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铸造锌合金材料介绍及牌号对照表-化学成分

发布时间: 2020-07-23 21:17 作者:   365平台

  铸造锌合金材料介绍及牌号对照表-化学成分_材料科学_工程科技_专业资料。铸造锌合金中外牌号对照表 铸造锌合金材料介绍 2.1 概述 2.1.1 锌的存在形式及基本属性 自然界中未曾发现过自然锌, 锌往往是以硫化矿物和氧化矿物的形式存在。 在硫化 矿物中,锌主要是以闪锌

  铸造锌合金中外牌号对照表 铸造锌合金材料介绍 2.1 概述 2.1.1 锌的存在形式及基本属性 自然界中未曾发现过自然锌, 锌往往是以硫化矿物和氧化矿物的形式存在。 在硫化 矿物中,锌主要是以闪锌矿形式存在,而在氧化矿中主要以菱锌矿和异极矿的形式存在。在 现代炼锌工业所采用的原料, 绝大部分是硫化矿物。 同时, 自然界中很少存在单一的锌矿床, 一般多与其他金属伴生,如铅锌矿、铜锌矿及铜铅锌矿等。 锌是一种具有金属光泽的银白色金属。 其熔点为419.5℃ 沸点为907℃ 在未合金化时, , 。 它是一种较软的金属,其强度和硬度值要比锡和铅大,但比铝和铜要小。 锌是同素异晶型金属,在低于170℃ 时,主要以 μ 形式存在;在170~330℃ 范围以 β 形 式存在;在330~419℃ 范围以 α 形式存在。μ 相具有密排六方结构,因此室温下锌通常形成 六面体晶体,在断裂面出现结晶状。一般讲,锌的晶格常数 a 及 c 分别为0.2665nm 和 0.4947nm,c/a 的理论值为1.856。每个锌原子周围有12个临位原子,其中6个原子的间距 为0.2665nm,另外6个为0.2907nm。在六方基面中,原子之间的结合力要比层间强。这就 是锌各向异性的根源所在。 锌晶体学的另一个很重要的方面是高温条件下原子在晶格中的易动性及纯锌在室温条 件下变形后的再结晶。假如某些合金元素如镉、铜等会形成锌固溶体,锌金属的再结晶温度 则会提高。对纯锌而言,几乎不发生加工硬化,因为再结晶会使加工造成的应力得到松弛。 由于锌的恢复特性及加工硬化程度很小, 因此其蠕变抗力或在长期作用下承受变形的能力较 小。这就是锌不能用作工程材料的原因,但是如果加入某些合金元素如 Ti 及 Cu 等,蠕变 抗力会增加许多倍。 2.1.2 铸造锌合金的优缺点 铸造锌合金的生产历史较长,主要适用于压力铸造或重力铸造,用来浇注汽车、拖拉机 等机电部门的各种仪表壳体类铸件或浇注各种起重设备、机床、水泵等的轴承,并且近些年 来又发展了高铝的高强度高耐磨性的铸造锌合金。 纯金属在铸造后,可变得相当硬(如在水中淬火) 。商品锌因含有杂质,因而性脆而硬 度高。但在大于100℃ 温度下可以变形,能被压成薄板或拉制成金属丝。加热到250℃ 后,这 种锌又会变脆,在钵中能研成粉末。所以,锌的延性与杂质和温度有关。实验表明,1.5mm 厚的纯锌片,在125℃ 保温半小时后,基本可以软化。由于其蠕变抗力低,因而不能直接用 于承载。锌的延性比铜小,但是比锡大。含有细晶粒的锌容易被辊轧。金属中晶粒大小视冷 却条件不同而定,若熔化温度较高即超过熔点很多并且冷却缓慢时,其晶粒会变得粗大。 锌与其他金属一样有加工硬化的特点, 在机械加工硬化后可在低温状态焖火以恢复其延 展性。 金属锌的临界剪切应力较低, 它取决于应变率及温度。 单晶锌在自身重力作用下会弯曲, 其临界剪切应力不超过0.0785MNm-2。 随着温度的升高,锌的热导率下降,而比热容增高。单晶金属锌的热导率比多晶金属锌 高。热导率随晶体方向不同而不同。对定向凝固的铸造金属,由于热膨胀的各向异性,会引 起变形应力。 含有杂质的金属锌的电阻较大。 冷轧锌的电阻比热轧锌的电阻要略大一些。 锌的抗磁性 随晶体方向不同而不同。锌具有电热性,当锌试样的两个端部置于不同温度时,试样内部有 电流通过。 铸造锌合金的缺点是耐蚀性差,在长期使用过程中,易发生老化现象。合金的老化使铸 件变脆,性能急剧下降。同时铸件发生变形、膨胀,严重时可发生开裂。锌合金的这种现象 通常认为主要是晶间腐蚀所引起的。锌合金的老化,大大阻碍了这类合金的广泛应用,因此 提高锌合金的抗老化能力, 防止和推迟锌合金的老化就成了研究、 生产这类合金的基本课题。 在我国,锌是非铁金属工业中重点发展的主要金属之一。用锌合金取代铜合金和铝合金,在 节约能源和降低原材料成本以及合理使用本国资源方面具有重要意义。 锌的物理性能由表2-1所示。 表2-1 锌的物理性能 性能 体膨胀系数/ 10-6K-1(293~523K) 线K)a 轴 (293~673K)c 轴 表面张力/mNm-1(在熔点温度时) (450℃ ) 电阻率( 10-2)/ m 固态(293K) 液态(692.7K) 原子序数 相对原子量 原子价 晶体结构 密排六方 数值或表达式 0.9 39.7 14.3 60.8 782 755 5.96 37.4 30 65.37 2 a=0.2664nm c=0.49469nm c/a=1.856 孪晶面 原子尺寸/nm 离子半径 M2+ 原子半径 (1012) 0.1332 0.075 熔点/℃ 沸点/℃ 熔化潜热/kJ mol-1(692.7K) 蒸发热/kJ mol-1(1180K) 密度 /g cm-3 固态(419.5℃ ) 液态(419.5℃ ) 液态(800℃ ) 摩尔热容/ J mol-1 (298~692.7K)固态 液态 汽态 标准电极(对 H2电极)/V 热导率/W(mK)-1 固态(291K) 固态(697.7K) 汽态(697.7K) 汽态(1023K) 弹性模量/Mpa (短期内承载) 固态(25℃ ) 419.5 907 7.28 114.7 7.14 6.83 6.62 6.25 cp=22.40+10.05 10-3T cp=31.40 cp=20.80 -0.762 113 96 61 57 7 104 2.1.3 合金牌号 我国原来的铸造锌合金的标准(GB3062-1982、GB1175-1974)已不适应铸造锌合金 发展的需要,全国铸造标准化技术委员会在1992年和1997年分别完成了压铸锌合金和铸造 锌合金标准的修订工作,新修订的标准(GB/T1175-1997、GB/T13818-1992)参考了美国 和德国有关标准。铸造锌合金的牌号见表2-2


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