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高强度轻合金--第1页

高强度轻合金

1．锂与超轻合金

锂是最轻的金属，利用这一特性，可制成超轻合金材料。例如，目前大量生产的锂镁合

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金，其密度为1.3～1.6克/厘米，只有铝的一半，和聚氯乙烯塑料差不多，但强度却很大，

塑性也很好。这种超轻合金材料还有很强的耐冲击力、抗腐蚀力和防止高速辐射粒子穿透的

能力。它可用来制作宇宙飞船上的热防护舱和人造卫星、导弹弹头的包覆材料。美国的阿吉

纳—D末级制动火箭使用锂镁合金后，其重量减少了23千克，而火箭每减少1千克自重，

可节省燃料费用数万美元。美国麦道公司的科研人员研制出一种铝锂合金材料，可使未来的

喷气式飞机重量减轻20％。

2．尖端金属——铍

金属铍的密度低、弹性模量大，说明引起其单位面积应变所需的力大，其弹性模量比常

用的几种轻质材料如钛合金、铝合金、不锈钢均高出6倍。因此，它在需要精确导航的导弹

及潜艇的惯性导航中获得应用。铍的热学性能良好，具有高熔点、高比热、高热导率、高热

容量。由于铍的热容量高，它的吸热能力强，具有良好的热膨胀适应性，当温度升高或降低

时，其机械性能变化慢。铍的热容量为铝的2.5倍，钛的4.5倍，因此铍可用来直接吸热。

在卫星、宇宙飞船、航天飞机重返大气时，同空气高速度摩擦而产生大量热，容易烧毁，若

用铍来做防热外套非常适合。

高抛光的铍用于卫星等的红外观测光学镜中。在金属中，铍的透X射线的能力最强，

有“金属玻璃”之称，比铝强20倍。在扩音系统中，由于音速较快，扩音器的共振频率越

高，高音区能听到的声音的范围就越大。铍的声音传播速度是12500米/秒，比其他金属都

快，而声速为330米/秒，因此铍可作优质的扩音器振动片。

铍还是原子能工业之宝，它是一种效率很高的能提供大量中子炮弹的中子源。铍的粉末

和镭盐的混合物可用作最简单的中子源，每秒能产生几十万个中于。中子轰击原子核，原子

核分裂释放出巨大能量，同时产生新的中子。铍不仅能散射中子，还能改变中子的运动方向，

并降低中子的速度，以达到最有效的连锁反应。铍的氧化物密度小、硬度大、熔点高达

2450℃，而且能像镜子反射光线那样把中子反射回去，有很高的抗辐射能力。

铍青铜含铍1％～3.5％，其强度约为其他铜合金的2倍，并保持高的热导率和电导率，

具有优良的加工工艺性能，无磁性，用途极广。用铍青铜制成的弹簧，可以使用几亿次以上，

在电子仪表工业中大量用作开关、簧片、游丝等的材料。由于铍青铜的耐磨性很好，在计算

机和许多民用航空飞机中，用铍青铜制造轴承。例如，美国航空公司用铍青铜代替铜轴承，

使用寿命由8000小时提高到28000小时。电力机车和电车的输电线用铍青铜制作，不仅耐

磨、耐蚀、强度高，而且导电性能很好。由于铍青铜在冲击时不产生火花，在石油、化工、

火药等工业中的各种操作工具均可用铍青铜制作，以防止爆炸。由于铍青铜有很高的硬度、

强度和良好的导热性、铸造性，可直接铸造出精度极高、形态复杂的模具，而且光洁度好、

图案清晰，生产周期短，旧模具可反复使用，节省成本，现已用来制作塑料模具、压力铸造

模具、精密铸造模具、腐蚀性模具等。

铍镍合金（如NiBe）具有超高强度和弹性以及稳定的导电性，其工作温度可提高到250～

300℃，而且抗疲劳强度、耐磨性、耐热性、抗腐蚀性均比铍青铜高，可用来制作在300℃

条件下工作的重要弹性元件，如自动导航元件、电传打字机簧片、航空仪表发条、继电器簧

片等。含镍铍青铜不会被磁铁所吸引，不受磁场磁化，所以又是制造防磁零件的好材料。

目前，密度小、强度高、弹性好的铍已经作为反射镜用到高精度电视传真上，效果相当

不错，而且发送一张照片只需