:LD2-2具有良好的塑性,冷、熱態都易成形。廣泛用於製造中等強度常溫下工作的鍛件、擠壓型材和管材。LD10又稱高強度硬鋁,有良好的塑性,有較好的耐熱性和可焊性,但材料的縱向和橫向性能差距較大。可加工成管、棒、型、線及鍛件,主要用作高負荷的結構件。4、硬鋁:硬鋁的強度高,典型牌號為LY12(2024)。該牌號的熱擠壓型材熱處理後,其室溫下的抗拉強度可達392MPa以上,有一定的耐熱性,可用作150°C以下工作的零件。5、超硬鋁:典型牌號有LC4,亦稱超高強度硬鋁,擠壓件室溫下的抗拉強度不小於539MPa。主要用於航空工業,飛機結構中主要受力元件。(二)、銅合金主要包括鈹銅合金、銀銅合金、鎳銅合金、鎢銅合金、磷銅合金。1、鈹銅合金:鈹銅合金是一種可鍛和可鑄合金,屬時效析出強化的銅基合金,經淬火時效處理後具有高的強度、硬度、彈性極限,並且穩定性好,具有耐蝕、耐磨、耐疲勞、耐低溫、無磁性、導電導熱性好、沖擊時不會產生火花等一系列優點。鈹銅合金常被用作高級精密的彈性元件和耐磨零器材、模具及礦山和石油業用於沖擊不產生火花的工具。
2、銀銅合金:銀銅合金是通過將純銅和純銀加入電熔爐進行熔煉,經鑄造得到坯料,再加工成各種規格的成品。銀銅合金的主要應用為電接觸材料、焊接材料、銀銅合金排及銅銀合金接觸線。
3、鎳銅合金:鎳銅合金通常被稱為白銅。純銅加鎳能顯著提高強度、耐蝕性、電阻和熱電性,主要應用在海水淡化及海水熱交換系統、汽車製造、船舶工業、硬幣、電阻線、熱電偶。
4、鎢銅合金:這種合金主要用於製造高壓觸頭,用在斷路器、負荷開關、環網櫃等高壓電器上,其具有優良的耐電蝕性,抗熔焊性及耐壓性。
5、磷銅合金:磷銅合金主要應用於印製電路板、五金、塑料和電鑄電鍍用磷銅陽極;電氣接點和插接件用銅帶;引線框架用銅帶;用於電機、空調、冷凍機行業的代銀釺料。(三)、 鐵合金鐵合金是鐵與一種或幾種金屬或非金屬元素組成的合金。鐵合金是煉鋼和機械鑄造業的主要原料之一,在煉鋼和鑄造時用作脫氧劑、脫硫劑和合金添加劑。鐵合金的品種很多,一般按照其所含元素分類,例如:1、硅鐵:工業硅鐵——含硅95%、75%、45%等硅鐵,貧硅鐵(含硅12%),硅鋁合金,硅鈣合金。
2、錳鐵:高碳錳鐵(含碳為7%),中碳錳鐵(含碳1.0~1.5%),低碳錳鐵(含碳0.5%),金屬錳,硅錳合金。3、鉻鐵:高碳鉻鐵、中碳鉻鐵、低碳鉻鐵、微碳鉻鐵、超微碳鉻鐵、金屬鉻、硅鉻合金。
4、其它鐵合金。如鎢鐵、鉬鐵、鈦鐵、釩鐵、磷鐵、硼鐵、鎳鐵、鈮鐵、鋯鐵、稀土合金等。(四)、鎂合金鎂合金作為最輕的結構材料及可回收的綠色材料近年來備受關注。在汽車工業、電子工業、國防工業等領域的應用增長勢頭強勁。鎂合金輪轂的特點:主要是在車輛上採用鎂合金輪轂能達到輕量化的目的,與鋁合金輪轂相比,重量減輕30%左右。其它優點:① 高減振特性;② 高熱傳導率;③ 提高汽車性能;④ 改善燃油效率與降低污染;⑤ 高的剛性。(五)高溫合金1、變形高溫合金:是指可以進行熱、冷變形加工,工作溫度范圍-253~1320℃,具有良好的力學性能和綜合的強、韌性指標,具有較高的抗腐蝕性能的一類合金。2、鑄造高溫合金:是用母合金錠重熔後直接鑄造成形零件的一類高溫合金。3、粉末冶金高溫合金:是用粉末冶金工藝製取的高溫合金。高溫合金粉末經熱等靜壓成形或熱等靜壓後再經鍛造成形生產工藝製造出粉末高溫合金產品。4、金屬間化合物高溫材料:主要包括Ti-Al系金屬間化合物結構材料和Ti3Al基系列合金。5、高溫磨蝕環境使用的硬表面耐磨合金等。
Ⅹ 合金的用途 合金的用途是什麼
1、常見的合金有鋼鐵、硅鐵、錳鐵、鋁合金、銅合金、鋅合金、鉛錫合金等。
2、其中鋼鐵是工程技術中最重要、用量最大的金屬材料。
3、硅鐵廣泛用於低合金結構鋼、合結鋼、彈簧鋼、軸承鋼、耐熱鋼及電工硅鋼之中,此外,硅鐵在鐵合金生產及化學工業中,常用作還原劑。
4、錳鐵作為重要的合金劑,廣泛地用於結構鋼、工具鋼、不銹耐熱鋼、耐磨鋼等合金鋼中。
5、高強度鋁合金廣泛應用於製造飛機、艦艇和載重汽車等。
6、銅具有優良的化學穩定性和耐蝕性能,是優良的電工用金屬材料。
7、鑄造鋅合金流動性和耐腐蝕性較好,適用於壓鑄儀表,汽車零件外殼等。