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(lái)的鋼鐵”)
海水中儲(chǔ)量大的放射性元素:鈾(陸地鈾礦的總儲(chǔ)量約200萬(wàn)噸,海洋里含鈾的總量高達(dá)40萬(wàn)萬(wàn)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(shí),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。
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(lái)客——隕石還帶來(lái)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(guò)渡金屬,過(guò)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(guò)渡金屬的化合物及其溶液大多帶有顏色。
按冶金工業(yè)
黑色金屬:鐵、鉻、錳。
有色金屬:除鐵、鉻、錳以外的金屬。
按密度
輕金屬:密度小于4.5克/立方厘米。
重金屬:密度大于4.5克/立方厘米。
按儲(chǔ)量
常見(jiàn)金屬:鐵、鋁等。
稀有金屬:鋯、釩、鉬。
鎢(W)
1、提高強(qiáng)度。
2、提高鋼的高溫強(qiáng)度。
3、提高鋼的抗氫性能。
4、是使鋼具有熱硬性。
因此鎢是高速工具鋼中的主要合金元素。
缺點(diǎn):①脫氧時(shí)如用鋁量過(guò)多,將促進(jìn)鋼的石墨化傾向;②當(dāng)含鋁較高時(shí).其高溫強(qiáng)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(jī)械制造中,有時(shí)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(diǎn):硫含量的提高,增加鑄件熱裂傾向。
氫(H)
煉鋼過(guò)程中鋼液從爐氣中吸收氫,鋼液中氫的溶解度隨溫度升高而提高,在緩慢凝固條件下,氫以針孔形態(tài)析出。快速凝固時(shí),析出氫在鐵的晶格內(nèi)造成高應(yīng)力狀態(tài),導(dǎo)致脆性。
氮(N)
煉鋼過(guò)程中鋼液從爐氣中吸收氮。
1、鋼液中溶解的氮在凝固過(guò)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(shí),會(huì)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。