2.有色金屬

　　鐵基合金以外的金屬統(tǒng)稱為有色金屬，其種類繁多，性能多樣，與鋼鐵比較，其突出的優(yōu)良性能主要在物理性能和化學(xué)性能方面。

　　(1)有色金屬及其合金牌號表示方法。

　　(2)工程中常用有色金屬的性能和特點。

　　1)鋁及其合金。

　　鋁及鋁合金在電氣工程、一般機械和輕工業(yè)中都有廣泛的用途。

　　純鋁材料按純度可分為三類，有高純鋁、工業(yè)高純鋁和工業(yè)純鋁。工業(yè)純鋁純度為980%～99.0%，牌號有L1、L2、L3、L4、L5五種，編號越大，純度越低。工業(yè)純鋁可制作電線、電纜、器皿及配制合金。純鋁的強度很低，不能作為結(jié)構(gòu)材料使用。

　　鋁合金是在鋁中加入合金元素后，可獲得較高的強度，并保持良好的加工性能。許多鋁合金不僅可通過冷變形提高強度，而且可用熱處理來大幅度地改善性能。因此鋁合金可用于制造承受較大荷載的機器零件和構(gòu)件。

　　按照制造工藝，鋁合金還可分為變形(加工)鋁合金和鑄造鋁合金兩類。

　　①變形鋁合金包括防銹鋁合金、硬鋁合金、超硬鋁合金及鍛鋁合金等。

　　a.防銹鋁合金(LF)。防銹鋁合金中主要合金元素是錳和鎂。

　　b.硬鋁合金(LY)。硬鋁合金為Al—Cu—Mg系合金。

　　c.超硬鋁合金(LC)。超硬鋁合金為Al—Mg—Zn—Cu系合金，是強度最高的一類鋁合金。但這類合金的抗蝕性較差，高溫下軟化快，多用于制造受力大的重要構(gòu)件，例如飛機大梁、起落架等。

　　d.鍛鋁合金(LD)。鍛鋁合金為Al—Mg—Si—Cu或Al—Cu—Mg—Ni—Fe系合金。

　　②鑄造鋁合金(ZL)。分為Al—Si鑄造鋁合金、Al—Cu鑄造鋁合金、Al—Mg鑄造鋁合金和Al—Zn鑄造鋁合金。

　　2)銅及其合金。純銅呈紫紅色，常稱紫銅，主要用于制作電導(dǎo)體及配制合金。根據(jù)雜質(zhì)含量的不同，工業(yè)純銅分為T1、T2、T3、T4四種。編號越大，純度越低。純銅的強度低，不宜用作結(jié)構(gòu)材料。

　　在銅中加入合金元素后，可獲得較高的強度，同時保持純銅的某些優(yōu)良性能。一般銅合金分黃銅、青銅和白銅三大類。

　　①黃銅(H)以鋅為主要合金元素的銅合金稱為黃銅。按照化學(xué)成分，黃銅分普通黃銅和復(fù)雜黃銅兩種。

　　②青銅(Q)青銅原指銅錫合金，但工業(yè)上都習(xí)慣稱含鋁、硅、鉛、鈹、錳等的銅基合金為青銅，包括有錫青銅、鋁青銅、鈹青銅和硅青銅等。

　　3)鎳及其合金。鎳及鎳合金是化學(xué)、石油、有色金屬冶煉、高溫、高壓、高濃度或混有不純物等各種苛刻腐蝕環(huán)境的比較理想的金屬材料。

　　由于鎳的標(biāo)準電位大于鐵，可獲得耐蝕性優(yōu)異的鎳基耐蝕合金。鎳力學(xué)性能良好，尤其塑、韌性優(yōu)良，能適應(yīng)多種腐蝕環(huán)境。

　　4)鈦及其合金。鈦有許多優(yōu)異的性能是其他材料所不及的，且資源豐富，儲量僅次于鋁、鐵和鎂，成為四大元素之一。鈦合金不僅在飛機、導(dǎo)彈、航天和艦船等方面廣泛應(yīng)用，而且也正向民用領(lǐng)域推廣。

　　鈦在高溫下化學(xué)活性極高，非常容易和氧、氮和碳等元素形成穩(wěn)定的化合物。工業(yè)純鈦中的雜質(zhì)主要是氧、氮、氫和碳。但由于鈦在高溫下極不穩(wěn)定，易氧化和氫化，所以在大氣中工作的鈦及其合金僅在540℃以下具有良好的耐熱性;鈦具有較好的低溫性能，可作為低溫材料，常溫下鈦具有極好的抗蝕性能，在大氣、海水、硝酸和堿溶液等介質(zhì)中十分穩(wěn)定。但在任何濃度的氫氟酸中均能迅速溶解。

　　5)鉛及其合金。

　　鉛在大氣、淡水、海水中很穩(wěn)定，鉛對硫酸、磷酸、亞硫酸、鉻酸和氫氟酸等則有良好的耐蝕性。鉛與硫酸作用時，在其表面產(chǎn)生一層不溶解的硫酸鉛，它可保護內(nèi)部鉛不再被繼續(xù)腐蝕。鉛不耐硝酸的腐蝕，在鹽酸中也不穩(wěn)定。

　　6)鎂及其合金。主要特性是密度小、化學(xué)活性強、強度低。純鎂強度低，不能用于結(jié)構(gòu)材料，主要用鎂合金。

　　鎂合金的優(yōu)良性能是相對密度小，因而其強度雖然不高，但是它的比強度和比剛度卻可以與合金結(jié)構(gòu)鋼相媲美，故鎂合金是航空工業(yè)的重要結(jié)構(gòu)材料，它能承受較大的沖擊、振動荷載，并有良好的機械加工性能和拋光性能。其缺點是耐蝕性較差、缺口敏感性大及熔鑄工藝復(fù)雜。