在自然界中，只有少數(shù)金屬元素例如金、銀、汞、鉑系金屬等存在游離形式，另外天外來客——隕石還帶來少量的銅和鐵等金屬單質(zhì)。其他絕大多數(shù)金屬元素以化合態(tài)存在于各種礦物中，一般s區(qū)和d區(qū)ⅢB～Ⅲ族的金屬元素多以氧化物類型礦物形式存在，而p區(qū)，ds區(qū)和d區(qū)Ⅲ族金屬元素易形成硫化物并共生在一起。此外，s區(qū)金屬元素也以鹵化物形式大量存在于海水，鹽巖礦中。
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。
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(xì)化晶粒元素如鉬、釩、鈦等來克服；③當(dāng)錳的質(zhì)量分?jǐn)?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。
鉻（Cr）
1、鉻可提高鋼的強度和硬度。
2、鉻可提高鋼的高溫機械性能。
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：①鉻是顯著提高鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度；②鉻能促進鋼的回火脆性。
鈦（Ti）
1、鈦能改善鋼的熱強性，提高鋼的抗蠕變性能及高溫持久強度。
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、鈮能提高鋼的熱強性。
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(xì)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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)，加入6%Al可使鋼在980C以下具有抗氧化性。當(dāng)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(dāng)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。
缺點：①脫氧時如用鋁量過多，將促進鋼的石墨化傾向；②當(dāng)含鋁較高時．其高溫強度和韌性較低。
硫（S）
1、硫在鋼中以FeS-Fe共晶體存在于鋼的晶粒周界，降低鋼的力學(xué)性能，優(yōu)制鋼含硫量一般應(yīng)限制在0.04%以下。
2、在機械制造中，有時為了改善某些鋼的切削加工性能，人為將含硫量提高，以形成硫化物，起中斷基體連續(xù)性的作用。
缺點：硫含量的提高，增加鑄件熱裂傾向。
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，提高鋼的強度。
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