制造新型高速飞机重要的金属:钛(被科学家称为“二十一世纪的金属”或“未来的钢铁”)
海水中储量大的放射性元素:铀(陆地铀矿的总储量约200万吨,海洋里含铀的总量高达40万万吨)
含同位素多的元素:锡(有10种稳定的同位素)
含同位素少的元素:钠(只有Na-23稳定)
展性强的金属:金(薄的金厚度只有1/10000mm)
延性好的金属:铂(细的铂丝直径只有1/5000mm)
熔点高的金属:钨(熔点:3410℃)
熔点低的金属:汞(熔点:-38.8℃)
熔沸点相差大的元素是镓(熔点30℃,沸点2403℃)
地壳中含量少的金属是钫(即使是在含量高的矿石中,每吨也只有37×10-13g;地壳中的含量约为1×10-21 %)
光照下易产生电流的金属元素:铯(当其表面受到光线照射时,电子便能获得能量从表面逸出,产生光电流)
在自然界中,只有少数金属元素例如金、银、汞、铂系金属等存在游离形式,另外天外来客——陨石还带来少量的铜和铁等金属单质。其他绝大多数金属元素以化合态存在于各种矿物中,一般s区和d区ⅢB~Ⅲ族的金属元素多以氧化物类型矿物形式存在,而p区,ds区和d区Ⅲ族金属元素易形成硫化物并共生在一起。此外,s区金属元素也以卤化物形式大量存在于海水,盐岩矿中。
金属元素在元素周期表里的排布:
主族(除H)为碱金属元素,第二主族为碱土金属元素。第三副族到第二副族为过渡金属,过渡金属一般密度较大,熔沸点较高,有较好的导电、导热、延展性和耐腐蚀性。过渡金属的化合物及其溶液大多带有颜色。
硅(Si)
1、提高钢中固溶体的强度和冷加工硬化程度使钢的韧性和塑性降低。
2、硅能显著地提高钢的弹性极限、屈服极限和屈强比,这是一般弹簧钢。
3、耐腐蚀性。硅的质量分数为15%-20%的高硅铸铁,是很好的耐酸材料。含有硅的钢在氧化气氛中加热时,表面也将形成一层SiO2薄膜,从而提高钢在高温时的抗氧化性。
4、磁钢中的主要合金元素(含量在0.40%范围内时,改善热裂倾向,含量高时,易形成柱状晶,增加热裂倾向)。
5、降低钢的临界冷却速度,提高钢的淬透性缺点:使钢的焊接性能恶化。
锰钢的主要缺点是:①含锰较高时,有较明显的回火脆性现象;②锰有促进晶粒长大的作用,因此锰钢对过热较敏感t在热处理工艺上注意。这种缺点可用加入细化晶粒元素如钼、钒、钛等来克服;③当锰的质量分数超过1%时,会使钢的焊接性能变坏;④锰会使钢的耐锈蚀性能降低。
铬(Cr)
1、铬可提高钢的强度和硬度。
2、铬可提高钢的高温机械性能。
3、使钢具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性。
4、降低钢的临界冷却速度,提高钢的淬透性。
5、阻止石墨化缺点:①铬是显著提高钢的脆性转变温度;②铬能促进钢的回火脆性。
钼(Mo)
1、钼对铁素体有固溶强化作用,提高钢的强度和硬度。
2、提高钢的耐热性和高温强度。
3、抗氢侵蚀的作用。
4、降低钢的临界冷却速度,提高钢的淬透性。
缺点:钼的主要不良作用是它能使低合金钼钢发生石墨化的倾向 [2]。
缺点:①脱氧时如用铝量过多,将促进钢的石墨化倾向;②当含铝较高时.其高温强度和韧性较低。
硫(S)
1、硫在钢中以FeS-Fe共晶体存在于钢的晶粒周界,降低钢的力学性能,优制钢含硫量一般应限制在0.04%以下。
2、在机械制造中,有时为了改善某些钢的切削加工性能,人为将含硫量提高,以形成硫化物,起中断基体连续性的作用。
缺点:硫含量的提高,增加铸件热裂倾向。
氧(O)
1、钢液中溶解的FeO在凝固前温度降低过程中与钢液中的碳起反应,生成一氧化碳气泡,在铸件中造成气孔。
2、钢液凝固过程中,FeO因溶解度下降而析出在钢的晶粒周界处,降低钢的性能。
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