有色金屬和黑色金屬

   時間:2014-03-11 23:46:40
有色金屬和黑色金屬簡介
    「有色金屬和黑色金屬的分類」這題目是太淺了點,建議有點常識的人不要看下去,這是講給連起碼的金屬分類都沒聽說過的人聽的。   黑色金屬往白里說……
有色金屬和黑色金屬正文
  

「有色金屬和黑色金屬的分類」這題目是太淺了點,建議有點常識的人不要看下去,這是講給連起碼的金屬分類都沒聽說過的人聽的。

黑色金屬往白里說,就是我們通常說的鋼鐵。專業點的說法是:所有鐵及其合金統稱為黑色金屬。這定義告訴你,即便是不鏽鋼、甚至包括彩色不鏽鋼,也屬黑色金屬的範疇。

那麼,鋼鐵以外的其它金屬,當然就是有色金屬了。

黑色金屬的由來大抵取決於其氧化皮的顏色。

鐵鏽是紅褐色的,但那並不是真正氧化完全緻密的鐵素體顏色。如果大家在化學課做過金屬的發藍試驗,就知道,鐵素體真正的氧化皮是黑色的。

除了裁紙刀外,現代刀具基本都用黑色金屬來製造(有色金屬在現代刀具的製造過程中,僅僅起點綴和裝飾的作用),因此我們後面將展開討論黑色金屬及其各種特性,現在我們將有色金屬部分說完。

有色金屬中與刀具發展史密切關聯的主要是銅及各類銅合金。

國標牌號T1~T4的純銅(即紫銅)是不易用來做刀具的,因為其太軟了(HB=30~40),通常用來做導線,純度越高,電阻越小。

銅和鋅的合金叫黃銅,國標用H開頭表示,如H80、H62等,H後面的數字錶示銅的含量,其餘部分自然是鋅含量了。黃銅色澤美觀,耐蝕性良好,加工性也不錯(指衝壓變形能力及切削性能都好),但硬度還是太低(HB53~56),也不適合做刀具。
古人做刀最早用青銅我估計是偶然,因為他們沒有將銅提純的能力或稀里糊塗在銅里添加了某些比例的錫或鉛等其他元素,於是也稀里糊塗提高了銅的強度、硬度、抗蝕性及耐磨性。

現代的定量分析和定量試驗告訴我們,錫在銅中的含量小於8%時,青銅具有良好的塑性,可用於壓力加工;而當錫含量大於10%時,就只能用於鑄造了。青銅牌號用Q開頭,鑄造青銅用ZQ開頭,ZQSn10表示是含錫量10%左右的鑄造用錫青銅。這類材料的硬度為HB70~120之間。

特殊青銅是不含錫的青銅,添加的主要是Al、Be、Mn.、Si、Pb等其他元素。這類添加元素的改變,不僅降低了製造成本,而且獲得了良好的熱處理強化性能。我在設計中常常使用Q Be2鈹青銅做彈性元件,這種材料經淬火和人工時效處理后,強度、硬度、彈性極限、疲勞極限都很高,就是價格貴了點。鈹青銅的HB=370,如果古人偶然用這材料和合理的熱處理工藝做了一把刀,那不光彈性良好,而且削鐵如泥了(通常黑色金屬在沒有淬火前的硬度只有HB=150左右)。

但不管怎樣,當人類掌握了鍊鋼技術及正確的熱處理技術后,HB=370這布氏硬度就立刻不值一提了。現代工藝製造出的刀具,要切削HB=370來說,雖不易如反掌,但也不眉頭皺皺。

隨著有色金屬討論的結束,以後我們將更多地用折扣了10倍左右的洛氏硬度HRC來說話了。

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