一、有色金属的基本知识有色金属是相对黑色金属而言的， 在80多种金属大家庭中除了铁、锰、铬以外的金属都是有色金属。常用的有色金属有铜、铝、铅、锌、镍、锡、镁、钛、镉、锑、钴、钨、钼、钒等。

1.铜及其合金

铜的新鲜断口呈玫瑰色，由于覆盖一层 氧化物薄膜而变为红褐色，其密度8. 9 g/ cm3，熔点1083 ℃，沸点2580 ℃，导热率0. 98 cal/(cm.s. ℃)，电阻率0.017 241Ωmm2/m,其表面氧化物有CuO和Cu2O。铜与锌的合金是黄铜，铜与镍的合金是白铜，铜与其他金属的合金是青铜。

(1)黄铜

黄铜主要是由铜和锌组成的合金，其特点是耐磨性能高，强度高，硬度大，耐化学腐蚀，切削工艺性好。黄铜常发生季裂(应力腐蚀开裂)，在氨气、氨水或硫酸中明显。黄铜季裂的原因有三，一是点蚀(电化学腐蚀)，二是脱锌，三是残余应力。

黄铜分类如下：

①加人Zn,只由铜锌组成，称普通黄铜，用来制造铜板、铜管等。

②加人Pb,除了铜锌，还有铅，切削加工性能特别好，称快切黄铜，铸造性好，流动性好。

③加入Sn,除了铜锌，还有锡，耐腐蚀，用于海洋气候。

④加人AI,提高强度、硬度，提高大气中抗腐蚀性，用于制造耐腐蚀零件。

⑤加人si,提高力学性能、耐腐蚀性和耐磨性，用于制造海船零件及化工机械零件。

⑥加入Mn,如58- 4(L105),常作钎料，高温润湿性好。

⑦加入Ni,耐热、耐腐蚀性好。

⑧加入Fe,耐热、耐腐蚀性好。

(2)白铜

白铜是指铜镍合金，呈银白色。纯铜加镍可以显著提高强度、耐腐蚀性和硬度，并降低电阻率温度系数。与其他铜合金相比，白铜的机械性能和物理性能都较好，尤其是耐热和耐腐蚀性能。

白铜分类如下：

①加人Ni,简单的镍白铜。

②加人Zn，除了镍之外，还含有锌叫锌白铜，加工性好，耐腐蚀。

③加入Mn,镍太贵，以锰代镍叫锰白铜，有较宽的温度使用范围。

④加人Fe,除了镍之外，还含有铁叫铁白铜，铁白铜的成本低、强度高、抗腐蚀性好，特别是抗流动海水腐蚀性能好。

⑤加入AI,除了镍之外，还含有铝叫铝白铜，铝白铜耐腐蚀，用于造船和电力、化工等工业部门中各种高强腐蚀件的制造。

(3)青铜

青铜是除铜锌、铜镍合金外的所有铜合金的统称，具有熔点低、硬度大、可塑性强的优点，适用于铸造各种器具。其分类如下：锡青铜、铝青铜、铍青铜、硅青铜、钛青铜、锆青铜、镉青铜、锰青铜和铬青铜等。

2. 铝及其合金

(1)铝的主要特性

①铝是银白色的轻金属，密度约为2. 72 g/cm3，约为纯铜的1/3。

②铝的热容量和培化潜热高，纯铝的熔点约为661 ℃.沸点约为2450℃，其氧化物Al2O3，熔点约为2 050 ℃。

③铝为面心立方结构。

④工业純铝塑性板高(Z=80%)，很容易承受各种成型工艺，但其强度过低， 故纯铝只有通过冷变形强化或合金化来提高其强度后，才能作结构材料。

⑤铝线膨胀系数为23.5x10*/9(100 C以下)，其弹性模量为70 GPa。

⑥铝导电率是铜的60%左右，电阻率是铜的50%，导热率是铜的70%。常见金属的导电率从高到低次序为： Ag、 Cu、Au、Al。总之，铝的密度小、塑性好、易加工、抗腐蚀性好，且资源丰富，在地壳中含量约占7. 73% (质量分数)。

(2)铝合金的分类

铝合金可分为铸造铝合金、变形铝合金、不能热处理强化铝合金和可热处理强化铝合金。铝合金中常加的元素有Si、Cu、Mg、Zn等。铸造铝合金的特点：强度低，成本低，材料化学成分波动大，机械性能差，但流动性好。变形铝合金特点：强度高，对成分要求严，机械性能好。不能热处理强化铝合金有AI-Si系、AI-Mn系，可热处理强化铝合金有AI-Cu系、AI-Mg系和Al-Zn系。