金属材质：金属的特性与应用

金属材料是指由金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。按照分子结构，可以将金属分为纯金属和合金；按照冶金方法，可以将金属分为黑金属和有色金属。金属材料表面具有金属所特有的色彩，具有良好的反射能力和不透明性，且具有金属特有的光泽。金属材料具有优良的力学性能，其强度、熔点、刚度和韧性较高。正是由于金属材料优良的力学性能，才使得其能作为工程结构材料而广泛应用。

1.铸铁——流动性

铸铁在生产和生活中得到了大量而广泛的应用，这主要是因为其出色的流动性，以及它易于浇铸成各种复杂形态的特点。铸铁实际上是由多种元素组合而成的混合物，包括碳、硅和铁。铸铁中碳的含量越高，其在浇铸过程中的流动性就越好。碳在这里以石墨和碳化铁两种形式出现。材料特性：优秀的流动性、低成本、良好的耐磨性、低凝固收缩率、很脆、高压缩强度、良好的机械加工性。典型用途：铸铁已经具有几百年的应用历史，涉及建筑、桥梁、工程部件、家居以及厨房用具等领域。铸铁制品如图7-51、图7-52所示。

图7-51　井盖

图7-52　户外座椅

2.不锈钢——不生锈的革命

不锈钢是在钢里融入铬、镍以及其他一些金属元素而制成的合金。其不生锈的特性缘于合金中铬的成分，铬在不锈钢的表面形成了一层坚牢的、具有自我修复能力的氧化铬薄膜。不锈钢包括四大主要类型：奥氏体、铁素体、铁素体-奥氏体（复合式）、马氏体。家居用品中使用的不锈钢基本上都是奥氏体。不锈钢材料的加工方法通常有抛光（镜面）、拉丝、网纹、蚀刻、电解着色、涂层着色等。不锈钢制品如图7-53所示。

3.现代材料——铝

铝是一种略带蓝光的白色金属。与其他金属不同，铝并不是直接以金属元素的形式存在于自然界中，而是从含50％氧化铝（亦称矾土）的铝土矿中提炼出来的。以这种形态存在于矿物中的铝也是地球上含量最高的金属元素之一。

铝及铝合金的延展性很好，可以耐受明显的变形而不断裂，而且抗腐蚀。在景观设计中，铝大量用于户外设施，包括长椅、矮柱、旗杆、格栅等。铝及铝合金是一种常用的现代材料。作为现在十分流行的新型、高档的装饰材料，铝及铝合金装饰板是采用铝或铝合金板材，经多重工艺加工制成的金属装饰板。它的表面经加工处理后可获得各种色彩及肌理，以其特有的光泽及质感丰富着现代城市环境。铝合金制品如图7-54所示。(www.xing528.com)

图7-53　不锈钢称重器

图7-54　铝合金手机壳

4.铜——古老的金属

铜的拉丁文名称“cuprum”起源于一个叫作Cyprus的地方，这是一个铜资源非常丰富的岛屿。铜被大量应用于建筑结构当中，作为传输电力的载体，另外，几千年来它还一直被许多不同文化背景下的人作为制作身体装饰品的原材料。从最初用于简单的译码传输，到后来在复杂的现代通信技术中扮演关键的角色，这种具有延展性的橙红色金属一路伴随着我们发展进步。铜是一种优良的导电体，其导电性能仅次于银。铜也是仅次于金的人类利用历史最为悠久的金属，因为铜矿很容易开采，而且铜比较容易从铜矿中分离出来。铜还具有其他金属材料无法比拟的美学特征，在其自然氧化的过程中，铜会随着时间推移呈现不同色彩，从金黄色到紫红色，再到茶褐色，直至最终的水绿色，铜的独特色彩语言赋予建筑更为直观的历史感。

如图7-55所示，这款黄铜剃须刀的手柄上添加了防滑纹路，以方便持握，丫形结构的剃须头有助于均匀分布压力，使用户在剃须时能够控制平衡。

图7-55　黄铜剃须刀

5.镁合金——超薄设计

镁是极重要的有色金属，它比铝轻，能够很好地与其他金属构成高强度的合金。镁合金具有比重小、比强度和比刚度高、导热导电性好的特点，并具有良好的阻尼性、减震性和电磁屏蔽性能。它易于加工成型、容易回收，被广泛地应用于航空航天、汽车、电子、移动通信、冶金等领域。镁合金作为一种新型的金属原料，能带给人一种科技感受。大多数超薄笔记本电脑和手机外壳采用镁合金做外壳。镁合金的耐腐蚀性是碳钢的8倍，铝合金的4倍，更是塑料的10倍以上。常用的镁合金具有不可燃性，尤其是使用在汽车零部件以及建筑材料上，可以避免瞬间燃烧。镁合金制品如图7-56所示。