金属化学成分

金属一般可分为黑色金属、有色金属和合金。

黑色金属主要由铁元素组成。一般可能含少量其他金属或其他元素,或为实现特殊性能而添加碳、锰、镍、铬、硅、钨等元素。

有色金属是完全不含铁元素的金属,常用纯金属为铝、铜、铅、锡、银和金。

合金是有两种或两种以上金属或其他元素混合而成的新金属。

常用的合金有:铝合金、铜合金、钛合金、锡合金、锰合金等。

铁是钢材的基本成分,当不多于 2.1% 的非金属碳加入铁之后,就形成了钢。

如上所述,钢材是铁加入其他元素如碳、锰、磷、硫、镍、铬、钨、铌、钛等 成分形成的合金。加入的元素会对合成的钢材性能有所影响,因此添加的元素不同就形成了钢材的多种类型。基于碳的含量,钢材可以分为三大类:低碳钢 /AISI1005 至 AISI 1026, IF, HSLA, TRIP, TWIN 钢 等/,中碳钢 /AISI 1029 至 AISI 1053/,高碳钢 /AISI1055 至 AISI1095/。 另外,根据 EN 标准,钢材可以分为以下几类:非合金钢 /EN DC01-DC06; S235; S275 等/,合金钢 /2CrMo4; 25CrMo4 等/,不锈钢,工具钢 /DIN-EN 1.1545; AISI/SAE W110; DIN/EN 1.2436 AISI/SAE D6/,板材和带材、电工钢板和钢带 /EN 1.0890; EN 1.0803 等/。

另外,最常用的有色金属有铝、铜、钛、金等。

铝工业常用的是铸造铝合金和锻造铝合金,这两个类别根据化学成分和回火参数还可进一步细分。根据通用的 CEN 标准牌号系统,常用铝合金材料分为:

1xxx 系列: /1050, 1060, 1100, 1145, 1200, 1230, 1350 等/

2xxx 系列: /2011, 2014, 2017, 2018, 2124, 2219, 2319, 201.0; 203.0; 206.0; 224.0; 242.0 等/

3xxx 系列: /3003, 3004, 3105, 383.0; 385.0; A360; 390.0/

4xxx 系列: /4032, 4043, 4145, 4643 等/

5xxx 系列: /5005, 5052, 5083, 5086 /

6xxx 系列: /6061, 6063/

7xxx 系列: /7075, 7050, 7049, 710.0; 711.0 等/.

8xxx 系列: /8006; 8111; 8079; 850.0; 851.0; 852.0/

根据性能不同,美国标准将钛和钛合金可分为三大类:

  • 耐腐蚀钛合金:工业纯钛 对应 grade 1,2,3,4 四级,Ti-Pd (grade 7 和 16), Ti-3Al-2.5V (grade 9 和 18), Ti-Pd (grade 11 和 17), Ti-0.3Mo-0.8Ni (grade 12), BETAC (grade 19 和 20)
  • 高强度钛合金:Ti-6Al-4V (grade 5), Ti-5Al-2.5Sn (grade 6), Ti-6Al-6V-2Sn, Ti-10V-2Fe-3Al, Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al, Ti-5Al-2Sn-4Mo-2Zr-4Cr, Ti-4Al-4Mo-2Sn (Ti550), Ti-8Al-1Mo-1V.
  • 高温钛合金:Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo, Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo, Ti-11Sn-5Zr-2.5Al-1Mo-0.2Si (IMI679), Ti-6Al-5Zr-0.5Mo-Si (IMI685), Ti-5.5Al-3.5Sn-Zr-1Nb (IMI829), Ti-5.8Al-4Sn-3.5Zr-0.7Nb (IMI 834), TIMETAL 1100 等
金的纯度在首饰中是以克拉数定义的。24克拉 (24K 或 24 K) 金在首饰中即为在最高纯度金,24K 金也被称为纯金,金含量比 99.7% 的黄金更高。标准金的纯度更高,达到 99.95%,但基本只用于标准量化,并不在首饰中使用。

最常用的铜和其合金是黄铜和青铜。

黄铜是含锌 5 - 42 % 的铜锌合金 (CuZn28, CuZn37, CuZn42 等),其德文名称是 Messing (Ms58 = CuZn42)。黄铜常呈现黄色。

青铜是铜和其他元素的合金,常见的元素有锌 (CuSn6, CuSn10, CuSn14 等),磷 (PB1C, PB4C, PB3, LPB1C 等),锰 (HTB1, HTB2, HTB3 ),铝 (AB1C, AB2C) 和铅 (LG1C, LG2C,LG3C, 等)。



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