制造新型高速飛機(jī)重要的金屬:鈦(被科學(xué)家稱為“二十一世紀(jì)的金屬”或“未來的鋼鐵”)
海水中儲量大的放射性元素:鈾(陸地鈾礦的總儲量約200萬噸,海洋里含鈾的總量高達(dá)40萬萬噸)
含同位素多的元素:錫(有10種穩(wěn)定的同位素)
含同位素少的元素:鈉(只有Na-23穩(wěn)定)
展性強(qiáng)的金屬:金(薄的金厚度只有1/10000mm)
延性好的金屬:鉑(細(xì)的鉑絲直徑只有1/5000mm)
熔點(diǎn)高的金屬:鎢(熔點(diǎn):3410℃)
熔點(diǎn)低的金屬:汞(熔點(diǎn):-38.8℃)
熔沸點(diǎn)相差大的元素是鎵(熔點(diǎn)30℃,沸點(diǎn)2403℃)
地殼中含量少的金屬是鈁(即使是在含量高的礦石中,每噸也只有37×10-13g;地殼中的含量約為1×10-21 %)
光照下易產(chǎn)生電流的金屬元素:銫(當(dāng)其表面受到光線照射時,電子便能獲得能量從表面逸出,產(chǎn)生光電流)
金屬元素,是指具有金屬通性的元素,其價(jià)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。
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,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(nèi)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(diǎn):使鋼的焊接性能惡化。
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。
鎳(Ni)
1、可提高鋼的強(qiáng)度而不顯著降低其韌性。
2、鎳可降低鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度,即可提高鋼的低溫韌性。
3、改善鋼的加工性和可焊性。
4、鎳可以提高鋼的抗腐蝕能力,不僅能耐酸,而且能抗堿和大氣的腐蝕。
鉬(Mo)
1、鉬對鐵素體有固溶強(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]。
3、鈮能提高鋼的熱強(qiáng)性。
硼(B)
1、提高鋼的淬透性。
2、提高鋼的高溫強(qiáng)度。強(qiáng)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(jìn)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。
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。