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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。
按冶金工业
黑色金属:铁、铬、锰。
有色金属:除铁、铬、锰以外的金属。
按密度
轻金属:密度小于4.5克/立方厘米。
重金属:密度大于4.5克/立方厘米。
按储量
常见金属:铁、铝等。
稀有金属:锆、钒、钼。
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。
钛(Ti)
1、钛能改善钢的热强性,提高钢的抗蠕变性能及高温持久强度。
2、能提高钢在高温高压氢气中的稳定性。使钢在高压下对氢的稳定性高达600℃以上,在珠光体低合金钢中,钛可阻止钼钢在高温下的石墨化现象。因此,钛是锅炉高温元件所用的热强钢中的重要合金元素之一。
铌(Nb)
1、铌和碳、氮、氧都有的结合力,并与之形成相应的极为稳定的化合物,因而能细化晶粒,降低钢的过热敏感性和回火脆性。
2、有的抗氢性能。
3、铌能提高钢的热强性。
氢(H)
炼钢过程中钢液从炉气中吸收氢,钢液中氢的溶解度随温度升高而提高,在缓慢凝固条件下,氢以针孔形态析出。快速凝固时,析出氢在铁的晶格内造成高应力状态,导致脆性。
氮(N)
炼钢过程中钢液从炉气中吸收氮。
1、钢液中溶解的氮在凝固过程中因溶解度降低而析出,并与钢中的Si、Al、Zr等元素化合,生成SiN、AlN、ZrN等氮化物。少量氮化物能细化钢的晶粒。氮化物多时,会使钢的塑性和韧性降低。
2、氮属于扩大奥氏体区元素,在钢中可部分代替镍的作用,是铬锰氮不锈钢中的合金元素,在低碳不锈钢中,可代替碳的作用,提高钢的强度。