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(xué)反應(yīng)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(dá)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。
金屬元素在元素周期表里的排布:
主族(除H)為堿金屬元素,第二主族為堿土金屬元素。第三副族到第二副族為過渡金屬,過渡金屬一般密度較大,熔沸點(diǎn)較高,有較好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、延展性和耐腐蝕性。過渡金屬的化合物及其溶液大多帶有顏色。
錳(Mn)
1、在低含量范圍內(nèi),對鋼具有很大的強(qiáng)化作用,提高強(qiáng)度、硬度和耐磨性。
2、降低鋼的臨界冷卻速度,提高鋼的淬透性。
3、稍稍改善鋼的低溫韌性。
4、在高含量范圍內(nèi),作為主要的奧氏體化元素。
5、錳對提高低碳和中碳珠光體鋼的強(qiáng)度有顯著的作用。
6、錳對鋼的高溫瞬時強(qiáng)度有所提高。
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。
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)
煉鋼過程中鋼液從爐氣中吸收氮。
1、鋼液中溶解的氮在凝固過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,會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。
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