授人以鱼不如授人以渔
司母戊鼎是商后期(约公元前十四世纪至公元前十 一世纪)铸品,原器1939年3月出土于河南安阳侯家庄武 朱明工作室 官村。此鼎形制雄伟，重达 832.84公斤，高133厘米、 zhubob@ 口长110厘米、口宽79厘米，是迄今为止出土的最大最 重的青铜器。司母戊鼎初为乡人私自挖掘,出土后因过 大过重不易搬迁,私掘者又将其重新掩埋。司母戊鼎在 1946年6月重新出土。新中国成立后,于1959年入藏中国 历史博物馆。 此鼎器形庞大浑厚,其腹部铸有“司母戊”3字;是 商王祖庚或祖甲为祭祀其母所铸。司母戊鼎的鼎身和鼎 足为整体铸成,鼎耳是在鼎身铸好后再装范浇铸的。铸 造这样高大的铜器，所需金属料当在1000千克以上，且 必须有较大的熔炉。经测定,司母戊鼎含铜84.77%,锡 11.64%,铅2.79%，其他0.8%。与古文献记载制鼎的铜锡 比例基本相符。司母戊鼎充分显示出商代青铜铸造业的 生产规模和技术水平。
（a）记忆合金（b）马 达 （c）蚂 蚁 授人以鱼不如授人以渔
（d） 人
实例：用钛-镍形状记忆合金制造的人造卫星天线 科学家用当时刚刚发现不久的形状记忆合金丝制成 朱明工作室 zhubob@ 了如图a所示的抛物线形天线。在宇宙飞船发射之前， 首先将抛物面天线折叠成一个小球，如图b所示，这样 很容易就能装进宇宙飞船上的登月舱内。当登月舱在月 球上成功着陆后，只需利用太阳的辐射能对小球加温如 图c所示，折叠成球形的天线因具有形状 “ 记忆 ” 功能便会自然展开，恢复到原始的抛物面形状，如图d 所示 。
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新型合金之一储氢合金：
朱明工作室 Ti- Fe 、La-Ni储氢合金可用于以H2为燃料的汽车钛 zhubob@ 合金：亲生物金属人造骨头
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新型合金之二形状记忆合金：
朱明工作室 钛镍合金合金的形状被改变之后，一旦加热到一定的 zhubob@ 跃变温度时，它又可以魔术般地变回到原来的形状，人们 把具有这种特殊功能的合金称为形状记忆合金。形状记忆 效应可用下图所示的简单实验演示，原本弯弯曲曲的形状 记忆合金丝（a）经拉直后（b），只要放入盛有热水的烧 杯中，合金丝就会迅速恢复到和原来一摸一样的弯弯曲曲 的形状（c）。
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一.铜及铜合金 铜及其合金是人类应用最早的金属，目前工业上使用 朱明工作室 zhubob@ 的主要有工业纯铜、黄铜、青铜。 1.工业纯铜
纯铜呈玫瑰红色，因表面经常形成一层紫红色的氧化 物 ， 俗 称 紫 铜 、 电 解 铜 。 其 熔 点 为 1083℃ ， 密 度 为 8.96g/cm3，为面心立方晶格。
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第三套人民币硬币 1元硬币： 铜镍合金 5角硬币：铜锌合金 2角硬币： 铜锌合金 1角硬币： 铜锌合金 第四套人民币硬币 1元硬币： 钢芯镀镍 5角硬币： 铜锌合金 1角硬币： 铝镁合金 第五套人民币硬币 1元硬币： 钢芯镀镍 5角硬币： 钢芯镀铜合金 1角硬币： 铝合金
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实例：用钛-镍形状记忆合金制造的医用腔内支架的 应用原理示意
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（a）预压缩
（b）受热扩张后
（c）植入腔道内效果
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实例：用钛-镍形状记忆合金在其它领域的应用 作为一类新兴的功能材料，形状记忆合金的很多新 朱明工作室 zhubob@ 用途正不断被开发。记忆合金还可以制成任意变形的眼 镜架，如果不小心被碰弯曲了，只要将其放在热水中加 热，就可以恢复原状。不久的将来，汽车的外壳也可以 用记忆合金制作。如果不小心碰瘪了，只要用电吹风加 加温就可恢复原状，既省钱又省力，实在方便。
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6.青铜
除 黄 铜 、 白 铜 以 外 的 铜 合 金 均 称 为朱明工作室 青铜。 zhubob@ 工业上常用的有锡青铜、铝青铜、铍青铜等。一般都有高 的耐蚀性、较高的导电导热性及良好的切削加工性。分为 压力加工青铜，代号为Q+第一个主加元素的化学符号及其 名义质量分数-数字（其它合金元素的名义质量分数）， 如QSn4-3表示含锡4％，含锌3％。 铸造青铜，代号为ZCu+合金元素1的化学符号及其名 义 质 量 分 数 + 合 金 元 素 2 及 其 名 义 质 量 分 数 +„„ 如 ZCuSn10Zn2。
(a) 原始形状
(b) 拉 直 授人以鱼不如授人以渔
(c) 加热后恢复
形状记忆合金不仅单次“记忆”能力几乎可达百分 之百，即恢复到和原来一模一样的形状，更可贵之处在 朱明工作室 zhubob@ 于这种“记忆”本领即使重复500万次以上也不会产生 丝毫疲劳断裂。因此，形状记忆合金享有“永不忘本”、 “百折不挠”等美誉，被比作一个人应具有的永不变节、 坚贞不屈的精神和气节。 形状记忆合金（a）能撑起自重100倍以上的重量， 马达（b）的驱动力可达自重的50倍，而蚂蚁（c）和人 （d）则分别是20倍和2倍。
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3.压力加工普通黄铜：也叫二元黄铜，是Cu-Zn二 元合金。根据含锌量，可分为（小于39％）单相（α ） 朱明工作室 zhubob@ 黄铜和（39％～45％）双相（α ＋β ）黄铜两种。 ①α 相是锌溶于铜中的固溶体，溶解度随温度的下 降而增大，为面心立方晶格，塑性好，可冷热加工。 ②α ＋β 相是以电子化合物CuZn为基的固溶体，室 温下较脆，但加热到450℃以上时，塑性良好。其性能 随锌含量增加，起初强度和塑性都提高，而后由于出现 了β 相，强度继续升高，但塑性下降，直至全部为β 相 时，强度塑性急剧下降，如下页图所示。 其牌号为H+铜的名义质量分数，如H62。而H70、 H68又称为三七黄铜，因强度高，塑性好常用来制作枪 弹壳和炮弹筒，有“弹壳黄铜”之称。
纯铜的性能特点：具有很高的导电导热性，仅次于银； 化学稳定性高，抗大气腐蚀性好，无磁性，塑性好，但强 度低。
牌号：工业纯铜牌号为T+顺序号，共有T1,T2, T3,T4； 序号越大，纯度越低（见下图）。
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纯铜牌号
纯度
铋
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2.黄铜 黄铜以锌为主要合金元素的铜基合金。它具有良好 朱明工作室 zhubob@ 的力学性能、加工成形性、导电性和导热性，价格较低， 是有色金属中应用最广的金属材料。可分为普通和特殊 黄铜两类，按加工方式分为压力加工黄铜和铸造黄铜。
③铍青铜：以铍为主要合金元素的铜基合金。有很高 的强度、硬度疲劳极限和弹性极限，耐蚀、耐热、无磁性、 导电导热性好，受冲击无火花，冷热加工，铸造性能均好。 常用牌号有QBe2，主要用于制作高级精密的弹性元件，如 弹簧、膜片。特殊要求的耐磨零件，如钟表的齿轮和发条， 高速高温高压下的轴承、衬套。
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7.本任务的结论（课本P129）： 根据对铜合金性能特点及主要用途的分析，依据发 朱明工作室 zhubob@ 动机散热器使用性能要求，最好选用普通黄铜制造，例 如H68。
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战国初期的曾侯乙编钟（青铜器）
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司母戊鼎是中国商代后期（约公元前16世纪至公元 前11世纪）王室祭祀用的青铜方鼎，1939年3月19日在 朱明工作室 zhubob@ 河南省安阳市武官村一家的农地中出土，因其腹部著有 “司母戊”三字而得名，现藏中国国家博物馆。 司母戊鼎器型高大厚重，又称司母戊大方鼎，高 133厘米、口长110厘米、口宽79厘米、重832.84千克， 鼎腹长方形，上竖两只直耳（发现时仅剩一耳，另一耳 是后来据另一耳复制补上），下有四根圆柱形鼎足，是 中国目前已发现的最重的青铜器。该鼎是商王祖庚或祖 甲为祭祀其母所铸。
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金属材料与热处理 ---7
主讲: 朱明
高级技师、经济师、工程师 高级技能专业教师 汽车维修高级考评员
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模块八 有色金属
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金属元素除了铁、锰和铬之外，统称有色金属。有 色金属种类繁多，本模块仅介绍铜及铜合金、铝及铝合 金、轴承合金的分类、编号方法、性能特点及用途。
锡能显著提高耐蚀性，主要用于船舶及汽车的零件；
铅能改善切削加工性能，提高耐磨性，故铅黄铜用 于钟表零件； 硅能显著提高黄铜的机械性能、耐蚀性，具良好铸 造性能，用于船舶及化工零件。
其牌号为H+主加元素符号+铜及各合金元素的名义 质量分数，如HPb59-1。
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5.铸造黄铜：采用铸造方法来生产的黄铜。其代号 为ZCu+合金元素1的化学符号及其名义质量分数，如： 朱明工作室 zhubob@ ZCuZn38、ZCuZn40Pb2等。
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①锡青铜：以锡为主要添加元素的铜基合金。耐蚀、 耐磨、强度高、弹性好，常用牌号有QSn4-3等，用于弹簧、 朱明工作室 zhubob@ 轴瓦、衬套等耐磨零件。 ②铝青铜：以铝为主要合金元素的铜基合金。它有良 好的力学性能，耐蚀、耐磨，有良好的铸造性能，受冲击 无火花。常用牌号有QAl9-4，QAl5等，用于轴套、齿轮、 蜗轮、管路配件等。
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任务一：选择材料制造汽车发动机散热器
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汽车发动机散热器的材料可选用导热性好的银、铜、 金、铝等，不过金和银的价格较高，而铝的延展性不如 铜，所以在生产中广泛使用铜合金。见下面的对比： 热传导系数的定义为：每单位长度、每度K（绝对 温度），可以传送多少瓦数的能量，单位为： “w/m·K”，该数值越大说明导热性能越好。 1.纯银导热系数为429。 2.纯铜导热系数为401； 黄铜导热系数为108.9/； 铍铜导热系数为195。 3.纯金导热系数为317。 4.纯铝导热系数为240。