高分懸賞以下金屬性質分析
鍍鋅板是指表面鍍有壹層鋅的鋼板。鍍鋅是壹種經常采用的經濟而有效的防腐方法。全世界鋅產量的壹半左右均用於此種工藝
1.定義
鍍鋅鋼板是為防止鋼板表面遭受腐蝕,延長其使用壽命,在鋼板表面塗以壹層金屬鋅,這種塗鋅的薄鋼板稱為鍍鋅板。
2.分類和用途
按生產及加工方法可分為以下幾類:
①熱浸鍍鋅鋼板。將薄鋼板浸入熔解的鋅槽中,使其表面粘附壹層鋅的薄鋼板。目前主要采用連續鍍鋅工藝生產,即把成卷的鋼板連續浸在熔解有鋅的鍍槽中制成鍍鋅鋼板;
②合金化鍍鋅鋼板。這種鋼板也是用熱浸法制造,但在出槽後,立即把它加熱到500℃左右,使其生成鋅和鐵的合金被膜。這種鍍鋅板具有良好的塗料的密著性和焊接性;
③電鍍鋅鋼板。用電鍍法制造這種鍍鋅鋼板具有良好的加工性。但鍍層較薄,耐腐蝕性不如熱浸法鍍鋅板;
④單面鍍和雙面差鍍鋅鋼板。單面鍍鋅鋼板,即只在壹面鍍鋅的產品。在焊接、塗裝、防銹處理、加工等方面,具有比雙面鍍鋅板更好的適應性。為克服單面未塗鋅的缺點,又有壹種在另面塗以薄層鋅的鍍鋅板,即雙面差鍍鋅板;
⑤合金、復合鍍鋅鋼板。它是用鋅和其他金屬如鉛、鋅制成合金乃至復合鍍成的鋼板。這種鋼板既具有卓越的防銹性能,又有良好的塗裝性能。
除上述五種外,還有彩色鍍鋅鋼板、印花塗裝鍍鋅鋼板、聚氯乙烯疊層鍍鋅鋼板等。但目前最常用的仍為熱浸鍍鋅板。
鋼板
steel sheet(s) and plate(s)
鋼板是平板狀,矩形的,可直接軋制或由寬鋼帶剪切而成。
鋼板按厚度分,薄鋼板<4毫米(最薄0.2毫米),厚鋼板4~60毫米,特厚鋼板60~115毫米。
鋼板分熱軋的和冷軋的。
薄板的寬度為500~1500毫米;厚的寬度為600~3000毫米。薄板按鋼種分,有普通鋼、優質鋼、合金鋼、彈簧鋼、不銹鋼、工具鋼、耐熱鋼、軸承鋼、矽鋼和工業純鐵薄板等;按專業用途分,有油桶用板、搪瓷用板、防彈用板等;按表面塗鍍層分,有鍍鋅薄板、鍍錫薄板、鍍鉛薄板、塑料復合鋼板等。
厚鋼板的鋼種大體上和薄鋼板相同。在品各方面,除了橋梁鋼板、鍋爐鋼板、汽車制造鋼板、壓力容器鋼板和多層高壓容器鋼板等品種純屬厚板外,有些品種的鋼板如汽車大梁鋼板(厚2.5~10毫米)、花紋鋼板(厚2.5~8毫米)、不銹鋼板、耐熱鋼板等品種是同薄板交叉的。
紫銅
紫銅就是銅單質.因其顏色為紫紅色而得名.各種性質見銅.
紫銅因呈紫紅色而得名。它不壹定是純銅,有時還加入少量脫氧元素或其他元素,以改善材質和性能,因此也歸入銅合金。中國紫銅加工材按成分可分為:普通紫銅 (T1、T2、T3、T4)、無氧銅(TU1、TU2和高純、真空無氧銅)、脫氧銅(TUP、TUMn)、添加少量合金元素的特種銅(砷銅、碲銅、銀銅)四類。紫銅的電導率和熱導率僅次於銀,廣泛用於制作導電、導熱器材。紫銅在大氣、海水和某些非氧化性酸(鹽酸、稀硫酸)、堿、鹽溶液及多種有機酸(醋酸、檸檬酸)中,有良好的耐蝕性,用於化學工業。另外,紫銅有良好的焊接性,可經冷、熱塑性加工制成各種半成品和成品。20世紀70年代,紫銅的產量超過了其他各類銅合金的總產量。
紫銅中的微量雜質對銅的導電、導熱性能有嚴重影響。雜質元素對電導率的影響見圖2。其中鈦、磷、鐵、矽等顯著降低電導率,而鎘、鋅等則影響很小。氧、硫、硒、碲等在銅中的固溶度很小,可與銅生成脆性化合物,對導電性影響不大,但能降低加工塑性。普通紫銅在含氫或壹氧化碳的還原性氣氛中加熱時,氫或壹氧化碳易與晶界的氧化亞銅(Cu2O)作用,產生高壓水蒸氣或二氧化碳氣體,可使銅破裂。這種現象常稱為銅的“氫病”。氧對銅的焊接性有害。鉍或鉛與銅生成低熔點***晶,使銅產生熱脆;而脆性的鉍呈薄膜狀分布在晶界時,又使銅產生冷脆。磷能顯著降低銅的導電性,但可提高銅液的流動性,改善焊接性。適量的鉛、碲、硫等能改善可切削性。紫銅退火板材的室溫抗拉強度為22~25公斤力/毫米2,伸長率為45~50%,布氏硬度(HB)為35~45。
黃銅
黃銅是由銅和鋅所組成的合金。如果只是由銅、鋅組成的黃銅就叫作普通黃銅。如果是由二種以上的元素組成的多種合金就稱為特殊黃銅。如由鉛、錫、錳、鎳、鉛、鐵、矽組成的銅合金。黃銅有較強的耐磨性能。特殊黃銅又叫特種黃銅,它強度高、硬度大、耐化學腐蝕性強。還有切削加工的機械性能也較突出。由黃銅所拉成的無縫銅管,質軟、耐磨性能強。黃銅無縫管可用於熱交換器和冷凝器、低溫管路、海底運輸管。制造板料、條材、棒材、管材,鑄造零件等。含銅在62%~68%,塑性強,制造耐壓設備等。
根據黃銅中所含合金元素種類的不同,黃銅分為普通黃銅和特殊黃銅兩種。壓力加工用的黃銅稱為變形黃銅。
1.普通黃銅
(1)普通黃銅的室溫組織普通黃銅是銅鋅二元合金,其含鋅量變化範圍較大,因此其室溫組織也有很大不同。根據Cu-Zn二元狀態圖(圖6),黃銅的室溫組織有三種:含鋅量在35% 以下的黃銅,室溫下的顯微組織由單相的α固溶體組成,稱為α黃銅;含鋅量在36%~46%範圍內的黃銅,室溫下的顯微組織由(α+β)兩相組成,稱為(α +β)黃銅(兩相黃銅);含鋅量超過46%~50%的黃銅,室溫下的顯微組織僅由β相組成,稱為β黃銅。
(2)壓力加工性能 α單相黃銅(從H96至H65)具有良好的塑性,能承受冷熱加工,但α單相黃銅在鍛造等熱加工時易出現中溫脆性,其具體溫度範圍隨含Zn量不同而有所變化,壹般在200~700℃之間。因此,熱加工時溫度應高於700℃。單相α黃銅中溫脆性區產生的原因主要是在Cu-Zn合金系α相區內存在著Cu3Zn 和Cu9Zn兩個有序化合物,在中低溫加熱時發生有序轉變,使合金變脆;另外,合金中存在微量的鉛、鉍有害雜質與銅形成低熔點***晶薄膜分布在晶界上,熱加工時產生晶間破裂。實踐表明,加入微量的鈰可以有效地消除中溫脆性。
兩相黃銅(從H63至H59),合金組織中除了具有塑性良好的α相外,還出現了由電子化合物CuZn為基的β固溶體。β相在高溫下具有很高的塑性,而低溫下的β′相(有序固溶體)性質硬脆。故(α+β)黃銅應在熱態下進行鍛造。
含鋅量大於46%~50%的β黃銅因性能硬脆,不能進行壓力加工。
(3)機械性能黃銅中由於含鋅量不同,機械性能也不壹樣,圖7是黃銅的機械性能隨含鋅量不同而變化的曲線。對於α黃銅,隨著含鋅量的增多,σb和δ均不斷增高。對於(α +β)黃銅,當含鋅量增加到約為45%之前,室溫強度不斷提高。若再進壹步增加含鋅量,則由於合金組織中出現了脆性更大的r相(以Cu5Zn8化合物為基的固溶體),強度急劇降低。(α+β)黃銅的室溫塑性則始終隨含鋅量的增加而降低。所以含鋅量超過45%的銅鋅合金無實用價值。
2.特殊黃銅
為了提高黃銅的耐蝕性、強度、硬度和切削性等,在銅-鋅合金中加入少量(壹般為1%~2%,少數達3%~4%,極個別的達5%~6%)錫、鋁、錳、鐵、矽、鎳、鉛等元素,構成三元、四元、甚至五元合金,即為復雜黃銅,亦稱特殊黃銅。
(1)鋅當量系數復雜黃銅的組織,可根據黃銅中加入元素的“鋅當量系數”來推算。因為在銅鋅合金中加入少量其他合金元素,通常只是使Cu-Zn狀態圖中的α/(α+β)相區向左或向右移動。所以特殊黃銅的組織,通常相當於普通黃銅中增加或減少了鋅含量的組織。例如,在Cu-Zn合金中加入1%矽後的組織,即相當於在Cu- Zn合金中增加10%鋅的合金組織。所以矽的“鋅當量”為10。矽的“鋅當量系數”最大,使Cu-Zn系中的α/(α+β)相界顯著移向銅側,即強烈縮小 α相區。鎳的“鋅當量系數”為負值,即擴大α相區。
(2)特殊黃銅的性能 特殊黃銅中的α相及β相是多元復雜固溶體,其強化效果較大,而普通黃銅中的α及β相是簡單的Cu-Zn固溶體,其強化效果較低。雖然鋅當量相當,多元固溶體與簡單二元固溶體的性質是不壹樣的。所以,少量多元強化是提高合金性能的壹種途徑。
(3)幾種常用的特殊變形黃銅的組織和壓力加工性能
鉛黃銅:鉛實際不溶於黃銅內,呈遊離質點狀態分布在晶界上。鉛黃銅按其組織有α和(α+β)兩種。α鉛黃銅由於鉛的有害作用較大,高溫塑性很低,故只能進行冷變形或熱擠壓。(α+β)鉛黃銅在高溫下具有較好的塑性,可進行鍛造。
錫黃銅:黃銅中加入錫,可明顯提高合金的耐熱性,特別是提高抗海水腐蝕的能力,故錫黃銅有“海軍黃銅”之稱。
錫能溶入銅基固溶體中,起固溶強化作用。但是隨著含錫量的增加,合金中會出現脆性的r相(CuZnSn化合物),不利於合金的塑性變形,故錫黃銅的含錫量壹般在0.5%~1.5%範圍內。
常用的錫黃銅有HSn70-1,HSn62-1,HSn60-1等。前者是α合金,具有較高的塑性,可進行冷、熱壓力加工。後兩種牌號的合金具有(α+β)兩相組織,並常出現少量的r相,室溫塑性不高,只能在熱態下變形。
錳黃銅:錳在固態黃銅中有較大的溶解度。黃銅中加入1%~4%的錳,可顯著提高合金的強度和耐蝕性,而不降低其塑性。
錳黃銅具有(α+β)組織,常用的有HMn58-2,冷、熱態下的壓力加工性能相當好。
鐵黃銅:鐵黃銅中,鐵以富鐵相的微粒析出,作為晶核而細化晶粒,並能阻止再結晶晶粒長大,從而提高合金的機械性能和工藝性能。鐵黃銅中的鐵含量通常在 1.5%以下,其組織為(α+β),具有高的強度和韌性,高溫下塑性很好,冷態下也可變形。常用的牌號為Hfe59-1-1。
鎳黃銅:鎳與銅能形成連續固溶體,顯著擴大α相區。黃銅中加入鎳可顯著提高黃銅在大氣和海水中的耐蝕性。鎳還能提高黃銅的再結晶溫度,促使形成更細的晶粒。
HNi65-5鎳黃銅具有單相的α組織,室溫下具有很好的塑性,也可在熱態下變形,但是對雜質鉛的含量必須嚴格控制,否制會嚴重惡化合金的熱加工性能。
我國最早用黃銅鑄錢開始於明嘉靖年間。 “黃銅”壹詞最早見於西漢東方朔所撰的(((}申異經·中荒經》:“西北有宮,黃銅為墻,題日地皇之宮。”這種“黃銅”指的是何種銅合金,待考。《新唐書 ·食貨誌》又有‘青銅”、“黃銅”的稱謂,分別指礦石顏色和冶煉產品,並非現在的銅錫合金與銅鋅合金。宋人洪咨夔撰《大冶賦》中又有“其為黃銅也,坑有殊名,山多眾樸”,指的是火法煉制的純銅。黃銅壹詞專指銅鋅合金,則始於明代,其記載見於《明會典》:“嘉靖中則例,通寶錢六百萬文,合用二火黃銅四萬七千二百七十二斤……。”通過對明代銅錢成分的分析,發現《明會典》中所說的鑄錢種真正意義上的黃銅的出現較其它幾種銅合金晚很多,這是因為黃銅中金屬鋅的獲得比較困難。氧化鋅在950℃壹1000℃的高溫下才能較快地被還原成金屬鋅,而液態鋅在906℃時已經沸騰,所以還原得到的金屬鋅以蒸氣狀存在。在冷卻時反應逆轉,蒸氣鋅為爐中的二氧化碳再氧化成氧化鋅,因此要得到金屬鋅必須有特殊的冷凝裝置。這是金屬鋅的使用比銅、鉛、錫、鐵的使用晚得多的原因,也是黃銅鑄幣出現較晚的原因之壹。但是,在姜寨仰韶文化遺址中曾出土有含鋅量超過20%的黃銅片和黃銅管,山東膠縣三裏河龍山文化的地層中也曾出土兩種黃銅錐。顯而易見,這些黃銅器物的出現並不是說人們在史前就掌握了黃銅的冶煉技術,而是人們在利用銅鋅***生礦時無意中獲得的。商周時期銅器的含鋅量都很低,壹般在10-z數量級。西漢、新莽的錢中有板個別的銅鋅甘金錢,其中有的錢幣中鋅的含量達到7%,但是這並不能說明黃銅鑄錢產生於西漢新莽之際。因為這些銅鋅合金是極個別現象,其含鋅量又普遍較真正意義上的黃銅含鋅量15%壹40%要小得多。所以我們認為這些含鋅的銅錢是漢代在“即山鑄錢”中使用銅鋅***生礦時產生的。據對有關礦山進行調查後發現,山東的昌濰、煙臺、臨沂及湖北等地都有資源豐富的銅鋅***生礦,這就使冶煉後的銅含有壹小部分鋅。到了唐代,由於鑄錢材料的規範化,使所鑄行的錢幣中鋅的含量均為恒量。