[科普中国]-特殊金属材料

特殊金属材料是指具有特殊性能的金属材料，是通过特殊成型方法或通过成分设计而制成的。如非晶态金属就是将熔融金属或合金通过特殊装置，具有高强度、高导磁性、高耐腐蚀性的金属材料。如高温合金是通过成分设计得到的耐热性优良的金属材料，包括铁基奥氏体耐热钢、镍基合金、钴基合金等。1

种类举例粉末烧结合金粉末烧结合金是采用粉末冶金技术将粉末烧结制成的具有一定形状的金属材料或零件。粉末冶金是一门比较古老的技术，人们用此法在1870年制成了多孑L性含油轴承，在1909年制成钨丝，1927年制出硬质合金，后来制出了磁性材料。我国从1958年以来粉末冶金工业发展迅速，无论在数量或品种上都有明显增长，1971年铁基粉末烧结合金机械零件产品的产量为1966年的10倍。近年来，中国粉末冶金产业和技术都呈现出高速发展的态势，是中国机械通用零部件中增长最快的行业之一，每年粉末冶金行业的产值以35%的速度递增。

粉末冶金技术是一种少、无切削工艺，可减少零件的加工量，节约材料并提高劳动生产率，可制造出其它工艺无法制造或难以制造的材料与零件，如高熔点金属材料(W、Mo及某些金属化合物)、复合材料(金属陶瓷等各种复合材料)等。粉末冶金法目前在各种机械零件、工具件、电磁元件、耐热工件等的制造方面有较广泛的应用，但受压制设备及烧结设备的限制，生产效率不够高。

多孔金属材料典型的多孔金属材料包括泡沫铝、泡沫镁、泡沫镍等。

由于多孔金属材料具有体积密度小、隔声、吸声、减震、隔热、屏蔽电磁波和不燃烧等多种特殊功能，一些发达国家已将多孔金属材料广泛应用于交通、运输工具、机械、建筑、电子和通讯等行业上。例如，将泡沫铝材料应用于汽车、坦克、装甲车、机动战车、军用汽车、地铁列车、高速火车上制作地板、壳体及间隔墙，起到隔声、减震和隔热效果；应用于潜水艇上，可以吸声和隔声，使潜艇运行时无声，不易被敌人发现；应用其制作汽车保险杠，可以吸收冲撞力，受撞击时能够保护人和汽车免遭伤害，提高安全性；应用其制作高架铁轨、高速公路和铁路的隔声屏，减少噪声对环境的污染。

制造泡沫铝材料主要有三种方法：渗流铸造法、粉末制造法和铝直接熔化发泡法。渗流铸造法制造通孔泡沫铝材料，其隔声能力较低，密度较大，适于用作高温液体和气体的过滤。粉末冶金法可以用作生产孔隙很小的泡沫铝材料，可以制作轿车发动机和行李箱盖板，轿车零件等。铝直接熔化发泡法可以用于制备低密度、隔声能力强、热导率小的泡沫铝材料，适于作为隔声、隔热、吸能材料。这种方法生产成本低，适于大规模生产。

应用举例硬质合金硬质合金主要用于机械铸造业中的刀具，冷作模具、量具及耐磨零件，但以用于刀具方面的量最大。钨钴类(YG)合金主要用来切削并加工那些脆性材料，如铸铁、有色金属及合金、胶体及其他非金属材料；钨钴钛类(YT)合金主要用于加工韧性材料，如各种钢类材料。另外我国还生产一种新品种YWl和YW2的合金钢，又称通用“硬质合金”(也叫万能合金)，因为它既可当作YG合金来切削铸铁和有色金属，又可用来切削各种钢材。除用于刀具外，硬质合金也用来制造冷拔模，冷冲模、冷挤模和冷镦锻模等。此外使用硬质合金后，工具和零件的寿命大大提高，可以大大提高生产率和产品质量。

形状记忆合金形状记忆合金有很多美妙的实用价值。美国阿波罗登月舱在月球上安置的直径数米的半球形天线，就是利用形状记忆合金材料制造的，先降低温度，把它压成一团，装入登月舱飞上月球。然后利用阳光的温度，使天线重新展开，恢复本来形状。在航空、航天、核工业和海底输油管等危险场合，为了保证系统万无一失，管道连接处常采用记忆合金套管。用形状记忆合金加工成内径比欲连接管的外径小4%的套管，然后在低温下把套管两端插入，当温度升到常温时，套管恢复原形，形成紧密结合。

在生活中，可将记忆合金用于开启门窗装置，达到自动调节温度的目的。人们深信，形状记忆合金的应用前景会是广阔的。

本词条内容贡献者为:

杨晓红 - 副教授 - 西南大学