第7讲材料化学 373 我们知道了金属的性质和一些金属材料的用途。纯金属一般具有良好的塑性, 但其机械性能往往很难满足工程技术等多方面的需要,因此金属材料常以合 金的形式使用。合金即是在纯金属中,有意识地加人一种或多种其他元素, 通过适当的成型加工,制造出具有不同性能的各种金属材料 轻质合金是以轻金属为主要成分的合金材料。有色金属与合金中的铝 镁及其合金都属于轻金属和轻合金。铝合金可按加工方式分为变形铝合金和 铸造铝合金。经热处理提高强度的变形铝合金为硬铝合金,其制品的强度和 钢相近,而质量仅为钢的1/4左右,但耐腐蚀性较差。用压力加工法提高强 度的变形铝合金称为防锈铝合金,可耐海水腐蚀,可用于造船工业等。轻合 金中用途最广泛的先进铝合金家族中,高强高模铝锂合金是其中的一枝新秀。 锂是自然界中最轻的金属,它的密度为0534g·cm-3,大约是铝的1/5,是 钢的1/15。所以在铝合金中增加少量的锂就可以使它的密度显著降低。对于 快速冷凝粉末铝锂合金来说,直接采用铝锂合金的减重效果可以达到10%左 右,这对于追求轻质高强材料的航空航天工业来说是具有很大吸引力的。据 有关部门预测,民航机上改用铝锂合金后,飞机重量可以减轻8~16%(不改 设计或重新设计),如B77将可减重2178kg,B747SP可减重4200kg,B747 200可减重5200kg,A310可减重2600kg,A340可减重3900kg。 形状记忆合金是在20世纪60年代初期发现的,它是一种特殊的合金 有一种不可思议的性质,即使把它揉成一团,一旦达到一定温度,它便能在 瞬间恢复到原来的形状。由镍和钛组成的合金具有记忆能力,称为NT合金 首先将预先加工成某一形状的这种NT合金,在300℃~1000℃高温下热 处理几分钟至半小时,这样NT合金就会记忆被加工成的形状。以后在室温下 无论形状怎样变化,一旦将它的温度升至一定温度时,它就会恢复成原来被 加工成的形状。 状记忆合金的结构尚未完全探明,为什么金属会记住某些固定形状的 问题也还没有完全搞清楚。据科学家推测,金属的结晶状态,在被加热时和 冷却时是不同的,虽然外表没有变化,然而在一定温度下,金属原子的排列 方式会发生突变,这称为相变。能引起记忆合金形状改变的条件是温度。分第 7 讲 材料化学 ·373· 我们知道了金属的性质和一些金属材料的用途。纯金属一般具有良好的塑性， 但其机械性能往往很难满足工程技术等多方面的需要，因此金属材料常以合 金的形式使用。合金即是在纯金属中，有意识地加人一种或多种其他元素， 通过适当的成型加工，制造出具有不同性能的各种金属材料。 轻质合金是以轻金属为主要成分的合金材料。有色金属与合金中的铝、 镁及其合金都属于轻金属和轻合金。铝合金可按加工方式分为变形铝合金和 铸造铝合金。经热处理提高强度的变形铝合金为硬铝合金，其制品的强度和 钢相近，而质量仅为钢的 1／4 左右，但耐腐蚀性较差。用压力加工法提高强 度的变形铝合金称为防锈铝合金，可耐海水腐蚀，可用于造船工业等。轻合 金中用途最广泛的先进铝合金家族中，高强高模铝锂合金是其中的一枝新秀。 锂是自然界中最轻的金属，它的密度为 0.534g·cm—3 ，大约是铝的 1／5，是 钢的 1／15。所以在铝合金中增加少量的锂就可以使它的密度显著降低。对于 快速冷凝粉末铝锂合金来说，直接采用铝锂合金的减重效果可以达到 10％左 右，这对于追求轻质高强材料的航空航天工业来说是具有很大吸引力的。据 有关部门预测，民航机上改用铝锂合金后，飞机重量可以减轻 8～16％（不改 设计或重新设计），如 B737 将可减重 2178kg，B747SP 可减重 4200 kg，B747 —200 可减重 5200 kg，A310 可减重 2600 kg，A340 可减重 3900 kg。 形状记忆合金是在 20 世纪 60 年代初期发现的，它是一种特殊的合金， 有一种不可思议的性质，即使把它揉成一团，一旦达到一定温度，它便能在 瞬间恢复到原来的形状。由镍和钛组成的合金具有记忆能力，称为 NT 合金。 首先将预先加工成某一形状的这种 NT 合金，在 300℃～1000℃高温下热 处理几分钟至半小时，这样 NT 合金就会记忆被加工成的形状。以后在室温下 无论形状怎样变化，一旦将它的温度升至一定温度时，它就会恢复成原来被 加工成的形状。 形状记忆合金的结构尚未完全探明，为什么金属会记住某些固定形状的 问题也还没有完全搞清楚。据科学家推测，金属的结晶状态，在被加热时和 冷却时是不同的，虽然外表没有变化，然而在一定温度下，金属原子的排列 方式会发生突变，这称为相变。能引起记忆合金形状改变的条件是温度。分