镍钼铬钛以及铁合金等原料的基本知识

镍钼铬钛以及铁合金等原料的基本知识
•铜基本知识引见
•镍基本知识引见
•钛基本知识引见
•锰基本知识引见
•钼基本知识引见
•铬基本知识引见
•铁合金基本知识—硅铬合金
•铁合金基本知识—金属铬
•铁合金基本知识—硅铁
•铁合金基本知识—钛铁
•铁合金基本知识－微碳铬铁及氧化铬
•铁合金基本知识—定义及分类
铬基本知识引见
铬在地壳中的丰度为0．018％。

含铬的矿物以铬铁矿 (FeCr2O4或FeO·Cr2O3)最为重要。

铬铁矿呈铁黑色或棕黑色，与磁铁矿相似，但磁性很弱，普通呈块状，点状，豆状，条带状等。

这种矿在阳光下观察，显得特别亮，有时外表有黄色斑点，小刀可以刻动，常产在绿色火成岩(橄榄石、蛇纹石)中。

铬的化合物颜色绚丽，五颜六色。

金属铬是雪白雪亮的，硫酸铬是绿色的，铬酸镁是黄色的，重铬酸钾是桔白色的，铬酸是猩白色的，氧化铬是绿色的，铬矾是蓝紫色的，铬酸铅是黄色的……
铬铁矿的熔点高达1900℃-2050 ℃，在高温下能坚持体积不变，而且跟任何矿渣不起反响。

因此它可作为耐火资料，炼钢炉及有色金属冶炼炉的炉衬。

在一切的金属中，铬是最硬的一个。

人们经常把铬掺进钢里，制成又硬又耐腐蚀的合金。

世界上大局部的铬，都是被用来制造各种合金。

铬钢是制造机械、枪炮筒、坦克和装甲车的好资料。

在大自然中，铬常和铁一同存在铬铁矿里，直接用铬铁矿来冶炼，炼出来的钢便是铬钢。

在炼钢的时分参与12％以上的铬，或18％的铬和8%的镍，炼出来的钢就是不锈钢。

不锈钢在遇到具有腐蚀性的物质时，就会在它的外表构成一种细致而坚实的氧化铬薄膜，维护外部的金属不继续受腐蚀，有些不锈钢甚至在800℃的高温中，还能坚持其优秀的功用。

1974年，在陕西临潼发现了秦始皇的从葬陶俑坑，出土了三把宝剑，剑身乌亮，寒光逼人。

这几把剑在五六米深的湿润土壤中埋了两千多年，出土时不但毫无锈迹，还尖利得能一下子划破十几张报纸。

经过有关方面专家检测剖析，原来三把宝剑的外表处置用的是铬盐氧化法。

铬酸盐是一种十分强的氧化剂，它可以使剑的表层金属生成一层致密而动摇的氧化膜，因此维护了外部的金属。

要知道，这种铬盐钝化处置技术，在国外直到20世纪30年代才末尾运用于金属的抗蚀。

金属铬主要用于电镀。

镀铬的时分，铬层愈薄，愈是紧贴在金属的外表。

一些炮筒，枪管的内壁，所镀的铬层仅有千分之五毫米厚，但是发射了千百发炮弹、子弹以后，铬层依然存在。

重铬酸钾是重要的铬化合物。

在制革工业上，重铬酸钾常被用来替代鞣酸鞣制皮革。

在化学实验室里，常把它溶解在浓硫酸或浓硝酸中，配制成〝洗液〞，可以洗去玻璃仪器上的油迹和污斑。

在剖析化学上，重铬酸钾常用来做氧化剂，来测定铁矿中的含铁量，这种方法叫做〝重铬酸钾法〞。

锰基本知识引见
地壳中锰的含量占第十五位，为0.09％。

按地质学家的意见，简直一切的锰矿床差不多都是〝同年代的〞。

这就给迷信家假定锰的聚集来源于宇宙提供了依据。

他们的实际是：大约在二十亿年以前，含锰丰厚的流星尘埃曾下降到地球外表，构成了如今陆地和海底发现的锰矿床。

纯真的锰比铁的熔点低，强度也不好，它十分容易生锈，无法在实践中运用，这能够是锰临时不被注重的缘由之—。

含12％锰的铜合金，它的电阻恒定，不受周围环境冷热变化的影响，在电器资料里是少有的好资料。

假定在钢中掺入3.5％的锰，锰钢似乎玻璃一样脆；假定在钢中掺入13％的锰，这样的锰钢既稳固、又强韧，成为功用优秀的合金钢。

锰钢不会被磁化，可用在船舰需求防磁的部位。

高锰酸钾是我们熟习的一种锰的化合物。

用它可以作冲洗伤口的消毒溶液，可以清洗疼痛的咽喉，还可以治疗烧伤。

将二氧化锰掺在油漆里，能催化油漆外表在空气中氧化成膜。

因此，二氧化锰普遍披采用做为油漆的催干剂。

锰矿开采、粉碎，消费各种锰合金，制造干电池、颜料，焊条等以及电焊时均可发生锰尘或锰烟，临时吸入可惹起锰中毒。

钼的基本知识引见
钼是银灰色的难熔金属，主要用于钢铁工业，其中大局部以工业氧化钼方式压块后直接用于炼钢或铸铁，少局部熔炼成钼铁后再用于炼钢。

低合金钢中钼含量不大于1％，
但这方面的消费却占钼消费量的50％左右。

不锈钢中参与钼，能改善钢的耐腐蚀性。

铸铁中参与钼，能提高铁的强度和耐磨功用。

含钼18％的镍基超合金具有熔点高、密度低和热胀系数小的特性，用于制造航空和航天的各种高温部件。

金属钼在电子管、晶体管及整流器等电子器件方面运用普遍。

氧化钼和钼酸盐是化学和石油工业中的优秀催化剂。

二硫化钼是一种重要的润滑剂，用于航天和机械工业部门。

钼还是人体必需的微量元素之一，缺少钼会惹起肾结石和龋齿。

依据«中国科技百科全书»第544页保健篇记载：〝钼对防治心血管病和癌症方面有着特殊的功用。

〞
美国、中国和智利是世界三大产钼国，算计产量占世界总产量近80％。

主要出口国有日本、德国、法国、英国、意大利和比利时。

镍基本知识引见
在自然界，最主要的镍矿是红镍矿(砷化镍)与辉砷镍矿(硫砷化镍)。

古巴是世界上最著名的蕴藏镍矿的国度，在多米尼加也有少量的镍矿。

金属镍主要用于电镀工业，镀镍的物品美观、洁净、又不易锈蚀。

极细的镍粉，在化学工业上常用作催化剂。

镍少量用于制造合金。

在钢中参与镍，可以提高机械强度。

如钢中含镍量从294%添加到了7.04%时，抗拉强度便由522公斤/毫米2添加到728公斤/毫米3。

镍钢用来制造机器接受较大压力、接受冲击和往复负荷局部的零件，如涡轮叶片、曲轴、连杆等。

含镍36%、含碳0.3-05%的镍钢，它的收缩系数十分小，简直不热胀冷缩，用来制造多种精细机械，准确量规等。

含镍46%、含碳015%的高镍钢，叫〝类铂〞，由于它的收缩系数与铂、玻璃相似，这种高镍钢可熔焊到玻璃中。

在灯泡消费上很重要，可作铂丝的代用品。

一些精细的透镜框，也用这种类铂钢做，透镜不会因热胀冷缩而从框中掉上去。

由675%镍、16%铁、15%铬、15%锰组成的合金，具有很大的电阻，用来制造各种变阻器与电热器。

钛镍合金具有〝记忆〞的身手，而且记忆力很强，经过相当长的时间，重复上千万次都准确无误。

它的〝记忆〞身手就是记住它原来的外形，所以人们称它为〝外形记忆合金〞。

原来这种合金有一个特性转变温度，在转变温度之上，它具有一种组织结构，而在转变温度之下，它又有另一种组织结构。

结构不同，功用也就不同。

例如：一种钛镍记忆合金，当它在转变温度之上时，很稳固，强度大，而在这个温度以下，它却很软，容易冷加工。

这样，当我们需求它记忆什么外形时，就把它做成那种外形，这就是它的〝永世记忆〝外形，在转变温度以下，由于它很软，我们便可以在相当大的水平内使其恣意变形。

而当需求它恢复到原来外形时，只需把它加热到转变温度以上就行了。

镍具有磁性，能被磁铁吸引。

而用铝、钴与镍制成的合金，磁性更强了。

这种合金遭到电磁铁吸引时，不只自己会被吸过去，而且在它下面吊了比它重六十倍的东西，也不会掉上去。

这样，可以用它来制造电磁起重机。

镍的盐类大都是绿色的。

氢氧化镍是棕黑色的，氧化镍那么是灰黑色的。

氧化镍常用来制造铁镍碱性蓄电池。

钛基本知识引见
从发现钛元素到制得纯品，历时一百多年。

而钛真正失掉应用，看法其原本的真面目，那么是本世纪40年代以后的事情了。

天文外表十公里厚的地层中，含钛达千分之六，比铜多6l倍。

随意从地下抓起一把泥土，其中都含有千分之几的钛，世界上储量超越一千万吨的钛矿并不希罕。

海滩上有成亿吨的砂石，钛和锆这两种比砂石重的矿物，就混杂在砂石中，经过海水千百万年昼夜不停地淘洗，把比拟重的钛铁矿和锆英砂矿冲在一同，在漫长的海岸边，构成了一片一片的钛矿层和锆矿层。

这种矿层是一种黑色的砂子，通常有几厘米到几十厘米厚。

钛没有磁性，用钛建造的核潜艇不用担忧磁性水雷的攻击。

1947年，人们才末尾在工厂里冶炼钛。

当年，产量只要2吨。

1955年产量激增到2万吨。

1972年，年产量到达了 20万吨。

钛的硬度与钢铁差不多，而它的重量简直只要同体积的钢铁的一半，钛虽然稍稍比铝重一点，它的硬度却比铝大2倍。

如今，在宇宙火箭和导弹中，就少量用钛替代钢铁。

据统计，目前世界上每年用于宇宙飞行的钛，已达一千吨以上极细的钛粉，还是火箭的好燃料，所以钛被誉为宇宙金属，空间金属。

钛的耐热性很好，熔点高达1725℃。

在常温下，钛可以平安无事地躺在各种强酸强碱的溶液中。

就连最凶猛的酸——王水，也不能腐蚀它。

钛不怕海水，有人曾把一块钛沉到海底，五年以后取下去一看，下面粘了许多小植物与海底植物，却一点也没有生锈，照旧亮闪闪的。

如今，人们末尾用钛来制造潜艇一——钛潜艇。

由于钛十分结实，能接受很高的压力，这种潜艇可以在深达4500米的深海中飞行。

钛耐腐蚀，所以在化学工业上经常要用到它。

过去，化学反响器中装热硝酸的部件都用不锈钢。

不锈钢也怕那剧烈的腐蚀剂——热硝酸，每隔半年，这种部件就要统统换掉。

如今，用钛来制造这些部件，虽然本钱比不锈钢部件贵一些，但是它可以时断时续地运用五年，计算起来反而合算得多。

钛的最大缺陷是难于提炼。

主要是由于钛在高温下化合才干极强，可以与氧、碳、氮以及其他许多元素化合。

因此，不论在冶炼或许铸造的时分，人们都小心肠防止这些元素〝侵袭〞钛。

在冶炼钛的时分，空气与水当然是严厉制止接近的，甚至连冶金上常用的氧化铝坩埚也制止运用，由于钛会从氧化铝里攫取氧。

如今，人们应用镁与四氯化钛在惰性气体——氦气或氩气中相作用，来提炼钛。

人们应用钛在高温下化合才干极强的特点，在炼钢的时分，氮很容易溶解在钢水里，当钢锭冷却的时分，钢锭中就构成气泡，影响钢的质量。

所以炼钢工人往钢水里加进金属钛，使它与氮化合，变成炉渣一—氮化钛，浮在钢水外表，这样钢锭就比拟纯真
了。

当超音速飞机飞行时，它的机翼的温度可以到达500℃。

如用比拟耐热的铝合金制造机翼，一到二三百度也会吃不消，必需有一种又轻、又韧、又耐高温的资料来替代铝合金乙钛恰恰可以满足这些要求。

钛还能经得住零下一百多度的考验，在这种高温下，钛依旧有很好的韧性而不发脆。

应用钛和锆对空气的弱小吸收力，可以除去空气，形成真空。

比如，应用钛制成的真空泵，可以把空气抽到只剩下十万万万分之一。

钛的氧化物——二氧化钛，是雪白的粉末，是最好的白色颜料，俗称钛白。

以前，人们开采钛矿，主要目的便是为了取得二氧化钛。

钛白的粘附力强，不易起化学变化，永远是雪白的。

特别可贵的是钛白无毒。

它的熔点很高，被用来制造耐火玻璃，釉料，珐琅、陶土、耐高温的实验器皿等。

二氧化钛是世界上最白的东西， l克二氧化钛可以把 450多平方厘米的面积涂得雪白。

它比常用的白颜料一—锌钡白还要白5倍，因此是调制白油漆的最好颜料。

世界上用作颜料的二氧化钛，一年多到几十万吨。

二氧化钛可以加在纸里，使纸变白并且不透明，效果比其他物质大10倍，因此，钞票纸和美术品用纸就要加二氧化钛。

此外，为了使塑料的颜色变浅，使天然丝光泽柔和，有时也要添加二氧化钛。

在橡胶工业上，二氧化钛还被用作为白色橡胶的填料。

四氯化钛是种幽默的液体，它有股刺鼻的气息，在湿空气中便会大冒白烟——它水解了，变成白色的二氧化钛的水凝胶。

在军事上，人们便应用四氯化钛的这股怪脾气，作为天然烟雾剂。

特别是在陆地上，水气多，一放四氯化钛，浓烟就象一道白色的长城，挡住了朋友的视野。

在农业上，人们应用四氟化钛来防霜。

钛酸钡晶体有这样的特性：当它受压力而改动外形的时分，会发生电流，一通电又会改动外形。

于是，人们把钛酸钡放在超声波中，它受压便发生电流，由它所发生的电流的大小可以测知超声波的强弱。

相反，用高频电流经过它，那么可以发生超声波。

如今，简直一切的超声波仪器中，都要用到钛酸钡。

除此之外，钛酸钡还有许多用途。

例如：铁路工人把它放在铁轨下面，来测量火车经过时分的压力；医生用它制成脉搏记载器。

用钛酸钡做的水底探测器，是锐利的水下眼睛，它不只可以看到鱼群，而且还可以看到水底下的暗礁、冰山和朋友的潜水艇等。

冶炼钛时，要经过复杂的步骤。

把钛铁矿变成四氯化钛，再放到密封的不锈钢罐中，充以氩气，使它们与金属镁反响，就失掉〝海绵钛〞。

这种多孔的〝海绵钛〞是不能直接运用的，还必需把它们在电炉中熔化成液体，才干铸成钛锭。

但制造这种电炉又谈何容易！除了电炉的空气必需抽洁净外，更伤脑筋的是，简直找不到盛装液态钛的坩埚，由于普通耐火资料部含有氧化物，而其中的氧就会被液态钛夺走。

后来，人们终于发明了一种〝水冷铜坩埚〞的电炉。

这种电炉只要中央一局部区域很热，其他局部都是冷的，钛在电炉中熔化后，流到用水冷却的铜坩埚壁上，马上凝成钛锭。

用这种方法曾经可以消费几吨重的钛块，但它的本钱就可想而知了。

铁合金基本知识—定义及分类
1．铁合金的定义和用途。

铁合金是铁与一种或几种金属或非金属元素组成的合金。

铁合金是炼钢和机械铸造业的主要原料之一，在炼钢和铸造时用作脱氧剂、脱硫剂和合金添加剂。

2．铁合金的分类。

铁合金的种类很多，普通依照其所含元素分类，例如：
(1)硅铁：工业硅铁——含硅95%、75%、45%等硅铁
贫硅铁〔含硅12%〕
硅铝合金
硅钙合金
(2)锰铁：高碳锰铁〔含碳为7%〕
中碳锰铁〔含碳1.0~1.5%〕
低碳锰铁〔含碳0.5%〕
金属锰
硅锰合金
(3)铬铁：高碳铬铁〔含碳为4~8%〕
中碳铬铁〔含碳为0.5~4%〕
低碳铬铁〔含碳0.15~0.50%〕
微碳铬铁〔含碳为0.06%〕
超微碳铬铁〔含碳小于0.03%〕
金属铬
硅铬合金
(4) 其它铁合金。

除了以上几类铁合金外，还有钨铁、钼铁、钛铁、钒铁、磷铁、硼铁、镍铁、铌铁、锆铁、稀土合金等。

铁合金基本知识—硅铬合金
硅铬合金〔依据GB/T 4009－1989〕
硅铬合金用于炼钢及铸造时作恢复剂和合金剂、精炼铬铁时作恢复剂。

硅铬合金的牌号和化学成分应契合下表的规则。

铁合金基本知识—硅铁
硅铁〔依据GB/T2272-1987〕
1．硅铁在炼钢和铸造时作脱氧剂或合金元素的参与剂。

2．硅铁的牌号和化学成分。

3．硅铁的物理形状：硅铁的厚度〔mm〕FeSi75系列硅铁≤100，FeSi65系列≤80。

铁合金基本知识—金属铬
金属铬〔依据GB/T 3211－1987〕
金属铬用于炼制高温合金、电阻合金、精细合金作铬元素添加剂用。

金属铬按铬及杂质含量的不同，分为五个牌号，其化学成分应契合下表的规则。

铁合金基本知识—钛铁
钛铁〔依据GB/T 3282－1987〕
钛铁作为炼钢、铸造添加剂或电焊条涂料。

钛铁的牌号和化学成分应契合下表的规则。

铁合金基本知识－微碳铬铁及氧化铬
一、真空法微碳铬铁〔依据GB/T 5684－1987〕
真空法微碳铬铁在炼钢中作为合金元素参与剂。

真空法微碳铬铁按铬、碳及杂质含量的不同分为六个牌号，其化学成分应契合下表的规则。

二、氮化铬铁〔依据GB/T 5685－1985〕
氮化铬铁在炼钢中作为氮〔铬〕参与剂运用。

氮化铬铁按冶炼方法和碳含量的不同，分为六个牌号，其化学成分应契合下表的规则。

注：①A类适用于渗氮后的重熔产品，其含氮量，不包括吸附氮量。

②B类适用于固态渗氮合金。

③每炉必需测定铬、硅、氮、碳、磷、硫含量。

铜基本知识引见
铜是一种被普遍运用的金属，在导电性、导势性、抗拉强度、可延伸性、耐腐蚀性、耐疲劳性等方面有其共同的优点，主要用于工业设备制造业、电业、通讯业、修建业、运输业等。

而众多的用途也使铜的价钱对供需变化的反响也十分敏感，动摇幅度也很大。

铜与社会生活的亲密相关性，使得铜的需求量与经济状况的变化直接相关联。

铜的供应来源除了矿山开采以外，还可以经过二次回收获得。

世界主要产铜国为智利、美国、加拿大、赞比亚、扎伊尔和秘鲁等。

我国也是产铜大国，1991年产量居世界第七位。

我国铜产量主要集中在江西、湘北、甘肃、天津、上海、安徽、辽宁、山西、湖南、和云南等省市。

但由于我国铜矿层次较低、资源条件不够理想，而对铜的需求量又很大，因此每年都要出口铜及铜合金来满足供应缺乏。

2001年全球消费铜约1488.5万吨，铜的消费集中在兴旺工业国。

美国是最大的铜消费国，2000年消费292.3万吨，约占世界消费总量的1/5，其次是中国175万吨，日本132.7万吨，欧洲438.5万吨。

从行业看，消费铜最多的是电气工业部门和修建业。

2002年世界精铜的产量为1502万吨，消费为1490万吨，供需缺口为12万吨，2001年的供求平衡是供过于求94.8万吨，供需矛盾有了很大的改善。