金属材料是最重要的工程材料,包括金属和以金属为基的合金。工业上把金属和其合金分为两大部分:
( 1 )黑色金属材料 -- 铁和以铁为基的合金(钢、铸铁和铁合金)。
( 2 )有色金属材料 -- 黑色金属以外的所有金属及其合金。
有色金属按照性能和特点可分为:轻金属、易熔金属、难熔金属、贵重金属、稀土金属和碱土金属。
可以把金属分为:常见金属:如铁、铝、铜、锌等;稀有金属:如锆、铪、铌、钽等;
1.轻金属。密度小于4500千克/立方米,如铝、镁、钾、钠、钙、锶、钡等。
2.重金属。密度大于4500千克/米3,如铜、镍、钴、铅、锌、锡、锑、铋、镉、汞等。
3.贵金属。价格比一般常用金属昂贵,地壳丰度低,提纯困难,如金、银及铂族金属。
4.半金属。性质价于金属和非金属之间,如硅、硒、碲、砷、硼等。
5.稀有金属。包括稀有轻金属,如锂、铷、铯等;
6.稀有难熔金属,如钛、锆、钼、钨等;
7.稀有分散金属,如镓、铟、锗、铊等;
8.稀土金属,如钪、钇、镧系金属;
9.放射性金属,如镭、钫、钋及阿系元素中的铀、钍等。也可以在工业上分为,黑色金属:铁、铬、锰三种黑色金属;有色金属:铝、镁、钾、钠、钙、锶、钡、铜、铅、锌、锡、钴、镍、锑、汞、镉、铋、金、银、铂、钌、铑、钯、锇、铱、铍、锂、铷、铯、钛、锆、铪、钒、铌、钽、钨、钼、镓、铟、铊、锗、铼、镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇、硅、硼、硒、碲、砷、钍。铁能与氢、氧、硫、磷、碳、氮发生化学作用。铁吸收氢后其硬度、弹性和稳定性范围均会增大。铁与硫化合将会变脆;铁与氮结合可增强其表面防腐性、耐磨性及抗疲劳性,在铁中加入不足1%的磷,可提高铁的硬度,并可保持足够的韧性,铁与碳熔合生成铁碳--铁和钢,碳可增大铁的硬度、强度和电阻,减少塑性和韧性。大量应用于工业领域。
人们根据金属的密度把金属分为重金属和轻金属。重金属的密度大于4.5
g/cm3,轻金属的密度小于4.5
g/cm3。
冶金工业上还常常把金属分为黑色金属和有色金属。黑色金属有三种:铁、锰、铬。它们或它们的合金的表面常有灰黑色的氧化物,所以称这类金属为黑色金属。除铁、锰、铬以外的金属称为有色金属。有色金属又可以分为九大类:
①
重金属:铜、铅、锌等;②
轻金属:铝、镁等;
③
轻稀有金属:锂、铍等;
④
难熔稀有金属:钨、钛、钒等;
⑤
稀散金属:镓、锗等;
⑥
稀土金属:钪、钇及镧系元素;
⑦
放射性金属:镭、锕等;
⑧
贵金属:金、银、铂等;
⑨
碱金属:钾、钠等。
按组成成分分类金属材料按组成成分可分为纯金属(也称简单金属)和合金(也称复杂金属)。
一、有色金属:狭义的有色金属又称非铁金属,是铁、锰、铬以外的所有金属的统称。广义的有色金属还包括有色合金。有色合金是以一种有色金属为基体(通常大于50%),加入一种或几种其他元素而构成的合金。
二、有色金属通常指除去铁(有时也除去锰和铬)和铁基合金以外的所有金属。有色金属可分为重金属(如铜、铅、锌)、轻金属(如铝、镁)、贵金属(如金、银、铂)及稀有金属(如钨、钼、锗、锂、镧、铀)。
三、有色金属的分类:
有色金属中的铜是人类最早使用的金属材料之一。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。实际应用中,通常将有色金属分为5类:
1、轻金属
密度小于4500千克/立方米(0.53~4.5g/cm3),如铝、镁、钾、钠、钙、锶、钡等。
2、重金属
密度大于4500千克/立方米(4.5g/cm3),如铜、镍、钴、铅、锌、锡、锑、铋、镉、汞等。
3、贵金属
价格比一般常用金属昂贵,地壳丰度低,提纯困难,化学性质稳定,如金、银及铂族金属。
4、半金属
性质价于金属和非金属之间,如硅、硒、碲、砷、硼等。
5、稀有金属:
(1)稀有轻金属,如锂、铷、铯等;
(2)稀有难熔金属,如钛、锆、钼、钨等;
(3)稀有分散金属,如镓、铟、锗等;
(4)稀土金属,如钪、钇、镧系金属;
(5)放射性金属,如镭、钫、钋及阿系元素中的铀、钍等。
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