金屬元素是具有金屬通性的元素。
除Sn(錫)、Sb(銻)、Bi(鉍)等少數(shù)幾種金屬的原子外層電子數(shù)大于或等于4以外,絕大多數(shù)金屬原子的外層電子數(shù)均小于4,所以其原子容易失去電子而本身常以陽(yáng)離子形態(tài)存在于化合物中。它們的化合物和氫氧化物一般呈堿性。
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(chǔ)量
常見(jiàn)金屬:鐵、鋁等。
稀有金屬:鋯、釩、鉬。
硅(Si)
1、提高鋼中固溶體的強(qiáng)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(qiáng)比,這是一般彈簧鋼。
3、耐腐蝕性。硅的質(zhì)量分?jǐn)?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(shí),表面也將形成一層SiO2薄膜,從而提高鋼在高溫時(shí)的抗氧化性。
4、磁鋼中的主要合金元素(含量在0.40%范圍內(nèi)時(shí),改善熱裂傾向,含量高時(shí),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(diǎn):使鋼的焊接性能惡化。
錳鋼的主要缺點(diǎn)是:①含錳較高時(shí),有較明顯的回火脆性現(xiàn)象;②錳有促進(jìn)晶粒長(zhǎng)大的作用,因此錳鋼對(duì)過(guò)熱較敏感t在熱處理工藝上注意。這種缺點(diǎn)可用加入細(xì)化晶粒元素如鉬、釩、鈦等來(lái)克服;③當(dāng)錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)1%時(shí),會(huì)使鋼的焊接性能變壞;④錳會(huì)使鋼的耐銹蝕性能降低。
鉻(Cr)
1、鉻可提高鋼的強(qiáng)度和硬度。
2、鉻可提高鋼的高溫機(jī)械性能。
3、使鋼具有良好的抗腐蝕性和抗氧化性。
4、降低鋼的臨界冷卻速度,提高鋼的淬透性。
5、阻止石墨化缺點(diǎn):①鉻是顯著提高鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度;②鉻能促進(jìn)鋼的回火脆性。
鉬(Mo)
1、鉬對(duì)鐵素體有固溶強(qiáng)化作用,提高鋼的強(qiáng)度和硬度。
2、提高鋼的耐熱性和高溫強(qiáng)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(diǎn):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]。
鎢(W)
1、提高強(qiáng)度。
2、提高鋼的高溫強(qiáng)度。
3、提高鋼的抗氫性能。
4、是使鋼具有熱硬性。
因此鎢是高速工具鋼中的主要合金元素。
鈦(Ti)
1、鈦能改善鋼的熱強(qiáng)性,提高鋼的抗蠕變性能及高溫持久強(qiáng)度。
2、能提高鋼在高溫高壓氫氣中的穩(wěn)定性。使鋼在高壓下對(duì)氫的穩(wěn)定性高達(dá)600℃以上,在珠光體低合金鋼中,鈦可阻止鉬鋼在高溫下的石墨化現(xiàn)象。因此,鈦是鍋爐高溫元件所用的熱強(qiáng)鋼中的重要合金元素之一。
鈮(Nb)
1、鈮和碳、氮、氧都有的結(jié)合力,并與之形成相應(yīng)的極為穩(wěn)定的化合物,因而能細(xì)化晶粒,降低鋼的過(guò)熱敏感性和回火脆性。
2、有的抗氫性能。
3、鈮能提高鋼的熱強(qiáng)性。
氮(N)
煉鋼過(guò)程中鋼液從爐氣中吸收氮。
1、鋼液中溶解的氮在凝固過(guò)程中因溶解度降低而析出,并與鋼中的Si、Al、Zr等元素化合,生成SiN、AlN、ZrN等氮化物。少量氮化物能細(xì)化鋼的晶粒。氮化物多時(shí),會(huì)使鋼的塑性和韌性降低。
2、氮屬于擴(kuò)大奧氏體區(qū)元素,在鋼中可部分代替鎳的作用,是鉻錳氮不銹鋼中的合金元素,在低碳不銹鋼中,可代替碳的作用,提高鋼的強(qiáng)度。