新型金属合金材料行业.
新型金属合金材料行业讲解
(2011-12-23 06:38:22)
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分类：新能源新材料
散户之友
财经
资料来源：东兴证券
中国航空业步入高速增长，带动航空材料产业腾飞。中国将成为世界增长最快、最具发展潜力的航空市场。根据中国商飞公司的测算，中国航空客流量将以每年7.7%的速度增长，未来20 年，中国总计需要新增飞机3997架。随着国产大飞机计划的推进，以及我国航空材料制造业的不断发展，航空材料国产化率会稳步提升，2010-2019 年是我国新增客机需求增长最快的时期，在此期间航空合金材料的年均增长率保持10%左右。高铁、城市轨道交通材料产业迎来爆发式增长期。随着我国高速铁路和城市轨道交通建设的加速，轨道交通用的铝合金材料、金属基复合材料以及C/C 复合材料将迎来高速增长时期，其中轨道交通用铝合金材料将保持年均25%~30%的增速，总需求量将在2016 年达到30.77 万吨。金属基复合材料和C/C 复合材料将保持年均30%以上的增速，总需求量将从目前的10 万吨左右增长到2014 年的25 万吨。汽车轻量化材料是汽车工业节能减排的必然选择。2011—2015 年，随着中国汽车工业水平的不断提升，汽车工业节能减排的深入，中国汽车单车铝材料用量将以每年10%~12%的速度增长，到2015 年中国汽车用铝量将从目前的190 万吨增长至314 万吨，市场增长潜力巨大。
1．产业背景：战略新兴产业崛起的基础
1.1 新材料产业是新兴产业崛起的前提
新材料本身就是一种高新技术，又是现代高新技术和产业的基础和先导，也是提升传统产业的技术能力、调整产业结构的关键。新材料的突破往往会引发
人类划时代的变革。如上世纪60 年代高纯硅半导体材料技术的突破，使人类进入信息化时代。高性能碳纤复合材料在今后20~30 年将迎来新发展时期，引发一场航空工业革命性的变革。新材料产业的发展是带动节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料、新能源汽车等产业发展的前提和保障。
从材料的用途来分，可分为信息材料、航空航天材料、核材料、建筑材料、能源材料、生物材料等。更常见的两种分类法则是结构材料和功能材料；传统材料与新型材料。新材料产业通常包括：稀土功能材料、高性能膜材料、特种玻璃、功能陶瓷、半导体照明材料等新型功能材料；高品质特殊钢、新型合金材料、工程塑料等先进结构材料；碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维等高性能纤维及其复合材料；纳米、超导、智能等共性基础材料。
新材料产业分类：高性能结构材料、先进复合材料、信息功能材料、光学功能材料、电性和磁性材料、新能源材料、生态环境材料、生物医用材料、智能材料、纳米材料
新材料产业包括以下六个子产业：特种金属功能材料、高端金属结构材料、先进高分子材料、新型无机非金属材料、高性能纤维及其复合材料和前沿新材料。其中与金属新材料相关主要是特种金属功能材料和高端金属结构材料。预计在今后相当长一段时间内,金属材料仍是最主要的一类材料,将在人类经济社会发展中发挥重要作用。金属新材料产业的发展是推动新材料产业发展的重要动力。
表：新材料及金属新材料分类
新材料产业分类具体包含的材料种类
高性能结构材料超级钢、先进铝合金、先进钛合金、高温合金、新型陶瓷、新型玻璃、新型高分子材料
先进复合材料金属基复合材料、陶瓷基复合材料、高分子基复合材料、炭/炭复合材料、梯度功能材料
电性、磁性材料电阻材料、半导体材料、超导材料、永磁材料、软磁材料、其他新型磁性材料
光学功能材料红外光学材料、发光材料、激光材料
信息功能材料信息存储材料、信息显示材料、信息传输材料、信息处理材料
新能源材料太阳能材料、储氢材料、锂离子电池材料、燃料电池材料、核能材料
智能材料形状记忆合金智能材料、无机非金属材料智能材料、智能高分子凝胶
生物医用材料医用金属和合金、生物陶瓷、医用高分子材料
纳米材料纳米磁性材料、纳米微粒催化剂、生物纳米材料
生态环境材料天然材料、循环再生材料、低环境负荷材料、环境污染控制材料
全球主要国家都高度重视新材料科学的发展，工业发达国家十分重视新材料在国民经济和国防安全中的基础地位和支撑作用，为保持其经济和科技的领先地位，都把发展新材料作为科技发展战略的目标，在制定国家科技与产业发展计划时将新材料列为21 世纪优先发展的关键技术之一，予以重点发展。
1.2 我国金属新材料发展规划
从我国经济发展水平以及全球金属材料发展的历程来看，目前我国金属材料产业发展水平正处于欧美等发达国家在20 世纪中后期的水平，正是发展现代轨道交通材料和航空航天材料的黄金时期。“十二五”期间，国家已经将新材料列入了七大战略新兴产业中，围绕国家发展战略性新产业总体部署，我国新材料“十二五”期间重点发展的领域包括：新信息材料、航空航天材料、高轨交通及新能源汽车材料、节能环保材料、生物医用材料等。其中与有色金属材料相关的领域主要包括：稀土功能材料、稀有金属材料、半导体材料、特殊合金材料、新型轻合金材料、金属基复合材料等。
表：金属新材料分类及相关上市公司
金属新材料类别/材料应用领域具体内容相关上市公司
1、新型合金材料
航空航天材料先进高温材料、钛及钛合金、C/C 复合材料钢研高纳、宝钛股份、博威合金、
西部材料、博云新材、安泰科技
轨道交通材料高速动车专用铝合金、动车组刹车片、轨道利源铝业、博深工具、南山铝业、
交通减震垫板、铁路车配件中鼎股份、时代新材
汽车轻量化材料镁及镁合金、铝及铝合金(汽车型材) 亚太科技、云海金属、宝钛股份
2、稀土功能材料
稀土发光材料稀土三基色荧光粉包钢稀土、厦门钨业稀土永磁材料钕铁硼永磁合金广晟有色、中科三环、横店东磁、
正海磁材、江粉磁材、太原刚玉
稀土储氢材料稀土LaNi5 型金属间化合物具有很强的吸氢
能力，用稀土储氢合金粉为负极的稀土镍氢科力远
电池(Ni-MH)
3、信息功能材料
信息存储材料高纯稀有金属及靶材、大规格钼电极、高品厦门钨业、章源钨业、金钼股份、
质钼丝、高精度钨窄带、大规格钨钼板材东方钽业
信息处理材料半导体材料：电子级多晶硅、砷化镓、碳化
硅、锗等新型半导体材料、铟锡氧化物ITO 贵研铂业、云南锗业
靶材
4、新能源材料
太阳能光伏碲化镉、铜铟镓硒、铜铟硫等新型薄膜光伏锡业股份、株冶集团
材料
锂动力电池高纯碳酸锂、金属锂天齐锂业、赣锋锂业
5、医用金属材料
医用钛及其合金钛及钛合金、钴铬钼合金宝钛股份
医用钴及其合金钴铬合金
6、国防军工材料核级锆、核辐射改性新材料沃尔核材、东方锆业
我国到2020 年金属材料发展目标是：金属材料人均用量到世界平均水平，高品质金属材料基本实现自主供给，冶金行业节能减排和生产效率达到国际领先水平，大型和超大型基金材料结构件实现自主生产，有自行设计工艺流程和制造重大装备的能力，基本满足国家重大工程建设、国家安全、信息化社会建设、高端装备制造、交通运输等的需求，企业创新能力得到大幅提升，基础研究水平和新材料新工艺研发能力接近世界发达国家水平。
2．航空航天材料
在航空航天领域，由于大型客机和航天飞行器对自身结构材料和功能材料具有很高的性能要求，主要性能要求包括：高比强度、高比模量、耐高温、良好的断裂韧性、抗疲劳及耐腐蚀。大型飞机制造技术发展通常伴随着结构材料的发展，第一代飞机是以木头和布作材料；第二代飞机用钢和铝合金作材料；第三代飞机增加了更多的钛合金材料；第四代飞机则添进大量的复合材料，这些复合材料比钢铁轻得多，但强度却比钢铁高得多。目前全球大型飞机的材料主要还是以铝合金、钛合金以及碳纤维复合材料为主，不同类型的飞机对材料需求不同，各种类型的材料使用比例通常会有较大的差别。通常在民用客机使用的铝合金比例较大，而军用飞机钛合金的使用比例较高。目前最先进的波音787“梦
想”飞机是目前惟一的飞机结构以复合材料为主的大型民用客机。
2.1 先进铝合金
先进铝合金由于具有高比模量、抗疲劳以及耐腐蚀等性能，是航空工业中的主要结构材料。在民用和军用飞机结构材料中，铝合金材料的用量比例一般在20%~80%。如代表先进水平的B-777 飞机中铝合金的用量为70%，在A-380 中为60%，C-17 军用运输机中铝合金的用量为70%。近年来，由于复合材料和钛合金的用量增加，最
新设计的飞机中铝合金的用量相对减少，但高纯、高强、高韧、耐蚀的高性能铝合金用量却在增加。
2.2 先进钛合金材料
钛合金具有密度小、强度高、耐度高、耐高温和抗腐蚀性好等优点，在航空航天和军事领域中获得了广泛的应用，包括军用和民用飞机、航空发动机、导弹、舰艇等。美国在20 世纪80 年代以后设计的各种先进军用战斗机中，钛合金的用量一般在20%以上，第三代战斗机F-15 钛合金用量占27%。近年来所开发出的航空航天用新型钛合金主要有高强高韧合金、高温钛合金和阻燃钛合金。
2.3 炭/炭复合材料
C/C 复合材料即为炭纤维增强基复合材料，是以炭或者石墨纤维为增强体，炭或石墨为基体复合而成的材料。它具有耐高温、导热性好、抗热冲击、烧蚀率低、高温下高强度、一定的化学惰性等特殊性能。炭/炭复合材料的发展主要受宇航工业发展的影响，因为他具有高烧蚀热、低烧蚀率、超热环境下的高强度等优点，被认为是航天环境中高性能的烧蚀材料。炭/炭复合材料还具有优异的耐摩擦性能和高导热率，使其在飞机、汽车刹车片和轴承等方面得到应用。
目前用于军用飞机和大型超音速客运飞机的刹车片都是C/C 复合材料。飞机使用C/C复合材料刹车片后，其刹车系统比钢刹车装臵减轻重量约680kg。飞机质量的减轻可以提高飞机的加速性和燃油经济性。C/C 刹车片不仅质量轻，而且特别耐磨、操作平稳，当紧急刹车时C/C 刹车片能够经受住摩擦产生的高温。
表：航空航天材料相关上市公司分类
所属领域公司名称主营业务
先进高温材料钢研高纳公司定位于中国“先进高温材料”技术的引领者与产业升级的推动者，主要
从事航空航天材料中高温材料的研发、生产，为国内先进航空发动机研制了
GH4169、GH901等合金涡轮盘。
铜合金、钛合金博威合金公司主要生产有色合金材料、高温超导材料、铜合金制品、不锈钢制品、钛
金属制品的制造加工，产品广泛应用于电子通讯、航天军工、船舶机械、精
密模具等行业。
钛及钛合金宝钛股份公司是中国最大的钛及钛合金生产企业，国家高新技术企业。公司专业从事
钛加工业务，产量占全国总量的40%左右。公司钛材产品广泛应用在化工、建
筑、航空航天、舰船、医疗等领域。
西部材料公司是陕西省正在打造的国家级新材料产业基地和西部钛谷的核心企业，公
司控股子公司西部钛业，拥有年产5000 吨的钛熔炼能力，公司致力于打造完
整的钛材产业链。
C/C 复合材料博云新材 C/C 复合材料应用领域包括：C/C 飞机刹车副、航天发动机的喷管等热构件。
公司的C/C 复合材料产品已应用在波音－757 系列、多种军用飞机以及多种
型号火箭上；公司的粉末冶金复合材料产品已应用在波音－737 系列、图－
154 和多种军用飞机上。
2.4 中国航空业步入高速增长，带动航空材料产业腾飞
全球经济的持续增长带动了航空运输业的长期发展。未来20 年，预计全球GDP 年均增长率为 3.71%，全球航空旅客周转量(RPKs)的年均增长率为5.2%。其中，中国的GDP 年均增长率为5.87%，中国的航空旅客周转量年均增长率为7.7%，高于全球平均水平。中国经济的长期强劲增长推动力航空运输需求的增长，政府建设“民
航强国”的决心和对航空基础设施的规划建使得航空运输业前景无限。
我国已启动大飞机的发展计划，结构材料以铝合金材料为主。据预测，我国客机在未来10 年每年将需要单通道飞机100 多架；对100~125 座级和210 座级的单通道飞机需求将超过300 架；150~175 座级单通道飞机超过1000 架。为了形成我国大客机特色和竞争优势，必须发展高性能的铝合金材料，包括2000 系(Al-Cu)，7000 系(Al-Zn-Mg-Cu)、6000 系(Al-Mg-Si)及铝锂(Al-Li)合金。
预计随着我国城市化进程的不断提高,居民收入水平也将不断提升,中国将成为世界增长最快、最具发展潜力的航空市场。根据中国商飞公司的测算，中国航空客流量将以每年7.7%的速度增长，未来20 年，中国总计需要新增飞机3997 架。随着国产大飞机计划的推进，以及我国航空材料制造业的不断发展，航空材料国产化率会稳步提升，2010~2019 年是我国新增客机需求增长最快的时期，在此期间航空合金材料的年均增长率保持10%左右，因此相关上市公司也会受益行业高增长带来的发展机会。
2.5 航空航天材料重点公司推荐——宝钛股份、博云新材、钢研高纳
宝钛股份(600456)：公司已与波音、空壳等国家航空巨头建立了稳定的战略合作关系，而且公司主要为A380 和B787 等新机型提供钛材，新机型对钛材的需求量较大，其中每架A380 和B787 用量分别为138 吨和112 吨，远高于A320 和B737 的15 吨和20 吨。如果国产大飞机投产，公司凭借在航空钛材料方面的技术领先优势，将充分享受行业增长带来的业绩增长。
博云新材(002297)：公司核心产品飞机刹车副、航天用炭/炭复合材料、汽车刹车片都处于业内领先水平，公司前两种产品毛利率保持在45%以上。公司
与霍尼韦尔联合竞标取得中国商飞C919 大型客机机轮、轮胎和刹车系统独家供应商资格，双方将通过成立合资公司来承担飞机机轮刹车系统的设计、研发以及部件制造、系统总装。公司作为航天用炭/炭复合材料的领导者，看好公司未来业绩表现。
钢研高纳(300034)：公司核心产品高温合金材料是制造航空航天发动机热端部件的关键材料，其用量在总重量的45%左右，中国航空领域的耐高温材料年需求量约为5000 吨，随着未来航空耐高温市场的增长和进口替代，预计该领域年均复合增长将保持在20%左右，公司目前仅有920 吨的铸造高温合金产能和25 吨的新型高温合金产能，产能限制已经成为公司业绩增长的瓶颈，未来随着募投项目的逐步达产公司业绩将高速增长。
3．轨道交通专用金属材料
3.1 中国高铁、城市轨道交通迎来爆发式增长期
轨道交通是我国大力发展的重大工程项目，主要包括城市轨道交通和全国铁路交通，面对我国人口多、资源少及城市化趋势加快，发展轨道交通对全面建设小康性社会，提高和改善人民生活都有重要意义。“十二五”期间，我国将迎来高速铁路交通的大发展时期。2004 年1 月，国务院批准了中国铁路历史上第一个《中长期铁路网规划》。2008 年又根据新的形势和发展需求对《中长期铁路网规划》进行相应调整，形成了《中长期铁路网规划(2008 年调整)》。根据规划内容，到2020 年，全国铁路营运里程达到12 万公里以上，复线率和电化率分别达到50%和60%以上，主要繁忙干线实现客货分线，基本形成布局合理、衔接顺畅的铁路网络，运输能力满足国民经济和社会发展需要，主要技术装备达到或接近国际先进水平。
高速重载铁路交通材料主要包括，高速列车车体材料和高速铁路轨道建设材料，其中高速列车车体材料主要包括以下六个方面的材料：列车车体材料和内饰材料、高速转向架构架材料、轮-轨系统材料、高速弓网系统材料、制动摩擦系统材料、减振、降噪材料。
目前国外高速列车车体主要用的铝合金和不锈钢，不锈钢主要用镍铬奥氏体不锈钢，由于其耐高温蚀性和美观的特点，在日本、美国应用较多，在保证强度和刚度前提下，如梁、柱等骨架的板厚由普通钢的 3.2~6.0mm 减至
1.0~1.5mm,可减重40%左右。20 世纪60 年代，日本率先研制出不锈钢车辆，其轻量、节能、不需涂装，产生了显著的经济效益。不锈钢车体由于不易解决车体气密性问题，只用于制造200km/h 速度级的车体及车内承载和装饰件。法国TGV 高速列车骨架和车底架梁采用优质不锈钢，再通过轻量化设计，重量进一步减轻。铝合金比强度高，特别是大型空心薄壁铝材轧制技术的完善，使铝合金成为目前高速列车最理想的材料，欧洲以及日本应用较多。与钢车体相比，减重45%~50%，是车体使用寿命延长10 以上。
5000 系(Al-Mg)和6000 系(Al-Mg-Si)及一些2000 系、7000 系铝合金都可用于铁路车辆的建造，特别是一些新的连接技术，具有节能、减重和一体化结构等显著优点，因而铝合金材料在轨道交通领域的应用将持续增长。相关上市公司将明显受益行业市场空间增长带来的业绩提升。
表：高铁专用金属材料相关上市公司
所属领域公司名称主营业务
铝合金(轨道型材) 利源铝业公司是国内领先的铝合金型材生产厂商，主要从事各种铝合金型材产品的
开发、生产。公司设备技术先进，大部分设备从国外进口，在熔铸、挤压、
表面处理各个环节均具有国际先进水平。公司拥有的客户包括：英利汽车、
长春轨道客车公司、山东泰开集团，辽宁远大集团。
动车组刹车片博深工具公司基于在金刚石工具及冶金粉末材料领域的领先优势，公司多年前已经
开始了动车组刹车片研究，已研发出了动车组刹车片并通过了试验环境验
证，目前只待铁道部的上车试验。动车组刹车片是耗材，毛利率高，预计
动车组刹车片2012 年和2015 年市场容量分别为37 亿和70 亿左右。
高速动车专用铝合金南山铝业公司是轨道交通车辆型材市场的龙头企业，公司已与中国北车集团签定新
一代高速动车组技术协议，承接350km/h 动车组用74 个断面铝合金型材
研发试制，目前开模已经完成，正在处于试制阶段，成功后将进入批量生
产。
高铁和城市轨道交通中鼎股份公司耗资4200 万突入高铁领域。公司全资子公司天津天拓铁路橡胶制品有
减震垫板限公司则专业生产高铁和城市轨道交通减震橡胶垫板。
铁路车配件、铁路线时代新材公司的主导产品包括：铁路车配件、铁路线路配件和风电产品三类。主营
路配件产品包括抗震减噪弹性元件、高分子复合材料、电磁线(主要为铁路机车
车辆和风机配套)、特种涂料及新型绝缘材料、复合材料制品等，主要应
用于轨道交通线路车辆以及风力发电领域。
高速铁路的建设带来了对动车组的巨大需求。目前中国铁路客运专线动车组采用的CRHI、CRH2、CRH3、CRH5 四种类型中,除CRHI 型车体采用的是不锈钢材外,其余3 种动车组车体均为铝合金材质。每辆动车用铝型材8～9 吨、铝板材1.5 吨。按此推算,中国2010～2012 年动车组车体就需铝型材7 万吨、铝板材1.2 万吨。随着城际客运系统的建设及高铁网络向国外的不断延伸,动车组铝材的需求将不断增加。
除动车组外，我国很多个城市正在新建和扩建地铁或轻轨，预计全国城市轨道线路总长8000Km,轨道列车的需求量预测在5000~6000 辆，其列车箱体大量采用铝合金材料，因此对铝合金型材尤其是大规格高性能铝材需求量也将快速增长，市场空间巨大。
随着我国高速铁路和城市轨道交通建设的加速，轨道交通用的铝合金材料、金属基复合材料以及C/C 复合材料将迎来高速增长时期，其中轨道交通用铝合金材料将保持年均25%~30%的增速，总需求量将在2016 年达到30.77 万吨。金属基复合材料和C/C 复合材料将保持年均30%以上的增速，总需求量将从目前的10 万吨左右增长到2014 年的25 万吨。
3.2 轨道交通材料重点公司推荐——南山铝业、博深工具、中鼎股份
南山铝业(600219)：目前公司轨道交通用铝型材产能为2 万吨，募投项目22 万吨“轨道交通新型合金生产项目”将继续加大公司在轨道交通领域的产能扩张。为了充分利用美国的市场和技术经验，公司将募投项目中约 4 万吨产能在美国生产，项目预计于2012 年底建成，届时公司业绩将显著提升。
博深工具(002282)：公司多年前已经开始了动车组刹车片研究，已研发出了动车组刹车片并通过了试验环境验证，目前只待铁道部的上车试验。动车组刹车片是耗材，毛利率高，预计动车组刹车片2012 年和2015 年市场容量分别为37 亿和70 亿左右，公司在技术上处于领先地位，将充分享受动车组刹车片市场高速增长带来的业绩提升。
中鼎股份(000887)：公司将以1000 万元的价格，受让天津飞龙橡胶制品公司50%股权。天津飞龙是铁道部指定供货商，并参加了高铁和城市轨道交通相关行业标准的制定。天津飞龙全资子公司天津天拓是专业生产高铁和城市轨道交通用减震橡胶垫板，目前，天津飞龙已经与铁道部签订了价值4303.13 万元的高铁的订单，预计未来2~3 年，公司高铁业务将保持年均25%的高速增长。
4．汽车轻量化材料
近年来我国石油消费中汽车燃油的消费迅速增长，以2010 年为例，汽车用燃油消耗占国内石油消耗总量的29%，其中车用汽油占汽油总消耗量的86.4%，车用柴油占柴油总消耗量的38.5%(其中农用车对柴油消耗达到11%)。另一方面，按2005 年美国环保局(EPA)的数据，各个产业的温室气体排放情况中交通运输业的温室气体排放量仅次于电力工业，这些数据表明，汽车工业节能减排对于一个国家的能源供应、环境保护、乃至于国家安全都具有重要的意义。
汽车轻量化是现实汽车工业节能减排的有效手段，研究表明，约75%的油耗与整车质量有关，降低汽车质量就可以有效降低油耗以及排放。目前，大量
的研究表明，汽车质量每下降10%，油耗下降8%，排放下降4%。美国在欧洲全顺车的实验室表明,在满足欧IV 标准条件下,每百公里耗油Y 与自重X 满足以下关系Y =0.003X+3.3。
对商用汽车的研究表明，汽车质量每减少1000kg,油耗可降低6%~7%。于此同时，油耗的下降，意味着二氧化碳以及氮氧化物等有害气体排放量的下降。对于新能源汽车，如混合动力汽车由于增加了混合动力系统装臵而增加了车重，更加需要在混合动力汽车中实现轻量化，来减少油耗和降低制造费用。
汽车轻量化是在保证汽车功能(包括：被动安全的碰撞性能；与汽车振动和行驶稳定性相关的车身刚度；与汽车运动声学和舒适性相关的NVH 特性等；与汽车使用期限和寿命相关的振动稳定性)的前提下，汽车自重量的下降。汽车轻量化设计要求采用高强度轻量化材料选择和应用的欲望和需求。汽车轻量化设计和轻量化的概念应从以下三个方面来阐明：首先是对于已有的功能可满足要求的汽车，轻量化的设计是降低重量而保持原功能不变；现有功能尚不能全部满足要求的汽车，轻量化设计室完善功能而保持汽车重量不变；再次是汽车轻量化设计既要提高改进性能，同时也使汽车减重。
在汽车轻量化设计和轻量化工程实施中，轻量化材料和先进成形技术具有十分重要的地位，轻量化材料产业是汽车轻量化实施和发展的前提。轻量化的设计而又保证高性能的要求给设计师提出了对高强度轻量化材料选择和应用的欲望和需求。汽车工业生产上的这种需求，导致汽车轻量化材料产业的迅速发展。在汽车中，常用的轻量化材料与汽车用材的构成密切相关，通常家庭乘用车用材料构成为：钢54%，铸铁10%，塑料8%，铝合金8%，镁合金1%，橡胶玻璃7%，其他 12%。在这些构成汽车的主要材料中，钢、塑料、铝合金、镁合金这四种基本的材料是汽车轻量化材料的首选。
4.1 铝合金材料将成为汽车轻量化的首选材料
铝合金的密度只有2.68g/cm3,仅为钢的30%，在等弯曲刚度的条件下，铝对钢的厚度比是1.43，在等弯曲刚度的条件下，铝的减重的潜力是49%，在等弯曲强度的情况下，铝对钢减重的潜力是3%。根据Alcoa 的数据，汽车中典型的铝质零件的一次减重效果可达30%~40%，二次减重可进一步提高到50%；每使用1kg 铝，可使轿车寿命周期中减少20kg 的尾气排放；在发动机中用铝合金代
替铸铁，其减重效果达50%，每应用1kg 铝，则可使轿车寿命周期中减少22kg 的CO2 排放量。
铝合金是既提升汽车性能又是满足某些法规要求的轻量化材料，近些年来，铝合金在汽车上的用量不断增加，用作发动机、热交换器、涡轮增压器、变速箱体、车轮以及车声等部件。铝合金板的冲压性能已经接近或在某些方面超过了钢板，因此可替代钢板来制备汽车车身板。铝合金的应用可起到很好的减重效果，如采用铝合金冲制汽车车身，质量可以降低约10%。
欧美等发达国家汽车工业发达，非常重视汽车节能和环保，铝合金在汽车轻量化方面的使用量和比例逐年提高，例如：德国奥迪A8 首创了ASF 铝合金空间桁架车身轻量化技术，成为世界上首辆全铝合金车身的产量型轿车，其采用ASF 铝合金空间桁架车身结构，其整体结构刚性则提升25％，但车辆结构因大量采用铝合金材质而节省 6.5 公斤。ASF 组件大多以铝制成，不仅帮助奥迪减轻车身重量，也保证了良好的吸能和制动的效果。与此同时，这些铝制零件还可以大规模回收再利用。
对于欧美等汽车工业发达国家，铝合金材料已经成为汽车轻量化的主要材料。以欧洲为例，1971 年平均每辆汽车的铝用量为34kg,到2001 年则达到112kg,2005 年为130Kg,目前已经达到150kg 左右。据Ducker worldwide 预测，到2015 年，欧洲主要国家平均每辆汽车铝使用量将增长至180kg, 铝材料占整部汽车的重量也将由目前的9%提高到12%。
中国汽车铝合金使用比例较低，2010 年中国平均每年汽车铝使用量为99kg,低于全球平均112kg 的使用量，比欧洲、北美发达国家汽车用铝量差距则更大。
2011—2015 年，随着中国汽车工业水平的不断提升，汽车工业节能减排的深入，中国汽车单车铝材料用量将以每年10%~12%的速度增长，到2015 年中国汽车用铝量将从目前的190 万吨增长至314 万吨，市场增长潜力巨大。
4.2 镁合金是有发展前景的汽车轻量化材料
镁合金重量比钢和铝合金轻，强度高于铝合金和钢，刚度接近铝合金，具有良好的铸造性和稳定性，可在一定程度上替代传统的钢和铝合金材料。镁的密度为 1.74g/cm3,是最轻的金属结构材料之一；镁合金代替某些钢铁材料可以
有效地减轻汽车的重量，如以刚度为设计准则的材料。在等弯曲刚度条件下，采用镁代替钢可以减重61%，在等弯曲强度条件下，镁代替钢可减重74%，每使用1kg 镁，可使轿车寿命期减少30kg 尾气排放(和铝的比对值)；镁还是绿色环保材料，可循环回收。镁合金是具有广泛发展前景的汽车轻量化的结构材料。
上世纪20 年代，德国最先把镁合金应用于汽车制造业，此后欧美汽车制造企业纷纷应用镁合金零部件，主要用于生产汽车坐椅、轮圈、前端、转向盘、踏板托架、油箱门等。目前，北美汽车生产厂家每辆汽车用镁量为1.5~3.5kg,但镁在汽车中的应用增长很快，某些车型已达到将近10kg；美国福特汽车公司已经先行一步，在澳大利亚购买了镁的矿产开采权，为镁合金的扩大应用做准备。
国外对镁合金在汽车上的应用十分重视，2004 年 6 月，美国、加拿大的相关机构和公司共同设立了一项汽车用的镁合金中长期研究计划。2006 年12 月，北美汽车研究联盟(USCAR)发布的《2020 年北美汽车用镁合金及轻量化战略展望》报告。根据报告中的规划，到2020 年，北美乘用车用镁量将会达到160kg/辆，届时镁将会成为第二大汽车材料，在乘用车中材料重量的比例将从目前的0.3%增加到12%。
我国在汽车镁合金应用领域起步较晚，目前平均每辆汽车的镁使用量在0.8~1kg 之间，但是随着我国镁工业和汽车工业的快速发展，镁合金这一高强度轻型金属材料的应用正在加快，目前长安、一汽集团、东风、奇瑞、吉利、隆鑫等汽摩企业已开发出数十种镁合金部件，并在具有自主知识产权的汽车上装车运行，效果显著。
2011—2015 年，随着镁合金在汽车工业应该的不断深入，全球汽车镁合金需求都将
保持15%以上的增速，中国镁合金轻量化产业起步较晚，增长潜力更大。未来5 年中国汽车镁合金材料平均用量将以每年50%以上的速度增长，到2015 年中国汽车用镁合金用量将从目前的1.6 万吨增长至68 万吨，市场增长潜力巨大。
4.3 汽车轻量化材料重点推荐——亚太科技、云海金属
亚太科技(002540)：公司是A 股市场中仅有的一家专注于汽车高端铝挤压材业务的上市公司，其产品包括：管材、型材和棒材，主要应用于汽车中的热
交换系统、悬挂系统及制动系统。目前，公司铝挤压材产能约为 4.2 万吨，公司产能利用率已经达到120%，公司产品供不应求，现阶段公司正在加紧建设5.7 万吨铝挤压材项目(募投项目)，预计2012 年能够达产，届时总产能将达9.9 万吨。随着募投项目的达产，公司将迅速跨越产能瓶颈，盈利能力迅速提升。
云海金属(002182)：公司是全球规模最大的镁合金专业生产企业，公司镁合金产销量居全国第一。公司拥有的镁合金产能约为9 万吨，铝合金产能13 万吨，不仅如此，在建产能幅度超过现有规模的一倍以上，其中镁合金在建产能约为10 万吨，铝合金在建产能15 万吨。预计新增产能将于2012 年达产，公司镁合金、铝合金产能将得到迅速提升。于此同时，公司为保障满足产能扩大带来的原材料需求，分别在山西、安徽取得了两个镁矿采矿权，进一步向上游产业链延伸。看好公司未来的业绩增长。
5．投资策略
看好航空航天材料、轨道交通材料及汽车轻量化材料相关的上市公司。
(1)航空航天材料——先进钛合金、铝合金、炭/炭复合材料
国产大飞机计划加快推进，航空材料国产化率会稳步提升，2010~2019 年是我国新增客机需求增长最快的时期，在此期间航空金属材料的年均增长率保持10%左右，重点推荐宝钛股份、博云新材、钢研高纳。
(2)轨道交通材料——铝合金、金属基复合材料
高速铁路和城市轨道交通建设将迎来建设高峰，轨道交通用的铝合金材料、金属基复合材料以及C/C 复合材料将迎来高速增长期，其中轨道交通用铝合金材料将保持年均25%~30%的增速，重点推荐南山铝业、博深工具、中鼎股份。
(3)汽车轻量化材料——铝合金、镁合金
2011—2015 年，中国汽车单车铝材料用量将以每年10%~12%的速度增长，到2015年中国汽车用铝量将从目前的190 万吨增长至314 万吨，市场增长潜力巨大。重点推荐亚太科技、云海金属。
行业重点公司盈利预测与评级
简称 EPS(元) PE
PB
10A 11E 12E 10A 11E 12E
宝钛股份0.008 0.20 0.56 — 44 26 3
博云新材 0.12 0.18 0.29 171 95 60 6.6
钢研高纳 0.39 0.29 0.39 43 58 43 4
南山铝业 0.40 0.56 0.71 24 13 10 0.91
博深工具 0.38 0.34 0.48 48 36 25 3.8
亚太科技 1.00 0.65 1.12 19 29 17 1.86
云海金属 0.14 0.13 0.21 128 112 69 4.7
第九章 有色金属及其合金习题参考答案
第九章有色金属及其合金 习题参考答案 一、解释下列名词 答：1、时效强化(处理)：将过饱和的固溶体加热到固溶线以下某温度保温，以析出弥散强化相的过程。 自然时效：在室温下产生的强化效应。 人工时效：在低温加热条件下产生的强化效应。 2、硅铝明：Al-Si系铸造铝合金。 3、紫铜：在大气中表面形成氧化亚铜呈紫色的纯铜。 黄铜：以Zn为主加元素的铜合金。 青铜：除Zn和Ni以外的其他元素为主加元素的铜合金。 4、巴氏合金：铅基和锡基轴承合金。 二、填空题 1、根据铝合金的成分及生产工艺特点，可将其分为_铸造铝合金和形变铝合金两大类。 2、纯铝及防锈铝合金采用加工硬化的方法可以达到提高强度之目的。 3、硬铝合金的热处理强化，是先进行固溶处理，得到过饱和固溶体组织，这时强度仍较低，接着经时效处理，强化硬度才明显提高。 4、Cu-Zn 合金一般称为黄铜，而Cu-Sn 合金一般称为锡青铜。 5、纯铜具有面心立方晶格，塑性好，强度低，耐腐蚀性能较好。 6、制造轴瓦及其内衬的合金叫做轴承合金。 7、以轴承合金制造的轴瓦，应具有如下组织：在软基体上分布着均匀的硬质点或在硬基体上分布着均匀的软质点。 8、将下列合金对号填空：LY12、 ZL104、 LF2、 H68、 LC4、 ZQSn10 铸造铝合金 ZL104 、超硬铝合金 LC4 、硬铝合金 LY12 、青铜合金ZQSn10、黄铜H68、防锈铝合金LF2。 9、H68材料适合作子弹壳，锡黄铜材料适合作船舶配件，QSn4-3材料适合作抗磁零件，铍青铜材料适合作重要的弹性元件。 10、适合作飞机翼肋的材料是2A12(LY12)，适合作飞机大梁和起落架的材料是 7A04(LC4)，适合作飞机蒙皮的材料是8089，适合作飞机上结构形状复杂的仪器零件的材料
金属材料的强化机理讲解
材料结构与性能读书报告--金属材料的强化机理
摘要 综合论述金属材料强化原理，基本途径，文章从宏观性能—微观组织结构—材料强化三者的相互依存关系，叙述了材料强化的本质、原理与基本途径作了论述。金属的强化可以改善零件的使用性能，提高产品的质量，充分发挥材料的性能潜力，延长工件的使用寿命，在实际应用中，有着非常重要的意义。对工程材料来说，一般是通过综合的强化效应以达到较好的综合性能。具体方法有固溶强化、形变强化、沉淀强化和弥散强化、晶界强化、位错强化、复相强化、纤维强化和相变强化等。 关键词：强化；细晶；形变；固溶；弥散；相变
Abstract In this paper a summary is made on the principle of material strengthening,basis way and new technology of heat treatment.The essence,principle and basis ways of strengthening various materials were expounded in terms of their microscope properties,microstructure and material strengthening technology.：Metal strengthening can improve the performance of parts, improve the quality of products, give full play to the properties of materials, extend the use of workpiece potential life, in practical applications, has a very important significance. A systematic discussion was made about the explantation of the potential of materials.For engineering materials, it is usually by the strengthening effect comprehensive to achieve good comprehensive performance. Specific methods have solid-solution strengthening,distortion and deposition strengthening ,he complex phase strengthening,fiber reinforced and phase change aggrandizement, etc. Keywords：strengthen; fine grain; deformation; solution; dispersion; phase transition
第一章 钢的合金化原理作业题 参考答案要点
第一章钢的合金化原理作业题参考答案要点 1、名词解释： 1）合金元素：特别添加到钢中用以改变钢的组织、提高钢的性能的化学元素。2）微合金元素：有些合金元素如V，Nb，Ti和B等，当其含量只在0.2%左右甚至更低时（如B 0.002%）时，也会显著地影响钢的组织与 性能，将这种化学（合金）元素称为微合金元素。 3）原位析出：在淬火回火过程中，合金元素溶解于原渗碳体中，当其溶解度超过其最大溶解量后，合金渗碳体转变为特殊碳化物的析出方式。4）离位析出：在淬火回火过程中，直接从α相中析出特殊碳化物的析出方式。5）二次硬化：在强K形成元素含量较高的合金钢淬火后，在500- 600℃范围内回火时，在α相中沉淀析出这些元素的特殊碳化物，并使钢的 HRC和强度提高的现象。 6）二次淬火：在强K形成元素含量较高的合金钢淬火后，残余奥氏体十分稳定，甚至加热到500-600℃回火时升温与保温时中仍不分解，而是在 冷却时部分转变成马氏体，使钢的硬度和强度提高的现象。 2、说明钢中常用合金元素（V，Mo，Cr，Ni，Mn，Si，Al, B）对珠光体（贝 氏体）转变影响的作用机制。 答：（1）对珠光体转变影响的作用机制：P20 （2）对贝氏体转变影响的作用机制：P20 3、以低碳回火马氏体钢20SiMn2MoVB 为例，说明其合金化及热处理（淬火 加低温回火）中存在哪些强化与韧化途径？
答：低碳回火马氏体钢通过合金化与热处理工艺相结合，在实现强化的同时，保证有较好的韧性。主要体现在以下方面： （1）强化： ①C及合金元素的固溶强化； ②加入Si, Mn等合金元素能提高奥氏体的过冷能力，从而细化晶粒； ③加入V、Ti后的弥散强化; ④加入V、Ti后的细化晶粒作用； ⑤马氏体中大量位错的位错强化。 （2）韧化： ①低碳马氏体为位错型马氏体，韧性较好； ②Ni,Mn韧性元素的加入有利于提高韧性； ③工艺中的快冷、加入的合金元素对奥氏体过冷能力的提高、第二相粒子对晶粒长大的抑制作用，均能使马氏体晶粒细化，从而提高韧性； ④通过加入Si对低温回火脆性温度的延迟作用以及钢的回火稳定性的增加，可以适当提高回火温度，从而提高韧性水平。 4、为何Si-Mn-Mo-V复合添加可以大大提高钢的淬透性？ 答：Si、Mn、Mo、V这四种合金元素提高过冷奥氏体稳定性的机制不同。 （1）Si在钢中不形成碳化物，也不溶于体，因此碳化物晶核形成必须等待硅的扩散（推迟P转变）。另外，Si能提高铁原子间作用力，提高铁的自扩散激活能，推迟P和B转变； （2）Mn是扩大γ相区元素，大大增加了α形核功；且锰也是碳化物形成元素，推迟合金渗碳体的形核与长大，因此锰不仅使C曲线向右移，且使之向下移； （3）Mo是中强碳化物形成元素，除了推迟珠光体转变时碳化物的形核与长
金属材料学教学大纲
金属材料学 (Science of Metal Materials) 课程编号：07171390 学分：3 学时： 48 （其中：讲课学时：38 课堂讨论学时：10 ） 先修课程：金属学、热处理原理、热处理工艺、工程材料力学性能 适用专业：金属材料工程、材料成型加工、冶金专业。 教材：戴起勋主编.金属材料学.北京：化学工业出版社，2005.9 开课学院：材料科学与工程学院 一、课程的性质与任务： 《金属材料学》是一门综合性应用性较强的专业必修课。在金属学、金属组织控制原理及工艺和力学性能等课程的基础上，系统介绍金属材料合金化的一般规律及金属材料的成分、工艺、组织、性能及应用的关系。通过课堂讲授、实验等教学环节，使学生系统掌握有关金属材料学方面的知识，培养学生研究开发和合理应用金属材料的初步能力。 二、课程的基本内容及要求 绪论（金属材料的过去、现在和将来）： 1．教学内容 （1）金属材料发展简史 （2）现代金属材料 （3）金属材料的可持续发展与趋势 2．基本要求 了解金属材料在国民经济中的地位与作用、金属材料的发展概况和本课程的性质、地位和任务。 第一章钢的合金化概论 1．教学内容 （1）钢中的合金元素：合金元素和铁基二元相图；合金元素对Fe-C相图的影响；合金钢中的相组成；合金元素在钢中的分布； （2）合金钢中的相变：合金钢加热奥氏体化，合金过冷奥氏体分解；合金钢回火转变； （3）金元素对强度、韧度的影响及其强韧化； （4）合金元素对钢工艺性能的影响； （5）微量元素在钢中的作用 （6）金属材料的环境协调性设计基本概念； （7）钢的分类、编号方法。 2．基本要求 （1）掌握钢中合金元素与铁和碳的作用；铁基固溶体、碳（氮）化合物的形成规律；合金元素在钢中的分布；合金元素对铁-碳状态图的影响（2）了解钢的分类、编号方法 （3）掌握合金元素对合金钢工艺过程的影响 （4）掌握合金元素对合金钢力学性能的影响规律 （5）理解微量元素在钢中的作用 （6）了解材料的环境协调性设计基本概念
合金化的特点
转炉炼钢脱氧合金化的特点 贾卫国 （陕西略阳钢铁有限责任公司炼钢分厂） 摘要：论述了转炉炼钢脱氧、合金化的特点，并结合实际对脱氧剂使用、合金化工艺进行了探索。 关键词：硅钡钙硅钒氮 一、前言 略阳钢铁有限责任公司二炼钢自投产以来，通常采用硅钡钙、增碳剂、硅铁、锰硅铁、钒氮等作为脱氧、合金化材料。在冶炼HRB335钢时，合金易结块，造成[SI]、[Mn]成分波动大，冶炼HRB400钢时，钒氮合金回收率不稳定，易出现废品等问题，为此，对原有的脱氧、合金化特点进行了解，改进合金加入量，加入方法，有效解决上述问题。 二、各种合金特点 （一）硅钡钙 主要成份Ca30.16%，Ba10.69，Si20.38，采用硅钡钙脱氧，由于在炼钢温度下Ca的蒸汽压非常高，故反应激烈，加上有部分脱氧产物为气体CO，钢液搅动比较强，有利于合金的快速溶化和成分的均匀。 加入到钢中的硅钡钙是以氧化钙、硫化钙、铝酸钙的形式存在于钢中，由于钢中的AI2O3与钙钡的脱氧产物生成复合的钙酸盐夹杂，因此，钢中单纯的铝夹杂减少。 钡在炼钢温度范围内有效地降低钙的蒸气压，增加钙在钢液中的溶解度，同硅钙合金相比，用硅钡钙合金作为钙源加入钢液中，加入的钙量即
使是钙合金加入量的一半时，钢液中的钙含量却是硅钙合金的两倍左右，钙在钢液中也显著提高，充分显示钡在钢液中有效的保护了钙，降低了钙的氧化，从而达到对钢液钙处理的目的。 （二）锰的特点 锰是一种非常弱的脱氧剂，在碳含量非常低，氧含量很高时，可以显示出脱氧作用。 锰的作用是消除钢中硫的热脆倾向，改变硫化物的形态和分布以提高钢质。 锰对铁素体的固溶强化能力极强，可以提高钢的强度，钢含锰量高时，具有明显的回火脆性，锰对钢有使钢过热的倾向，为了克服这一倾向，可在钢中配加少量细化晶粒的元素钒等。钒产生极稳定的碳化物，可以强烈细化晶粒，所以钢中加钒对钢的性能特别有利。 （三）硅的特点 硅是钢中最基本的脱氧剂。普通钢中硅在0.17—0.37%,1450℃钢凝固时，能保证钢中与其平衡的氧小于碳平衡的量，抑制凝固过程中CO气泡的产生。 硅在钢中溶于铁素体内使钢的强度，硬度增加，塑性、韧性降低，硅与钢水中的FeO能结成密度较小的硅酸盐炉渣而被除去。 硅能还原钒 ①2/5V2O5+Si=4/5V+SiO2 ②1/2 V2O4+Si=V+SiO2 ③2/3 V2O3+Si=4/3V+SiO2
(完整版)金属材料学复习文九巴
1.钢中的杂质元素：O H S P 2.合金元素小于或等于5%为低合金钢，在5%-10%之间为中合金钢，大于10%为高合金 钢 3.奥氏体形成元素：Mn Ni Co（开启γ相区）C N Cu（扩展γ相区） 4.铁素体形成元素：Cr V Ti Mo W 5.间隙原子：C N B O H R溶质/R溶剂<0.59 6.碳化物类型：简单间隙碳化物MC M2C 复杂间隙碳化物M6C M23C M2C3 7.合金钢中常见的金属间化合物有σ相、AB2相和B2A相 8.二次硬化：淬火钢在回火时在一定温度下，由于特殊碳化物的析出的初期阶段，形成 [M-C]偏聚团，硬度不降低，反而升高的现象。 9.二次淬火：淬火钢在回火时，冷却过程残余奥氏体转变为马氏体的现象。 10.合金元素对铁碳相图的影响 1.改变奥氏体相区位置 2.改变共析转变温度 3.改变S和E等零界点的含碳量 11.合金元素对退火钢加热转变的影响 1.对奥氏体形成速度的影响中强碳化物形成元素与碳形成难溶于奥氏体的合金碳化 物，减慢奥氏体的形成速度 2.对奥氏体晶粒大小的影响大多数合金元素都有阻止奥氏体晶粒长大的作用，影响 程度不同。V Ti强碳化物和适量的AL强烈阻碍晶粒长大，他们的碳化物或氮化物熔点高，高温下稳定，不易聚集长大，能强烈阻碍奥氏体晶粒长大。Wu Mo Cr中强碳化物也有阻碍作用，但是影响程度中等。Si Ni非碳化物形成元素影响不大。
Mn P等元素含量在一定限度下促进奥氏体晶粒长大 12.合金元素对淬火钢回火转变的影响 1.提高耐回火性合金元素在回火过程中推迟马氏体分解和残留奥氏体的转变；提高铁 素体在结晶温度，使碳化物难以聚集长大，从而提高钢的耐回火性。 2.淬火钢在回火时产生二次硬化和二次淬火，提高钢的性能。 3.对回火脆性的影响产生第一类回火脆性和第二类回火脆性，降低晶界强度，从而使 钢的脆性增加 13.钢的强化机制：固溶强化、细晶强化、形变强化和第二相强化 14.合金元素对钢在淬火回火状态下力学性能的影响 1.合金元素一般均能减缓钢的回火转变过程，特别是阻碍碳化物的聚集长大，相对的 提高钢中组成相的弥散度 2.合金元素溶解于铁素体，是铁素体强化，并提高了铁素体的再结晶温度。 3.强碳化物形成元素提高了钢的耐回火性，并产生沉淀强化的作用 4.钼、钨等有利于防止或消除第二类回火脆性 15.合金元素对钢高温力学性能的影响 1.可以净化晶界，使易熔杂质元素从晶界转移到晶界内，强化晶界 2.可以提高合金原子间的结合力，增大原子自扩散激活能 3.强碳化物形成元素的加入，可以对位错运动有阻碍作用，可提高合金的高温性能16.合金元素对钢热处理性能的影响 淬透性、淬硬性、变形开裂性、过热敏感性、氧化脱碳倾向和回火脆化倾向 17.合金元素对钢的焊接性能影响 1.钢的焊接性能主要由焊后开裂敏感性和焊接区的硬度来评价
合金化原理
1、影响加热速度的因素有哪些？为什么？ 答：（1）加热方法（加热介质）的不同。 由综合传热公式Q=а（T介-T工）得知，当加热介质与被加热工件表面温度差（T 介-T工）越小，单位表面积上在单位时间内传给工件表面的热量越小，因而加热速度越慢。 （2）工件在炉内排布方式的影响。 工件在炉内的排布方式直接影响热量传递的通道，例如辐射传递中的挡热现象及对流传热中影响气流运动情况等，从而影响加热速度。 （3）工件本身的影响。 工件本身的几何形状、工件表面积与其体积之比以及工件材料的物理性能（C、λ、γ等）直接影响工件内部的热量传递及温度，从而影响加热速度。同种材料制成的工件，当其特征尺寸s与形状系数k的乘积相等时，以同种方式加热时则加热速度相等 2、回火炉中装置风扇的目的是什么？气体渗碳炉中装置风扇的目的是什么？ 答：回火炉中装置风扇的目的是为了温度均匀，避免因为温度不均而造成材料回火后的硬度不均。气体渗碳炉中装置的风扇的目的是为了气氛的均匀，避免造成贫碳区从而影响组织性能。 3、今有T8钢工件在极强的氧化气氛中分别与950度和830度长时间加热，试述加热后表层缓冷的组织结构，为什么？ 答：根据题意，由于气氛氧化性强，则炉火碳势低。在950℃长时间加热时，加热过程中工件表面发生氧化脱碳。工件最外层发生氧化反应，往里，由于950℃高于Fe-C状态图中的G点，所以无论气氛碳势如何低，脱碳过程中从表面至中心始终处于A状态，缓冷后，由表面至中心碳浓度由于脱碳和扩散作用，碳含量依次升高直至0.8%，所以组织依次为铁素体和珠光体逐渐过渡到珠光体，再至相当于碳含量为0.8%的钢的退火组织（P+C）。当工件在830℃加热时，温度低于G点，最外层依然会发生氧化反应。往里，工件将在该温度下发生脱碳。由于气氛氧化性极强，则碳势将位于铁素体和奥氏体的双相区，所以工件发生完全脱碳。由外及里的组织在缓冷后依次是铁素体，铁素体加珠光体，珠光体加渗碳体。 4、今有一批ZG45铸钢件，外形复杂，而机械性能要求高，铸后应采用何种热处理？为什么？ 答：实现应该采用均匀化退火，以消除铸件的偏析和应力（如果偏析不严重，也可以采用完全退火。就机械性能而言，45最好为调质，如果形状确实太复杂，淬火时容易变形、开裂、可用正火代替。 5、20GrMnTi钢拖拉机传动齿轮，锻后要进行车内孔，拉花键及滚齿等机械加工，然后进行渗碳淬火，回火。问锻后和机械加工前是否需要热处理？若需要，应进行何种热处理？主要工艺参数如何选择？ 答：锻后和机械加工前需要正火处理，这样可使同批毛坯具有相同的硬度（便于切削加工），可以细化精粒,均匀组织,为后续的渗碳与淬火提供良好的组织状态;二则应该是把硬度调整到利于切削加工的硬度 正火工艺：正火加热温度为Ac3以上120~150（即在960℃左右），其原则是在不引起晶粒粗话的前提下尽量采用高的加热温度，以加速合金碳化物的溶解和奥氏体的均匀化,然后风冷5分钟左右,接着在640℃等温适当时间后空冷，硬度在HB180左右，利于切削加工。 6、45钢普通车床传动齿轮，其工艺路线为锻造---热处理---机械加工----高频淬火—回火。试问锻后应进行何种热处理，为什么？ 答：常用淬火介质及冷却特性；进行正火处理，45钢市中碳钢，正火后其硬度接近于最佳切削加工的硬度。对45钢，虽然碳含量较高，硬度稍高，但由于正火生产率高，成本低，随意采用正火处理。
金属材料学复习思考题2016.5
金属材料学复习思考题 （2016.05） 第一章钢的合金化原理 1-1名词解释 （1）合金元素；（2）微合金化元素；（3）奥氏体稳定化元素；（4）铁素体稳定化元素；（5）杂质元素；（6）原位析出；（7）异位析出；（8）晶界偏聚（内吸附）；（9）二次硬化；（10）二次淬火；（11）回火脆性；（12）回火稳定性 1-2 合金元素中哪些是铁素体形成元素？哪些是奥氏体形成元素？哪些能在α-Fe中形成无限固溶体？哪些能在γ-Fe 中形成无限固溶体？ C相图的S、E点有什么影响？这种影响意味着什么？ 1-3简述合金元素对Fe-Fe 3 1-4 为何需要提高钢的淬透性？哪些元素能显著提高钢的淬透性？（作业） 1-5 能明显提高钢回火稳定性的合金元素有哪些？提高钢的回火稳定性有什么作用？（作业） 1-6合金钢中V，Cr，Mo，Mn等所形成的碳化物基本类型及其相对稳定性。 1-7试解释含Mn和碳稍高的钢容易过热，而含Si的钢淬火温度应稍高，且冷作硬化率较高，不利于冷加工变形加工？（作业） 1-8 V/Nb/Ti、Mo/W、Cr、Ni、Mn、Si、B等对过冷奥氏体P转变影响的作用机制。 1-9合金元素对马氏体转变有何影响？ 1-10如何利用合金元素来消除或预防第一次、第二次回火脆性？ 1-11如何理解二次硬化与二次淬火两个概念的异同之处？ 1-12钢有哪些强化机制？如何提高钢的韧性？（作业） 1-13 为什么合金化基本原则是“复合加入”？试举两例说明复合加入的作用机理？（作业） 1-14 合金元素V在某些情况下能起到降低淬透性的作用，为什么？而对于40Mn2和42Mn2V，后者的淬透性稍大，为什么？（作业） 1-15 40Cr、40CrNi、40CrNiMo钢，其油淬临界淬透性直径分别为25~30 mm、40~60mm和60~100mm，试解释淬透性成倍增大的现象。（作业） 1-16在相同成分的粗晶粒和细晶粒钢中，偏聚元素的偏聚程度有什么不同？（作业）
工程结构钢的合金化原理
一、工程结构钢的合金化原理 1、低碳：由于低温韧性、焊接性和冷成型性能的要求高，其碳质量分数一般不超过0.25％。 2、加入以锰为主的合金元素，起固溶强化作用，提高钢的强度和韧性。 3、加入铌、钛或钒等辅加元素，起弥散强化作用，提高钢的强度和韧性。 4、加入少量铜（＜0.4％）和磷（0.1％左右）等，可提高抗腐蚀性能。 二、调质钢合金化特点 1、中碳，碳质量分数一般在0.25％～0.50％之间，以0.4％居多。碳量过低，不易淬硬，回火后强度不够；碳量过高则韧性不够。 2、加入提高淬透性的元素，如Cr、Mn、Ni、Si、B等。 3、加入防止第二类回火脆性的元素，如Mo、W等。 三、轴承钢的合金化特点 1、高碳，为了保证轴承钢的高硬度、高耐磨性和高强度，碳质量分数应较高，一般为0.95％～1.10％。 2、铬为基本合金元素，铬含量为0.40％～1.65％。铬能提高淬透性，并与基体金属形成合金渗碳体（Fe，Cr）3C，呈细密、均匀分布，从而提高钢的耐磨性，特别是疲劳强度。 3、加入硅、锰、钒等提高淬透性 四、渗碳钢的合金化特点 （1）碳质量分数一般在0.10％～0.25％之间，以保证零件心部有足够的塑性和韧性。 （2）加入提高淬透性的合金元素，常加入Cr、Ni、Mn等，以提高经热处理后心部的强度和韧性。Cr还能细化碳化物、提高渗碳层的耐磨性，Ni则对渗碳层和心部的韧性非常有利。 （3）加入阻碍奥氏体晶粒长大的元素，主要加入少量强碳化物形成元素Ti、V、W、Mo等，形成稳定的合金碳化物。除了能阻止渗碳时奥氏体晶粒长大外，还能增加渗碳层硬度，提高耐磨性。 五、氮化钢的合金化特点 1、低碳 2、铬、钼、锰可使钢获得足够的淬透性。 3、钼及钒能使钢在500~580℃之间长时间保温时保持强度。为了防止或减轻钢发生回火脆化，往往须要在氮化钢中加入0.2～0.5％钼。 六、弹簧钢的合金化特点 1、中、高碳。一般为0.50％～0.70％。碳质量分数过低，强度不足。碳质量分数过高时，塑性、韧性降低，疲劳抗力也下降。 2、加入以Si、Mn为主的提高淬透性的元素。 七、耐磨钢的合金化特点 1、高碳：保证钢的耐磨性和强度。其碳质量分数不超过1.4％。 2、高锰：提高钢的加工硬化率及良好的韧性。 3、一定量的硅：硅可改善钢水的流动性，并起固溶强化的作用。 八、高速钢的合金化主要特点 1、工作温度可达500~600℃，有很高的热硬性（593℃HRC＞55）。 3、高碳（0.70~1.10％C），保证硬度和耐磨性。 4、加入较多的钨、钼、钒、铬等元素。钨、钼、可产生“二次硬化”以保证热硬性，同时较多的碳化物可显著地提高耐磨性。 九、热作模具钢的合金化特点 1、中碳（0.30~0.50％C）范围 2、加入铬、硅、锰等提高淬透性，铬和硅还能提高抗氧化和抗烧蚀性。 3、镍可提高钢的韧性，并与铬、钼一起提高耐热疲劳性能。 4、钨、钼、钒可产生二次硬化效果，钼还能防止第二类回火脆性、提高高温硬度和回火稳定性。
钢的合金化原理
1 合金化原理 (1) 主要内容： (1) 1.1 碳钢概论 (1) 一、碳钢中的常存杂质 (1) 二、碳钢的分类 (2) 三、碳钢的用途 (2) 1.2 钢的合金化原理 (3) 一、合金元素的存在形式※ (3) 二、合金元素与铁和碳的相互作用及其对γ层错能的影响 (4) 三、合金元素对Fe-Fe3C相图的影响 (5) 四、合金元素对钢的热处理的影响 (6) 五、合金元素对钢性能的影响 (7) 1.3 合金钢的分类 (7) 1 合金化原理 主要内容： 概念： ⑴合金元素：特别添加到钢中为了保证获得所要求的组织结构、物理、化学和机械性能的化学元素。 ⑵杂质：冶炼时由原材料以及冶炼方法、工艺操作而带入的化学元素。 ⑶碳钢：含碳量在0.0218-2.11%范围内的铁碳合金。 ⑷合金钢：在碳钢基础上加入一定量合金元素的钢。 ①低合金钢：一般指合金元素总含量小于或等于5%的钢。 ②中合金钢：一般指合金元素总含量在5～10%范围内的钢。 ③高合金钢：一般指合金元素总含量超过10%的钢。 ④微合金钢：合金元素(如V,Nb,Ti,Zr,B)含量小于或等于0.1%，而能显著影响组织和性能的钢。 1.1 碳钢概论 一、碳钢中的常存杂质 1.锰（Mn ）和硅（Si ） ⑴Mn：W ％<0.8％①固溶强化②形成高熔点MnS夹杂物（塑性夹杂物），减Mn 少钢的热脆（高温晶界熔化，脆性↑） ％<0.5％①固溶强化②形成SiO2脆性夹杂物， ⑵Si：W Si ⑶Mn和Si是有益杂质，但夹杂物MnS、SiO2将使钢的疲劳强度和塑、韧性下降。2．硫（S）和磷（P） ⑴S：在固态铁中的溶解度极小， S和Fe能形成FeS，并易于形成低熔点共晶。
初三化学金属性质及计算
初三化学金属性质及计算 放学回家后，看看家里的日常生活用品，找一找哪些是由金属制成的，分别是哪些金属？金属材料自新石器时代后期开始，就一直被广泛应用着，直到21世纪的现在．金属材料包括纯金属以及它们的合金．如果你想了解它们，就请仔细阅读下面的内容吧！ 【课前复习】 ※会做了，学习新课有保障 1．试从日常生活入手，举出铁、铜、金三种金属的用途．（各任举2例） 2．用元素符号表示下列所用的物质． 涂在保温瓶胆夹层内的银白色金属是__________；包装糖果、香烟的银白色材料是__________；白炽灯泡内的灯丝通常是由__________制成的；温度计中填充的金属是__________． 3．家里的不锈钢水果刀和菜刀最显著的区别是什么？在你看来，它们都是铁制品吗？ 4．你能说出18 K黄金和24 K黄金的区别吗？ 答案： 1．铁的用途：作刀具、铁锅、铁钉、钢尺、铁锚、自行车、汽车…… 铜的用途：作钥匙、电线、铜币、水龙头…… 金的用途：作项链等装饰品、金币…… 2．依次为Ag、Al、W、Hg． 3．不锈钢水果刀和菜刀最显著的区别是前者不易生锈，后者容易生锈．它们确实都是铁制品． 4．18 K黄金不是纯黄金，只有75%的黄金，还含有其他一些金属；24 K黄金是指含金量在99.9%以上的黄金． 这些题目就在你的生活中，只要你多观察、勤思考，这些问题都会迎刃而解，你一定想深入地了解为什么会有这些现象，这些不同吧，那么 ※先看书，再来做一做 1．参考表8—1，分析回答： （1）为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？ （2）银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？ （3）为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡制的话，可能会出现什么情况？ （4）为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬，而不镀金？ 2．在考虑物质的用途时，还需要考虑哪些因素？ 3．合金是纯净物还是混合物？它们在物理性质中与纯金属有何不同？ 这些是课文中最基本的一些问题，对于几种常见的金属我们还需深入了解． 【学习目标】 1．了解金属具有很多共同的物理性质． 2．了解不同金属在物理性质上的差异，并会全面考虑确定金属最适宜的用途． 3．了解合金，以及合金在生产、生活中的应用． 【基础知识精讲】 ※课文全解 一、几种重要的金属 在生活中，应用最广泛的金属莫过于铁、铜、铝，它们在性质上有很多共同的地方．例
不锈钢的合金化原理
不锈钢的合金化原理 提高钢耐蚀性的方法很多，如表面涂一层耐蚀金属、涂敷非金属层、电化学保护和改变腐蚀环境介质等。但是利用合金化方法，提高材料本身的耐蚀性是最有效的防止腐蚀破坏的措施之一，其方法如下： 1、加入合金元素，提高钢基体的电极电位，从而提高钢的抗电化学腐蚀能力。一般钢中加入Cr、Ni、Si多元素均能提高其电极电位。由于Ni较缺，Si的大量加入会使钢变脆，因此，只有Cr才是显著提高钢基体电极电位常用的元素。 Cr 能提高钢(不锈钢)的电极电位，但不是呈线性关系。实验证明钢的电极电位随合金元素的增加，存在着一个量变到质变的关系，遵循1/8规律。当Cr含量达到一定值时即1／8原子（l／8、2／8、3/8……）时，电极电位将有一个突变。因此，几乎所有的不锈钢中，Cr含量均在12.%（原子）以上，即11.7%（质量）以上。 2、加入合金元素使钢(不锈钢)的表面形成一层稳定的、完整的与钢的基体结合牢固的钝化膜。从而提高钢的耐化学腐蚀能力。如在钢中加入Cr、Si、Al 等合金元素，使钢的表层形成致密的Cr2O3,SiO2,Al2O3等氧化膜，就可提高钢(不锈钢)的耐蚀性。 3、加入合金元素使钢(不锈钢)在常温时能以单相状态存在，减少微电池数目从而提高钢的耐蚀性。如加入足够数量的Cr或Cr－Ni,使钢在室温下获得单相铁素体或单相奥氏体。 4、加入Mo、Cu等元素，提高抗腐蚀的能力。 5、加入Ti，Nb等元素，消除Cr的晶间偏析，从而减轻了晶间腐蚀倾向。 6、加入Mn、N等元素，代替部分Ni获得单相奥氏体组织，同时能大大提高铬不锈钢在有机酸中的耐蚀性。 不锈钢使用中的误区 随着医学界就环境中的微量元素对健康影响的深入研究，现已证实了许多金属元素如铬、镍、钼、镉、锰、钛等及其化合物对人体健康有着不同性质，不同程度的危害。我国对于用不锈钢制成的厨具也已制订出卫生标准。 但是如果使用者缺乏这方面的知识，使用不当，不锈钢中的微量金属元素同样会在人体内慢慢累积，当累积的数量达到某一限度，就会危害人体健康。所以使用不锈钢厨具、食具必须注意如下几点：
有色金属 常识
物资常识 ---- 有色金属 铝锭铝，我们日常工业上的原料叫铝锭，按国家标准（GB/T1196-93）应叫“重熔用铝锭”，不过大家叫惯了“铝锭”。它是用氧化铝-冰晶石通过电解法生产出来的。 铝锭进入工业应用之后有两大类：铸造铝合金和变形铝合金。铸造铝及铝合金是以铸造方法生产铝的铸件；变形铝及铝合金是以压力加工方法生产铝的加工产品：板、带、箔、管、棒、型、线和锻件。按照?重熔用铝锭?国家标准，“重熔用铝锭按化学成分分为6个牌号，分别是Al99.85、Al99.80、Al99.70、 Al99.60、Al99.50、Al99.00”（注：Al之后的数字是铝含量）。 目前，有人叫的“A00”铝，实际上是含铝为99.7%纯度的铝,在伦敦市场上叫“标准铝”。大家都知道，我国在五十年代技术标准都来自前苏联，“A00”是苏联国家标准中的俄文牌号，“A”是俄文字母，而不是英文“A”字，也不是汉语拼音字母的“A”。和国际接轨的话，称“标准铝”更为确切。 标准铝就是含99.7%铝的铝锭，在伦敦市场上注册的就是它。有色金属实用知识简介§1.有色金属分类及产品牌号表示方法 一、有色金属的分类 （1）有色纯金属分为重金属、轻金属、贵金属、半金属和稀有金属五类。 （2）有色合金按合金系统分：重有色金属合金、轻有色金属合金、贵金属合金、稀有金属合金等；按合金用途则可分：变形（压力加工用合金）、铸造合金、轴承合金、印刷合金、硬质合金、焊料、中间合金、金属粉未等。 （3）有色材按化学成份分类：铜和铜合金材、铝和铝合金材、铅和铅合金材、镍和镍合金材、钛和钛合金材。按形状分类时，可分为：板、条、带、箔、管、棒、线、型等品种。二、产品牌号的表示办法（1）命名原则有色金属及合金产品牌号的命名，规定以汉语拼音字母或国际元素符号作为主题词代号，表示其所属大类，如用L或AL表示铝，T或Cu表示铜。主题词以后，用成份数字顺序结合产品类别来表示。即主题词之后的代号可以表示产品的状态、特征或主要成份，如LF为防（F）锈的铝（L）合金；LD 为锻（D）造用的铝（L）合金；LY为硬（Y）的铝（L）合金，这三种合金的主题词是铝合金（L）。又如QSn为青（Q）铜中主要的添加元素为锡（Sn）的一类；QAL9-4为青（Q）铜中含有铝（AL），成分中添加元素铝为9%，其他添加元素为4%，这两种合金的主题词是青铜（Q）。因此，产品代号是由标准（GB340-78）规定的主题词汉语拼音字母、化学元素符号及阿拉伯数字相结合的方法来表示。见表1及表2：表1 常用有色金属和合金元素的名称及代号
金属的物理性质合金教案
第九单元金属 第一节常见的金属材料 第1课时金属的物理性质合金 01知识管理 1．金属的物理性质 共性：大多数金属都具有________色金属光泽，密度和硬度________，熔点和沸点________，具有良好的________性、________性和________性。特性：(1)铂的延性好，金的展性好；(2)大多数金属为银白色，铜为 ________色，金呈________色；(3)大多数金属在常温下为固态，________是液体；(4)导电性最强的是________，其次是铜、金、铝等。 温馨提示：物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但不是唯一的决定因素。在考虑物质的用途时，还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。 2．合金 定义：金属与________或金属与________加热熔合而成的具有金属特征的物质。 种类：青铜、黄铜(铜锌合金)都属于铜合金；生铁和钢都是铁合金。性质：合金的硬度比组成它的纯金属的硬度________；色泽比组成它的纯金属的色泽________；熔点比组成它的纯金属的熔点都________；抗腐蚀性能________，机械加工性能好。 制备：利用熔合的方法，可制得各种符合特殊需求的合金。 02基础题 1．人类的生活和生产都离不开金属材料。下列金属制品中，主要利用金属导热性的是（） A．雕塑B．车模C．导线D．炒锅 2．下列性质属于大多数金属的物理性质的是（） ①导电性②熔点低③延展性④有金属光泽⑤不易导电⑥导热性A．①②⑤B．①③④⑥C．②④⑤⑥D．②③④⑤3．(2017·玉林)下列物质中不属于合金的是（） A．玻璃钢B．黄铜C．生铁D．硬铝 4．我国第四套人民币硬币中，一元币为钢芯镀镍合金，伍角币为钢芯镀铜合金，一角币为铝合金或不锈钢。在选择铸造硬币的材料时，不需要考虑的因素是（） A．金属的硬度B．金属的导热性 C．金属的耐腐蚀性D．金属价格与硬币面值的吻合度 5．钛和钛的合金被认为是21世纪的重要材料，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，钛合金与人体有很好的“相容性”。根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是（） A．用来作保险丝B．用于制造航天飞机 C．用来制造人造骨D．用于制造船舶 6．下面关于铁的各种用途与铁的什么性质有关？请填写在横线上。 (1)用铁制成铁丝或铁片：________。 (2)厨房里的铁勺、锅铲要装上木柄：________。 (3)油罐车行驶时，罐内石油振荡产生静电易引发火灾，因此车尾常拖有一条接地的铁链：________。 03中档题 7．某新型“防盗玻璃”为多层结构，每层中间嵌有极细的金属线，当玻璃被击碎时，与金属线相连的警报系统就会立刻报警。“防盗玻璃”能报警是利用了金属的（） A．延展性B．导电性C．弹性D．导热性 8．(2017·烟台)2017年，哈佛大学科学家将微小的固态氢置于488万个大气压下，使固体中所有的氢气分子破裂为氢原子，制得具有金属性质的金属氢。下列说法正确的是（） A．金属氢是由原子直接构成的B．金属氢与氢气的化学性质相同C．金属氢不能导电D．金属氢形成过程中，氢原子核发生了改变9．制取合金常用的方法是将两种或多种金属(也可为金属和非金属)加热到某一温度，使其全部熔化，再冷却成为合金。请根据下表数据判断(其他条件均满足)，下列合金不宜采用上述方法制取的是（）
第八章有色金属及其合金
第八章有色金属及其合金 (Non-ferrous metal and alloy) 教学目的：掌握铝合金、铜合金的强化机理及组织、性能特点；熟悉铝合金、铜 合金的表示方法；了解滑动轴承合金的组织性能特点。 本章重点：1、铝合金的强化机理及组织、性能特点 2、铜合金的强化机理及组织、性能特点 本章难点：铝合金、铜合金的强化机理 参考文献：1、戴起勋，金属材料学，化学工业出版社，2005 2、史美堂，金属材料及热处理，上海科学技术出版社，2001 3、史美堂，金 属材料及热处理习题集与实验指导书，上海科学技术出版社，1997 专业词汇：non-ferrous metal; non-ferrous alloy; aluminum alloy; copper alloy; deformation aluminum alloy; wrought copper alloy; wrought magnesium alloy; cast aluminum alloy; cast copper alloy; cast magnesium alloy; aging; 有色金属：除钢铁以外的所有金属统称为有色金属。 有色金属：a、轻金属：密度<3.5, Al 2.72, Mg 1.74, Be, Li。 b 、重金属：Pb，Cu，Ni，Hg。 c、贵金属：Au，Ag，Pt，Pd。 e、稀有金属：W，Mo，V，Ti，Nb，Zr，Ta。 f 、放射性金属：Ra，U。
有色金属及其合金与钢铁相比，具有许多特性： Al，Mg，Ti 及其合金密度小。 Au，Cu，Ag 及其合金导电性好。 Ni，Mo，Nb，Co 及其合金耐高温。 Cr，Ni，Ti 及合金具有优良的耐蚀性。 故有色金属及其合金的应用越来越多，在国民经济中占重要地位。如飞机制造业中，轻金属占总重量的95% ，钢铁及其它材料占5% 。近年来，汽车制造业中铝合金、镁合金的使用量越来越多，而镁合金在家电、信息产业的应用近年来急剧增长（年递增20% ）。镁合金是最轻的工程金属材料，具有高强度、导热性好、减震性好、电磁屏蔽能力强、加工性好（压铸表面质量高），易回收利用，属绿色环保材料。我国是镁资源大国，储量和原镁产量居首位，约占世界总量的三分之一以上，主要分布在西部地区，但长期以来，由于技术水平落后，镁只能作为初级产品低价出口，精加工产品却大量进口（以吨为单位出口，以克为单位进口）。钛及其合金不论在化学介质中，还是在海水或淡水中都有良好的抗腐蚀性。 第一节铝及其合金 一、工业纯铝 1、铝的性质 ①具有面心立方晶格，无同素异构转变。 ②密度2.72 ，约为铁的三分之一，铝合金密度一般为2.5~2.88之间 ③具有良好的导电、导热性，仅次于银、铜、金 ④在大气中具有优良的抗腐蚀性（与氧亲和力大，能形成一层致密的氧化膜）。
金属的物理性质合金教学设计
金属的物理性质及合金教学设计 一、教材内容分析 （一）教材的地位及作用 金属是现代生活和工业生产中应用极为普遍的一类重要物质。教材把金属的相关知识安排在氧气、水、二氧化碳以及常见的酸、碱和盐等元素化合物知识之后。 （二）教材主要内容 本节教材分成：金属的物理性质、合金二部分。 二、教学对象分析 学生已经有了日常生活照使用金属制品的经验，也初步了解金属制品的某些特殊用途。但学生对金属的了解比较分散、还不够系统，也不十分清楚物质的用途与其性质之间的内在联系。他们不了解自己使用的金属制品都是合金材料制成的，更不了解性能各异的合金竟是通过许多种金属（金属和非金属）熔合而成的。 三、教学设计思想和策略 教师从学生已有的生活经验出发。通过实验探究和交流讨论，使其将自己对金属制品的成分和各项性能及其用途的认识逐渐清晰、系统、深入，进而产生学习金属的性质和生产知识的积极心态。 教学中注意引导学生应用已掌握的基础知识，通过理论分析和推理判断来获得新知识，借助实验或多媒体电教手段，加强直观性和形象性，使学生在理解概念的基础上达到记忆并掌握的目的。 因此做好每一个实验和调动好学生的积极性，不断提供动脑的问题情景，让学生参与到学习中来是上好本节课的关键。 四、教学目标 （一）知识与技能目标 ①知道金属材料的发展具有时代标志，是社会发展的重要物质基础； ②了解常用金属的物理性质，认识金属材料在日常生活和生产中的重要应用； ③知道在一种金属中熔合进一种或多种其他金属，能得到适合人类不同需要的合金，在此认识基础上初步建立“混合”能改变物质性质的化学观念。 （二）过程与方法目标： ①通过实验探究金属的物理性质性质，并对实验进行总结。
有色金属及其合金牌号表示方法
有色金属及其合金牌号表示方法 中国国家标准（GB340-76）统一规定了有色金属进去合金产品牌号表示方法。但是，随着经济和技术的发展，有的金属如铝及铝合金已采用了国际上较为通用的四位数字代号表示方法并已制定了相应的国家标准。其他金属在近几年修订标准中，已采用了更为直观、国外交通用的牌号表示方法，先按GB340/GB /T16474-1996变形铝及铝合金牌号表示方法以及各有关标准逐一叙述。GB/T16474代替GB340-76中有关变形铝及铝合金牌号表示方法部分，在过渡期间，国内过去使用的牌号仍可继续使用，自然过渡，咱未规定过渡时间。 1、命名总则、分类与编组 中国有色金属产品牌号的命名是以代号字头或元素符号后的成分数字或顺序号结合产品类型、组别名称表示。产品代号采用汉语拼音字母（进表1、表2）、化学元素符号及阿拉伯数字相结合的方法表示。才用的汉语拼音字母，原则上只取第一个汉字拼音的第一个字母。若这个字母与第一个符号重复时，则取第一个汉字汉语拼音的第二个字母（或第三个字母），或者同时取前两个汉语拼音的第一个字母。 对铝及铝合金，可直接饮用国际四位数字体系牌号，对未命名为国际四位数体系牌号的铝及铝合金，应按GB//T16474采用四位字符牌号命名。 产品的统称（如铝材、铜材）、类别（如黄铜、青铜）以及产品标记中的品种（如板、管、帮、线、带、）等均用汉字表示。 表1常用金属、合金名称及其汉语拼音字母的代号 名称采用的汉字及汉语拼音采用代 号字体 汉字汉语拼音 铜铜tong T 大写铝铝lv L 大写镁镁mei M 大写镍镍nie N 大写黄铜黄huang H 大写青铜青qing Q 大写白铜白bai B 大写钛及钛合金钛tai T 大写 表2专用金属、合金名称及其汉语拼音字母的代号 名称采用的汉字及汉语拼音采用代号字体汉字汉语拼音 防锈铝铝、防Lu/ f ang LF 大写
有色金属详细参数及分类
本文主要以表格的形式对各种有色金属进行说明，欲需要下载各类有色金属文字资料请登录https://www.wendangku.net/doc/e615474241.html,进行浏览 第一节 铝锭 铝，我们日常工业上的原料叫铝锭，按国家标准（GB/T1196-93）应叫“重熔用铝锭”，不过大家叫惯了“铝锭”。它是用氧化铝-冰晶石通过电解法生产出来的。 铝锭进入工业应用之后有两大类：铸造铝合金和变形铝合金。铸造铝及铝合金是以铸造方法生产铝的铸件；变形铝及铝合金是以压力加工方法生产铝的加工产品：板、带、箔、管、棒、型、线和锻件。按照?重熔用铝锭?国家标准，“重熔用铝锭按化学成分分为6个牌号，分别是Al99.85、Al99.80、Al99.70、Al99.60、Al99.50、Al99.00”（注：Al之后的数字是铝含量）。 目前，有人叫的“A00”铝，实际上是含铝为99.7%纯度的铝,在伦敦市场上叫“标准铝”。大家都知道，我国在五十年代技术标准都来自前苏联，“A00”是苏联国家标准中的俄文牌号，“A”是俄文字母，而不是英文“A”字，也不是汉语拼音字母的“A”。和国际接轨的话，称“标准铝”更为确切。 标准铝就是含99.7%铝的铝锭，在伦敦市场上注册的就是它。 有色金属实用知识简介 §1.有色金属分类及产品牌号表示方法 一、有色金属的分类 （1）有色纯金属分为重金属、轻金属、贵金属、半金属和稀有金属五类。 （2）有色合金按合金系统分：重有色金属合金、轻有色金属合金、贵金属合金、稀有金属合金等；按合金用途则可分：变形（压力加工用合金）、铸造合金、轴承合金、印刷合金、硬质合金、焊料、中间合金、金属粉未等。 （3）有色材按化学成份分类：铜和铜合金材、铝和铝合金材、铅和铅合金材、镍和镍合金材、钛和钛合金材。按形状分类时，可分为：板、条、带、箔、管、棒、线、型等品种。 二、产品牌号的表示办法 （1）命名原则有色金属及合金产品牌号的命名，规定以汉语拼音字母或国际元素符号作为主题词代号，表示其所属大类，如用L或AL