金屬元素,是指具有金屬通性的元素,其價層電子數(shù)較少,在化學反應中易丟失電子。迄今為止,自然界存在及人工合成的金屬元素已達90多種,位于元素周期表的左方及左下方,包括s區(qū)(s-blockelement)(除H外),d區(qū)(d-blockelement),ds區(qū)(ds-blockelement)和f區(qū)(f-blockelement)的所有元素及p區(qū)(p-blockelement)左下角的10種元素。
按冶金工業(yè)
黑色金屬:鐵、鉻、錳。
有色金屬:除鐵、鉻、錳以外的金屬。
按密度
輕金屬:密度小于4.5克/立方厘米。
重金屬:密度大于4.5克/立方厘米。
按儲量
常見金屬:鐵、鋁等。
稀有金屬:鋯、釩、鉬。
硅(Si)
1、提高鋼中固溶體的強度和冷加工硬化程度使鋼的韌性和塑性降低。
2、硅能顯著地提高鋼的彈性極限、屈服極限和屈強比,這是一般彈簧鋼。
3、耐腐蝕性。硅的質量分數(shù)為15%-20%的高硅鑄鐵,是很好的耐酸材料。含有硅的鋼在氧化氣氛中加熱時,表面也將形成一層SiO2薄膜,從而提高鋼在高溫時的抗氧化性。
4、磁鋼中的主要合金元素(含量在0.40%范圍內時,改善熱裂傾向,含量高時,易形成柱狀晶,增加熱裂傾向)。
5、降低鋼的臨界冷卻速度,提高鋼的淬透性缺點:使鋼的焊接性能惡化。
錳鋼的主要缺點是:①含錳較高時,有較明顯的回火脆性現(xiàn)象;②錳有促進晶粒長大的作用,因此錳鋼對過熱較敏感t在熱處理工藝上注意。這種缺點可用加入細化晶粒元素如鉬、釩、鈦等來克服;③當錳的質量分數(shù)超過1%時,會使鋼的焊接性能變壞;④錳會使鋼的耐銹蝕性能降低。
鉬(Mo)
1、鉬對鐵素體有固溶強化作用,提高鋼的強度和硬度。
2、提高鋼的耐熱性和高溫強度。
3、抗氫侵蝕的作用。
4、降低鋼的臨界冷卻速度,提高鋼的淬透性。
缺點:鉬的主要不良作用是它能使低合金鉬鋼發(fā)生石墨化的傾向 [2]。
3、鈮能提高鋼的熱強性。
硼(B)
1、提高鋼的淬透性。
2、提高鋼的高溫強度。強化晶界的作用。
鋁(Al)
1、用作煉鋼時的脫氧定氮劑,細化晶粒,抑制低碳鋼的時效,改善鋼在低溫時的韌性,特別是降低了鋼的脆性轉變溫度;
2、提高鋼的抗氧化性能。曾對鐵鋁合金的抗氧化性進行了較多的研究:4%AI即可改變氧化皮的結構,加入6%Al可使鋼在980C以下具有抗氧化性。當鋁和鉻配合并用時,其抗氧化性能有更大的提高。例如,含鐵50%一55%、鉻30%-35%、鋁10%-15%的合金,在1400C高溫時,仍具有相當好的抗氧化性。由于鋁的這一作用,近年來,常把鋁作為合金元素加入耐熱鋼中。
3、此外,鋁還能提高對硫化氫和V2O5的抗腐蝕性。