金屬材料基本知識

鎢，一種金屬元素。原子序數(shù)74，原子量183.85。鋼灰色或銀白色，硬度高，熔點高，常溫下不受空氣侵蝕；主要用途為制造燈絲和高速切削合金鋼、超硬模具,也用于光學儀器，化學儀器。中國是世界上最大的鎢儲藏國。

一般熔點高于1650℃并有一定儲 量的金屬以及熔點高于鋯熔點（1852℃）的金屬稱為難熔金屬

黑色金屬主要指鐵、錳、鉻及其合金，如鋼、生鐵、鐵合金、鑄鐵等

有色合金的強度和硬度一般比純金屬高，電阻比純金 屬大，電阻溫度系數(shù)小，具有良好的綜合機械性能。

稀有金屬通常指在自然界中含量較少或分布稀散的金屬。

鎢是稀有高熔點金屬，可提高鋼的高溫硬度，屬于元素周期表中第六周期（第二長周期）的ⅥB族。鎢是一種銀白色金屬，外形似鋼。鎢的熔點高，蒸氣壓很低，蒸發(fā)速度也較小。鎢的化學性質(zhì)很穩(wěn)定，常溫時不跟空氣和水反應(yīng)，不加熱時，任何濃度的鹽酸、硫酸、硝酸、氫氟酸以及王水對鎢都不起作用，當溫度升至80°—100°C 時，上述各種酸中，除氫氟酸外，其它的酸對鎢發(fā)生微弱作用。常溫下，鎢可以迅速溶解于氫氟酸和濃硝酸的混合酸中，但在堿溶液中不起作用。有空氣存在的條件下，熔融堿可以把鎢氧化成鎢酸鹽，在有氧化劑（NaNO3、NaNO2、KClO3、PbO2）存在的情況下，生成鎢酸鹽的反應(yīng)更猛烈。高溫下能與氯、溴、碘、碳、氮、硫等化合，但不與氫化合

鎳

鎳，近似銀白色、硬而有延展性并具有鐵磁性的金屬元素，它能夠高度磨光和抗腐蝕。鎳屬于親鐵元素，在地球中的含量僅次于硅、氧、鐵、鎂，居第5位。在地核中含鎳最高，是天然的鎳鐵合金。在地殼中鐵鎂質(zhì)巖石含鎳高于硅鋁質(zhì)巖石，例如橄欖巖含鎳為花崗巖的1000倍，輝長巖含鎳為花崗巖的80倍。有良好延展性，具有中等硬度鎳是銀白色金屬，具有磁性和良好的可塑性。有好的耐腐蝕性，鎳近似銀白色、硬而有延展性并具有鐵磁性的金屬元素，它能夠高度磨光和抗腐蝕。溶于硝酸后，呈綠色。主要用于合金（如鎳鋼和鎳銀）及用作催化劑（如蘭尼鎳，尤指用作氫化的催化劑。

鉬

鉬的化學性質(zhì)比較穩(wěn)定。 常溫或在不太高的溫度下，鉬在空氣或水里是穩(wěn)定的。鉬在空氣中加熱，顏色開始由白（色）轉(zhuǎn)暗灰色；溫升至520℃，鉬開始被緩慢氧化，生成黃色三氧化鉬（MoO3溫度降至常溫后變?yōu)榘咨?；溫升?00℃以上，鉬迅速被氧化成MoO3。鉬在水節(jié)氣中加熱至700~800℃便開始生成MoO2，將它進一步加熱，二氧化鉬被繼續(xù)氧化成三氧化鉬。鉬在純氧中可自燃，生成三氧化鉬。 鉬的氧化物已見于報道的很多，但不少是反應(yīng)中間產(chǎn)物，而不是熱力學穩(wěn)定相態(tài)

鉬主要用于鋼鐵工業(yè)，其中的大部分是以工業(yè)氧化鉬壓塊后直接用于煉鋼或鑄鐵，少部分熔煉成鉬鐵片，后再用于煉鋼。低合金鋼中的鉬含量不大于1%，但這方面的消費卻占鉬總消費量的50%左右。不銹鋼中加入鉬，能改善鋼的耐腐蝕性。在鑄鐵中加入鉬，能提高鐵的強度和耐磨性能。含鉬18%的鎳基超合金具有熔點高、密度低和熱脹系數(shù)小等特性，用于制造航空和航天的各種高溫部件。金屬鉬在電子管、晶體管和整流器等電子器件方面得到廣泛應(yīng)用。氧化鉬和鉬酸鹽是化學和石油工業(yè)中的優(yōu)良催化劑。二硫化鉬是一種重要的潤滑劑

鉬棒，作為電極來用型晶體管、發(fā)光二極管和太陽能電池

純鉬絲用于高溫電爐和電火花加工還有線切割加工，

鉬片用來制造無線電器材和X射線器材

鉬耐高溫燒蝕，主要用于火炮內(nèi)膛、火箭噴口、電燈泡鎢絲支架的制造。合金鋼中加鉬可以提高彈性極限、抗腐蝕性能以及保持永久磁性等,以鉬為基體加入其他元素而構(gòu)成的有色合金。主要合金元素有鈦、鋯、鉿、鎢及稀土元素鈦、鋯、元素不僅對鉬合金起固溶強化作用，保持合金的低溫塑性，而且還能形成穩(wěn)定的、彌散分布的碳化物相，提高合金的強度和再結(jié)晶溫度。鉬合金有良好的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性和低的膨脹系數(shù)，在高溫下（1100～1650℃）有高的強度，比鎢容易加工?？捎米麟娮庸艿臇艠O和陽極，電光源的支撐材料，以及用于制作壓鑄和擠壓模具，航天器的零部件等。

鈦

    鈦是一種化學元素，化學符號Ti，原子序數(shù)22，是一種銀白色的過渡金屬，其特征為重量輕、強度高、具金屬光澤，亦有良好的抗腐蝕能力（包括海水、王水及氯氣）。[1]由于其穩(wěn)定的化學性質(zhì)，良好的耐高溫、耐低溫、抗強酸、抗強堿，以及高強度、低密度，被美譽為“太空金屬。鈦最有用的兩個特性是，抗腐蝕性，及金屬中最高的強度－重量比。熔點高、比重小、比強度高、韌性好、抗疲勞、耐腐蝕、導(dǎo)熱系數(shù)低、高低溫度耐受性能好、在急冷急熱條件下應(yīng)力小等特點

石墨

 1、作耐火材料：石墨及其制品具有耐高溫、高強度的性質(zhì)，在冶金工業(yè)中主要用來制造石墨坩堝，在煉鋼中常用石墨作鋼錠之保護劑，冶金爐的內(nèi)襯。

2．作導(dǎo)電材料：在電氣工業(yè)上用作制造電極、電刷、碳棒、碳管、水銀正流器的正極，石墨墊圈、電話零件，電視機顯像管的涂層等。

3．作耐磨潤滑材料：石墨在機械工業(yè)中常作為潤滑劑。潤滑油往往不能在高速、高溫、高壓的條件下使用，而石墨耐磨材料可以在200~2000 ℃溫度中在很高的滑動速度下，不用潤滑油工作。許多輸送腐蝕介質(zhì)的設(shè)備，廣泛采用石墨材料制成活塞杯，密封圈和軸承，它們運轉(zhuǎn)時勿需加入潤滑油。石墨乳也是許多金屬加工(拔絲、拉管)時的良好的潤滑劑。 

4．石墨具有良好的化學穩(wěn)定性。經(jīng)過特殊加工的石墨，具有耐腐蝕、導(dǎo)熱性好，滲透率低等特點，就大量用于制作熱交換器，反應(yīng)槽、凝縮器、燃燒塔、吸收塔、冷卻器、加熱器、過濾器、泵設(shè)備。廣泛應(yīng)用于石油化工、濕法冶金、酸堿生產(chǎn)、合成纖維、造紙等工業(yè)部門，可節(jié)省大量的金屬材料。

5．作鑄造、翻砂、壓模及高溫冶金材料：由于石墨的熱膨脹系數(shù)小，而且能耐急冷急熱的變化，可作為玻璃器的鑄模，使用石墨后黑色金屬得到鑄件尺寸精確，表面光潔成品率高，不經(jīng)加工或稍作加工就可使用，因而節(jié)省了大量金屬。生產(chǎn)硬質(zhì)合金等粉末冶金工藝，通常用石墨材料制成壓模和燒結(jié)用的瓷舟。單晶硅的晶體生長坩堝，區(qū)域精煉容器，支架夾具，感應(yīng)加熱器等都是用高純石墨加工而成的。此外石墨還可作真空冶煉的石墨隔熱板和底座，高溫電阻爐爐管，棒、板、格棚等元件。

6、用于原子能工業(yè)和國防工業(yè)：石墨具有良好的中子減速劑用于原子反應(yīng)堆中，鈾一石墨反應(yīng)堆是目前應(yīng)用較多的一種原子反應(yīng)堆。作為動力用的原子能反應(yīng)堆中的減速材料應(yīng)當具有高熔點，穩(wěn)定，耐腐蝕的性能，石墨完全可以滿足上述要求。作為原子反應(yīng)堆用的石墨純度要求很高，雜質(zhì)含量不應(yīng)超過幾十個PPM 。特別是其中硼含量應(yīng)少于0.5PPM 。在國防工業(yè)中還用石墨制造固體燃料火箭的噴嘴，導(dǎo)彈的鼻錐，宇宙航行設(shè)備的零件，隔熱材料和防射線材料。 

7．石墨還能防止鍋爐結(jié)垢，有關(guān)單位試驗表明，在水中加入一定量的石墨粉(每噸水大約用4~5 克)能防止鍋爐表面結(jié)垢。此外石墨涂在金屬煙囪、屋頂、橋梁、管道上可以防腐防銹。

8．石墨可作鉛筆芯、顏料、拋光劑。石磨經(jīng)過特殊加工以后，可以制作各種特殊材料用于有關(guān)工業(yè)部門。 

9．電極：石墨何以能取代銅做為電極

石墨質(zhì)軟，黑灰色；有油膩感，可污染紙張。硬度為1～2，沿垂直方向隨雜質(zhì)的增加其硬度可增至3～5。比重為1．9～2．3。在隔絕氧氣條件下，其熔點在3000℃以上，是最耐溫的礦物之一。

鎳鈦合金

鎳鈦合金是一種形狀記憶合金，形狀記憶合金是能將自身的塑性變形在某一特定溫度下自動恢復(fù)為原始形狀的特種合金。它的伸縮率在20%以上，疲勞壽命達1*10的7次方，阻尼特性比普通的彈簧高10倍，其耐腐蝕性優(yōu)于目前最好的醫(yī)用不銹鋼，因此可以滿足各類工程和醫(yī)學的應(yīng)用需求，是一種非常優(yōu)秀的功能材料。

記憶合金除具有獨特的形狀記憶功能外，還具有耐磨損、抗腐蝕、高阻尼和超彈性等優(yōu)異特點。特性： 1形態(tài)記憶性： 2超彈性： 3口腔內(nèi)溫度的變化敏感性：4 抗腐蝕性： 5抗毒性： 6柔和的矯治力：  7良好的減震性：