合金的用途

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引言

合金的用途在人类生活中非常重要。所有存在的物质主要由元素构成。随着金属元素用途的增加，其合金也变得同样有用，合金的数量日益增多。

合金的含义

合金可以定义为两种或多种元素的混合物。使用具有不同材料的元素来制备合金。它可以使用几种金属物质组成，也可以通过将金属与非金属结合来组成。这些混合物是通过熔化、浇铸、凝固等多个步骤制备的。在工业中，合金的制备过程复杂。

图1：常见的合金是由各种纯金属组合而成的

合金的性能通常优于其衍生出的单个金属的性能。镁铝合金、青铜、硬铝和黄铜是一些合金的例子。合金比其原始金属或非金属具有更好的强度和耐久性。

合金的特性

合金呈现出与其组成的原始物质不同的特性。

下面列出了合金中常见的重要特性：

韧性

这是合金的一个非常重要的特性，是其最初使用的原因。钢是一种合金，其组成元素是铁和碳。添加碳后，合金的性能优于铁。

延展性和延展性

一些金属可以通过变形变成薄片，这种特性称为延展性。大多数金属可以使用称为延展性的特性制成线或丝状。这两种特性在金合金中得到了很好的利用。纯金很容易变形，而且非常柔软。如果与外来元素混合，可以避免变形，金合金可以用于制作任何形状。

磁化率定制

可以通过调整组成元素来改变合金的磁化率。可以通过添加或去除锰来控制钢的磁感应。

耐腐蚀性

元素衰变是由于腐蚀的非预期和自然过程造成的。制造合金有助于使物体耐腐蚀。青铜比铜更耐腐蚀。

合金的优点

合金比其纯元素更有优势。下面讨论了一些常见的合金及其优点：

• 纯金属的熔点通常非常高。制造合金有助于它们在较低的温度下熔化。

• 合金的抗拉强度高于其母体元素。可以通过添加其他非金属或金属来提高金属的硬度。

• 金属极易受到天气和化学侵蚀。合金比纯金属具有更好的惰性，并且耐腐蚀。

• 金属在凝固过程中会发生收缩。由纯金属制备的合金在凝固过程中会膨胀，因此可以获得更好的铸件。

• 制造合金的一个特殊优点是颜色变化。制造合金是为了呈现与母体金属不同的颜色。

一些合金的成分

下面列出了一些合金及其成分：

合金名称	成分
青铜	88% 铜和 12% 锡
黄铜	15% 到 40% 的锌和 60% 到 85% 的铜
钢	铁和少量（1%）碳
Alnico（铝镍钴磁铁）	铝、钴和镍
铸铁	2% 到 4% 的碳和 96% 到 98% 的铁
焊锡	铅和锡
纯银	92.5% 银和 7.5% 铜或其他金属
镍铬合金	铬、镍和铁
镁铝合金	镁和铝
硬铝	铜和铝

表1：不同的合金和可能的母体金属成分

下面描述了合金在日常生活中的一些常见用途：

• 桥梁、铁路、机场和道路的建设都使用了钢材。许多家用物品也是用钢材制造的。

• 青铜用于制造奖牌、乐器和小型雕塑。

• 黄铜合金用于制造门把手、锁、门把手、拉链、电器。该合金也用于制作礼品和装饰品。

• Alnico 用于制造永磁体。

• 许多外科器械、乐器、珠宝和餐具都是用纯银制成的。

图2：Elgiloy合金零件

phynox 合金，Elgiloy 合金零件 .2018JPG，CC BY-SA 4.0

• 电气元件需要永久连接，为此使用焊锡。

• 镁铝合金等铝合金以其轻巧而闻名。它们用于制造飞机结构和零件。

• 一种称为汞合金的汞合金用于各种医疗用途。用这种合金填充牙齿空洞。

• 玫瑰金等金合金用于制作珠宝。

• 在航空航天工业中，由于其超塑性行为和高温耐受性强度，广泛使用称为钛的合金。

结论

合金定义为两种或多种金属或非金属元素的混合物，其性能与纯金属或非金属元素不同或发生变化。有些金属和非金属元素的合金比母体物质具有更好的耐久性。合金的制造是为了获得足够的硬度，并且由于其惰性，可以在日常生活中大量使用。不同金属的合金具有耐腐蚀性、颜色变化、低熔点等特性。

常见问题

Q1. 你发现金属和非金属之间有什么区别？

答：金属通常是坚硬有光泽的物质，具有大量的热导率和电导率。金属的熔点和沸点很高。非金属通常是软的物质，以液态、气态或固态形式存在。

Q2. 为什么使用镁铝合金？

答：镁铝合金是由 5 重量% 的镁和 95 重量% 的铝组成的合金。该合金比铝具有更好的耐温性和耐久性。它广泛用于航空航天工业中制造飞机及其零件。

Q3. 合金或金属的额外好处是什么？

答：由金属和非金属制成的合金具有更好的强度和耐久性。还有许多其他好处，包括惰性、耐腐蚀性、延展性和延展性。