常見金屬材料介紹

1、常見金屬材料介紹 一、幾種重要的金屬在生活中，應(yīng)用最廣泛的金屬莫過于鐵、銅、鋁，它們在性質(zhì)上有很 多共同的地方.例如都有導(dǎo)電性、可導(dǎo)熱、具有延展性、具有金屬光 澤等.但在這些共性中也存在著許多差異，例如為什么用鐵制菜刀、 鋤頭而不用鋁？為什么燈絲用鎢制而不用鐵絲或銅絲制？這都與它 們性質(zhì)上的差異有關(guān)鐵的硬度較大，用它制造刀具、鋤頭等使用時 不易變形，而鋁的硬度小、質(zhì)地軟、易變形，不宜用來制造工具.白 熾燈內(nèi)的燈絲通常用鎢制，是因為它的熔點高達3410C，高溫下不 易熔化，而鐵、銅的熔點比鎢低近2000C，高溫下易熔化形成斷路.關(guān)于金屬的用途，不僅要考慮它們的性質(zhì)，還要考慮價格、資源、是 否美觀

2、，使用是否便利以及廢料是否易于回收和對環(huán)境的影響等多種 因素.例如，銀的導(dǎo)電性比銅的好，可電線一般用銅制而不用銀制，這是為 什么呢？這是因為銀在自然界中含量少、價格高，如果用銀制電線， 成本會太高，所以往往用銅來代替.再例如水龍頭上往往鍍一層鉻而 不鍍金，原因有二：一是金價格昂貴；二是因為金的硬度低，易磨損， 而鉻的硬度大，耐磨，保存時間長久.鋁粉有美麗的銀白色光澤（一 般金屬的粉末多為黑色），常用來做涂料（俗稱銀粉、銀漆），以保 護鐵制品不被腐蝕，而且美觀.在實際生活中，一些純金屬并不能滿足生產(chǎn)生活的需要，所以科學(xué)家 們經(jīng)過研究探索，發(fā)現(xiàn)在純金屬中熔合其他一些金屬或非金屬，會改 變金屬的某些

3、性能，這就是合金.二、合金及其利用所謂合金，是指一種金屬跟另一種或幾種金屬（或非金屬），在一定 溫度下熔合在一起形成的具有金屬特性的固體混合物，它們的性能往 往優(yōu)于純金屬.所以，在日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中，大量 使用的常常不是純金屬，而是它們的合金.下面我們就來介紹幾種金 屬的合金.（一）鐵的合金生鐵和鋼是在生活中和生產(chǎn)上使用最為普遍的金屬材料.生鐵和鋼都 是鐵的合金，生鐵中含碳2%4. 3%，另外還含有少量的硅、錳、硫、 磷等元素；鋼中含碳在0. 03%2%之間，還含有極少量的硅、錳元素.這 是生鐵和鋼最本質(zhì)上的區(qū)別.正因為結(jié)構(gòu)上的不同，決定了它們在物 理性質(zhì)上存在很大的差異.一般來

4、說，生鐵的熔點比鋼略低，硬而脆， 無韌性，而鋼有良好的韌性和塑性.由于性質(zhì)上的不同，決定了生鐵和鋼有不同的用途.生鐵由于含碳量 較高，所以硬而脆，因此不適宜煅壓，只適合澆鑄制成鑄件.如爐具、 暖氣片等.但是隨著生產(chǎn)工藝的更新，現(xiàn)在能生產(chǎn)出一種在性能上與 鋼十分相似的生鐵，即球墨鑄鐵.鋼在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用日益廣泛， 這跟它的優(yōu)良性能是分不開的.鋼因其成分不同可分為碳素鋼、合金 鋼，它們的區(qū)別是碳素鋼中主要合金元素是碳，合金鋼中主要的合金 元素是不同的金屬元素.碳素鋼主要用來制作機械零件、鋼管、刀具、 模具、量具等.合金鋼則因主要合金元素的不同而具有不同的用途.例 如鋼中加入錳元素，韌性好、強度

5、大，所以常用它來制鋼軌、軸承、 鋼磨及用于軍事機械；鋼中加鉻元素，增強了抗腐蝕性，就是大家非 常熟悉的不銹鋼；知道物理課上講的變壓器、發(fā)電機和電動機的鐵芯 是什么嗎？它可不是普通的鐵塊，而是硅鋼，是鋼中加了硅元素，導(dǎo) 磁性非常好.由此可見，合金的性能與組成它們的純金屬有很大的不 同，合金更容易適合于不同的用途，日常使用的金屬材料，大多數(shù)屬 于合金.（二）銅的合金銅易與其他金屬形成合金，銅的合金種類很多，常用的有：青銅：含Cu 80%，Sn 15%，Zn 5%.青銅的強度高，可塑性好，耐磨， 耐腐蝕，常用來做機械零件，如軸承、齒輪等.白銅：含銅50%70%，鎳（Ni） 18%20%，鋅13%15

6、%.白銅的光 澤好、耐磨、耐腐蝕、易加工，主要用來制刀具、錢幣、代替銀做飾 品.黃銅：含銅60%，鋅40%.黃銅的強度高，可塑性好，易加工，常用 作機器零件、儀表，由于它的外表金光燦燦，容易被不法分子用來冒 充黃金行騙.（三）鈦和鈦合金鈦是一種銀白色金屬，熔點較高，密度較小，機械強度高，且容易加 工成形，并具有優(yōu)異的抗腐蝕性能，在低溫和超低溫下，鈦和鈦合金 仍能保持它們的良好的機械性能.在金屬加工工業(yè)中，鈦鎢硬質(zhì)合金用以制造刀具、切削鋼材.在航空工業(yè)中，鈦和鈦合金用以制造噴氣發(fā)動機和飛機的機身.在火 箭、導(dǎo)彈和宇航工業(yè)上主要用作壓力容器、燃料貯箱、火箭發(fā)動機殼 體、人造衛(wèi)星外殼、宇宙飛船船艙等

7、.在造船工業(yè)中，用以制造海輪和艦艇的外殼.在醫(yī)學(xué)上，由于鈦的密度小、強度大，由它制成的醫(yī)用補形材料裝入 人體后易于為人體所適應(yīng)，所以常用來制造代替人體內(nèi)被損壞的骨 骼.此外，鈦在冶金工業(yè)、電子器件及通訊設(shè)備、造紙工業(yè)等方面，都有 廣泛應(yīng)用鈦雖然有許多優(yōu)良性能，但因冶煉困難，價格較貴，它的 推廣使用目前還存在著一定的限制.合金之所以能得到廣泛應(yīng)用，是因為合金的性能比純金屬更理想；而 且隨元素的含量增減可制造出適用不同用途的合金.通常廣泛應(yīng)用的 合金在性能上都是它們純金屬性能的理想綜合.例如鋁雖然具有耐腐 蝕的優(yōu)點，但質(zhì)地較軟、硬度小、易變形、不耐磨，在生活生產(chǎn)中無 法得到廣泛地應(yīng)用.但是，如果將

8、幾種硬度較大的金屬與鋁熔合，如 錳和非金屬硅等，就會大大提高它的硬度，通常將這種鋁合金叫做硬 鋁.你家的鋁合金門窗就是由硬鋁作為材料制成的，它的特點是輕而 堅韌.硬鋁還可用作汽車、船舶、飛機等材料.問題全解在實際生活中，如何選擇合適的金屬制品進行應(yīng)用？答：物質(zhì)的用途在很大程度上是由物質(zhì)的性質(zhì)決定的.但這并不是唯 一的決定因素，還需要考慮價格、資源、是否美觀、使用是否便利以 及廢料是否易于回收和對環(huán)境的影響等多種因素.例如：金、銀、銅 都有優(yōu)良的導(dǎo)電性，但金、銀在自然界中的儲量低，價格昂貴，而銅 在自然界中廣泛存在，易于冶煉，相對而言，價格要便宜的多，所以 通常選銅做電線.再如鋁有較好的延展性（

9、它的延展性僅次于金和 銀），在100C150C時可制成薄于0.01 mm的鋁箔.這些鋁箔廣 泛用于包裝香煙、糖果等.“不銹鋼”為何不易生銹？答：不銹鋼是合金鋼的一種，它的合金元素是鉻和鎳，含碳量較低.不 銹鋼不易生銹，主要是合金元素鉻的功勞.鉻一方面能形成一層致密 的CrO鈍化膜，使鋼與腐蝕介質(zhì)隔離；另一方面，當鉻含量超過12.2 35%時，會大大提高鋼的防腐蝕能力.所以不銹鋼中鉻的含量都在12% 13%以上.不銹鋼中另一種合金元素鎳是鉻的助手，它們能形成均勻 的組織，進一步提高鋼鐵的抗腐蝕能力.為什么寶石有不同的顏色？答：寶石以絢麗的色彩博得人們的喜愛.寶石之所以有不同的顏色， 首先寶石中所

10、含金屬的種類和數(shù)量不同.如紅寶石和墨綠寶石中含有 鉻離子；翠綠的土耳其玉中含有銅離子；朱丹色的紅瑪瑙中含有鐵離 子，因此寶石的顏色就各有不同.另外，有些寶石的顏色是由自身結(jié) 品時原子排列造成的.再有，人工染色也會使寶石變色.怎樣區(qū)別“鋼”和“鐵”？答：鋼鐵在人們生活中占有非常重要的位置.“鋼鐵”是人們常用的 一個名詞，但是從化學(xué)角度來看“鋼”與“鐵”并不相同.鐵是一種常見的金屬元素，元素符號為Fe.鐵在地殼中含量較豐富， 僅次于氧、硅、鋁等元素居第四位，在金屬元素中居第二位.一般的鋼鐵器具是鐵碳合金，含碳量在0. 03%以下的稱為軟鐵；含碳 量為0. 3%0. 25%的稱為低碳鋼；含碳量在0. 25%0. 6%的稱為中碳 鋼；含碳量在0. 6%以上的鋼為高碳鋼；含碳量在2%以上的為生鐵.含 碳量越高，硬度越大；含碳量越低，韌性越好.不銹鋼中除鐵以外，常含有鉻（Cr）、鎳（Ni）等元素.如含鉻16% 20%的不銹鋼廣泛用在