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∙铜基本知识介绍∙镍基本知识介绍∙钛基本知识介绍∙锰基本知识介绍∙钼基本知识介绍∙铬基本知识介绍∙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介绍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，一般呈块状，点状，豆状，条带状等。

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

铬的化合物色彩缤纷，五光十色。

金属铬是银白雪亮的，硫酸铬是绿色的，铬酸镁是黄色的，重铬酸钾是桔红色的，铬酸是猩红色的，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 ℃，在高温下能保持体积不变，而且跟任何矿渣不起反应。

因此它可作为耐火材料，炼钢炉及有色金属冶炼炉的炉衬。

在所有的金属中，铬是最硬的一个。

人们常常把铬掺进钢里，制成又硬又耐腐蚀的合金。

世界上大部分的铬，都是被用来制造各种合金。

铬钢是制造机械、枪炮筒、坦克和装甲车的好材料。

在大自然中，铬常和铁一起存在铬铁矿里，直接用铬铁矿来冶炼，炼出来的钢便是铬钢。

在炼钢的时候加入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，就会在它的表面形成一种细致而坚实的氧化铬薄膜，保护内部的金属不继续受腐蚀，有些不锈钢甚至在800℃的高温中，还能保持其优良的性能。

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潮湿土壤中埋了两千多年，出土时不但毫无锈迹，还锋利得能一下子划破十几张报纸。

经过有关方面专家检测分析，原来三把宝剑的表面处理用的是铬盐氧化法。

铬酸盐是一种非常强的氧化剂，它可以使剑的表层金属生成一层致密而稳定的氧化膜，因而保护了内部的金属。

要知道，这种铬盐钝化处理技术，在国外直到20世纪30年代才开始应用于金属的抗蚀。

金属铬主要用于电镀。

镀铬的时候，铬层愈薄，愈是紧贴在金属的表面。

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，重铬酸钾常被用来代替鞣酸鞣制皮革。

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。

在分析化学上，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”。

锰基本知识介绍地壳中锰的含量占第十五位，为0.09％。

按地质学家的意见，几乎所有的锰矿床差不多都是“同年代的”。

这就给科学家假定锰的聚集起源于宇宙提供了根据。

他们的理论是：大约在二十亿年以前，含锰丰富的流星尘埃曾降落到地球表面，形成了现在陆地和海底发现的锰矿床。

纯净的锰比铁的熔点低，强度也不好，它非常容易生锈，无法在实际中应用，这可能是锰长期不被重视的原因之—。

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，在电器材料里是少有的好材料。

若在钢中掺入3.5％的锰，锰钢如同玻璃一样脆；若在钢中掺入13％的锰，这样的锰钢既坚硬、又强韧，成为性能优异的合金钢。

锰钢不会被磁化，可用在船舰需要防磁的部位。

高锰酸钾是我们熟悉的一种锰的化合物。

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，能催化油漆表面在空气中氧化成膜。

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，生产各种锰合金，制造干电池、颜料，焊条等以及电焊时均可产生锰尘或锰烟，长期吸入可引起锰中毒。

钼的基本知识介绍钼是银灰色的难熔金属，主要用于钢铁工业，其中大部分以工业氧化钼形式压块后直接用于炼钢或铸铁，少部分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。

不锈钢中加入钼，能改善钢的耐腐蚀性。

铸铁中加入钼，能提高铁的强度和耐磨性能。

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应用广泛。

氧化钼和钼酸盐是化学和石油工业中的优良催化剂。

二硫化钼是一种重要的润滑剂，用于航天和机械工业部门。

钼还是人体必须的微量元素之一，缺少钼会引起肾结石和龋齿。

根据《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能。

”美国、中国和智利是世界三大产钼国，合计产量占世界总产量近80％。

主要进口国有日本、德国、法国、英国、意大利和比利时。

镍基本知识介绍在自然界，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家，在多米尼加也有大量的镍矿。

金属镍主要用于电镀工业，镀镍的物品美观、干净、又不易锈蚀。

极细的镍粉，在化学工业上常用作催化剂。

镍大量用于制造合金。

在钢中加入镍，可以提高机械强度。

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

镍钢用来制造机器承受较大压力、承受冲击和往复负荷部分的零件，如涡轮叶片、曲轴、连杆等。

含镍36%、含碳0.3-05%的镍钢，它的膨胀系数非常小，几乎不热胀冷缩，用来制造多种精密机械，精确量规等。

含镍46%、含碳015%的高镍钢，叫“类铂”，因为它的膨胀系数与铂、玻璃相似，这种高镍钢可熔焊到玻璃中。

在灯泡生产上很重要，可作铂丝的代用品。

一些精密的透镜框，也用这种类铂钢做，透镜不会因热胀冷缩而从框中掉下来。

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”的本领，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”本领就是记住它原来的形状，所以人们称它为“形状记忆合金”。

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，性能也就不同。

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

这样，当我们需要它记忆什么形状时，就把它做成那种形状，这就是它的“永久记忆“形状，在转变温度以下，由于它很软，我们便可以在相当大的程度内使其任意变形。

而当需要它恢复到原来形状时，只要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。

这种合金受到电磁铁吸引时，不仅自己会被吸过去，而且在它下面吊了比它重六十倍的东西，也不会掉下来。

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，氧化镍则是灰黑色的。

氧化镍常用来制造铁镍碱性蓄电池。

钛基本知识介绍从发现钛元素到制得纯品，历时一百多年。

而钛真正得到利用，认识其本来的真面目，则是本世纪40年代以后的事情了。

地理表面十公里厚的地层中，含钛达千分之六，比铜多6l倍。

随便从地下抓起一把泥土，其中都含有千分之几的钛，世界上储量超过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，把比较重的钛铁矿和锆英砂矿冲在一起，在漫长的海岸边，形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必担心磁性水雷的攻击。

1947年，人们才开始在工厂里冶炼钛。

当年，产量只有2吨。

1955年产量激增到2万吨。

1972年，年产量达到了 20万吨。

钛的硬度与钢铁差不多，而它的重量几乎只有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。

现在，在宇宙火箭和导弹中，就大量用钛代替钢铁。

据统计，目前世界上每年用于宇宙航行的钛，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，钛可以安然无恙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，五年以后取上来一看，上面粘了许多小动物与海底植物，却一点也没有生锈，依旧亮闪闪的。

现在，人们开始用钛来制造潜艇一——钛潜艇。

由于钛非常结实，能承受很高的压力，这种潜艇可以在深达4500米的深海中航行。

钛耐腐蚀，所以在化学工业上常常要用到它。

过去，化学反应器中装热硝酸的部件都用不锈钢。

不锈钢也怕那强烈的腐蚀剂——热硝酸，每隔半年，这种部件就要统统换掉。

现在，用钛来制造这些部件，虽然成本比不锈钢部件贵一些，但是它可以连续不断地使用五年，计算起来反而合算得多。

钛的最大缺点是难于提炼。

主要是因为钛在高温下化合能力极强，可以与氧、碳、氮以及其他许多元素化合。

因此，不论在冶炼或者铸造的时候，人们都小心地防止这些元素“侵袭”钛。

在冶炼钛的时候，空气与水当然是严格禁止接近的，甚至连冶金上常用的氧化铝坩埚也禁止使用，因为钛会从氧化铝里夺取氧。

现在，人们利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。

人们利用钛在高温下化合能力极强的特点，在炼钢的时候，氮很容易溶解在钢水里，当钢锭冷却的时候，钢锭中就形成气泡，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，浮在钢水表面，这样钢锭就比较纯净了。

当超音速飞机飞行时，它的机翼的温度可以达到500℃。

如用比较耐热的铝合金制造机翼，一到二三百度也会吃不消，必须有一种又轻、又韧、又耐高温的材料来代替铝合金乙钛恰好能够满足这些要求。

钛还能经得住零下一百多度的考验，在这种低温下，钛仍旧有很好的韧性而不发脆。

利用钛和锆对空气的强大吸收力，可以除去空气，造成真空。

比方，利用钛制成的真空泵，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，主要目的便是为了获得二氧化钛。

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，使人造丝光泽柔和，有时也要添加二氧化钛。