东莞金属材料的分类标准多样,可根据化学成分、性能特点、用途、加工工艺等维度划分,不同标准下的分类逻辑和涵盖范围各有侧重。以下是常见的分类标准及具体类别:

一、按化学成分分类(基础的分类标准)
根据金属材料中主要元素的种类及是否添加合金元素,分为纯金属和合金两大类:
1. 纯金属
由单一金属元素组成(杂质含量通常<0.1%),按金属元素种类命名,可分为:
黑色金属纯金属:仅指纯铁(Fe),纯度>99.5%,质地较软,易氧化(生锈),主要用于电磁材料(如变压器铁芯)、实验室电极等。
有色金属纯金属:除铁以外的纯金属,如:
轻金属:铝(Al)、镁(Mg)、钛(Ti)(密度<4.5g/cm³);
重金属:铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)(密度>4.5g/cm³);
贵金属:金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)(化学稳定性极强,价格昂贵);
稀有金属:钨(W)、钼(Mo)、铌(Nb)(储量少,用于特殊场景,如钨丝灯泡)。
特点:纯金属性能单一(如纯铝质软、纯铜导电好),工业中直接使用较少,多作为合金的原料。
2. 合金
由一种金属为基体,加入一种或多种其他元素(金属或非金属) 熔合而成,通过合金化改善纯金属的性能(如强度、耐腐蚀性)。按基体金属种类可分为:
铁基合金:以铁为基体,包括:
钢:含碳量 0.02%-2.11%,添加锰、铬、镍等元素(如低碳钢、不锈钢、高速钢);
铸铁:含碳量 2.11%-6.69%,脆性较大,成本低(如灰铸铁、球墨铸铁)。
非铁基合金:以非铁金属为基体,包括:
铝合金:铝为基体,添加镁、硅、铜等(如 6061、7075 铝合金);
铜合金:铜为基体,添加锌(黄铜)、锡(青铜)、镍(白铜)等;
钛合金:钛为基体,添加铝、钒等(如 TC4 钛合金);
镁合金:镁为基体,添加铝、锌等(如 AZ91D 镁合金);
镍基合金:镍为基体,添加铬、铁等(如高温合金 Inconel 718)。
特点:合金性能可通过调整成分灵活调控,是工业中应用最广的金属材料(占金属材料总量的 90% 以上)。
二、按性能特点分类(侧重材料的核心功能)
根据材料的力学性能、物理性能或化学性能,分为结构材料和功能材料:
1. 结构金属材料
以力学性能(强度、韧性、耐磨性等) 为核心,用于承受载荷或传递力,如:
高强度钢(抗拉强度>1000MPa):用于桥梁、汽车车架;
耐磨铸铁:用于机床导轨、轴承座;
铝合金型材:用于建筑框架、飞机机身(兼顾轻量化和强度)。
关键指标:抗拉强度、屈服强度、延伸率、冲击韧性。
2. 功能金属材料
以特殊物理或化学性能为核心,用于实现特定功能(如导电、磁性、耐腐蚀),如:
导电材料:纯铜(电线)、纯铝(电缆)(导电性优异);
磁性材料:硅钢(变压器铁芯,软磁)、钕铁硼合金(永磁体,硬磁);
耐腐蚀材料:不锈钢(含铬>12%,抗锈蚀)、钛合金(耐海水腐蚀);
耐热材料:镍基高温合金(可在 1000℃以上工作,用于燃气轮机叶片);
形状记忆合金:镍钛合金(变形后加热可恢复原状,用于医疗支架)。
关键指标:导电率、磁导率、耐温范围、腐蚀速率。
三、按用途分类(结合应用场景)
根据材料在工业或生活中的具体用途划分,针对性强:
1. 工业结构材料
用于机械、建筑、交通等领域的承重或支撑部件:
建筑用钢:螺纹钢(楼房骨架)、型钢(H 型钢、角钢,用于桥梁);
机械制造用钢:齿轮钢(20CrMnTi)、轴承钢(GCr15);
航空航天材料:钛合金(飞机起落架)、铝锂合金(机身蒙皮)。
2. 工具材料
用于制造刀具、模具、量具等:
高速钢(W18Cr4V):用于铣刀、钻头(可在 600℃以上保持硬度);
模具钢(Cr12MoV):用于冷冲模、压铸模;
硬质合金(WC-Co):用于高速切削刀具(硬度接近金刚石)。
3. 装饰与包装材料
侧重外观和加工性:
纯铜带(装饰件镀层基底)、铝合金板材(幕墙装饰);
马口铁(镀锡钢板,食品罐头包装)、铝箔(食品包装、电池外壳)。
四、按加工工艺分类(根据成型方式)
根据材料的加工工艺和形态划分,反映材料的加工特性:
1. 铸造金属材料
适合通过铸造工艺(熔融后倒入模具成型)制成的材料,如:
铸铁(灰铸铁、球墨铸铁):流动性好,适合复杂形状铸件(如发动机缸体);
铸造铝合金(Al-Si 系):用于汽车轮毂、手机中框。
2. 变形金属材料
适合通过塑性加工(轧制、锻造、冲压等)成型的材料,如:
热轧钢板、冷轧钢板(塑性好,可轧制成薄板);
锻造用钢(45 钢):可锻造成曲轴、连杆等;
铝型材(通过挤压成型,截面复杂)。
3. 粉末冶金材料
通过粉末压制 + 烧结成型的材料,如:
硬质合金(WC-Co 粉末烧结)、铁基粉末冶金零件(如齿轮)。
五、按金属颜色分类(传统分类,不够严谨)
黑色金属:仅包括铁、铬、锰及其合金(因表面易形成黑色氧化膜得名),但铬、锰实际为银白色。
有色金属:除黑色金属以外的所有金属及其合金(如铝、铜、钛、贵金属等)。
注意:此分类仅为传统习惯,无严格科学依据(如 “黑色金属” 并非颜色都是黑色)。