金屬材料基本知識

鎢，一種金屬元素。原子序數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。鎢的化學性質很穩(wěn)定，常溫時不跟空氣和水反應，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。在地殼中鐵鎂質巖石含鎳高于硅鋁質巖石，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粶厣?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，但不少是反應中間產物，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晶溫度。鉬合金有良好的導熱、導電性和低的膨脹系數，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，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、導熱系數低、高低溫度耐受性能好、在急冷急熱條件下應力小等特點

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，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，冶金爐的內襯。

2．作導電材料：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。許多輸送腐蝕介質的設備，廣泛采用石墨材料制成活塞杯，密封圈和軸承，它們運轉時勿需加入潤滑油。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。經過特殊加工的石墨，具有耐腐蝕、導熱性好，滲透率低等特點，就大量用于制作熱交換器，反應槽、凝縮器、燃燒塔、吸收塔、冷卻器、加熱器、過濾器、泵設備。廣泛應用于石油化工、濕法冶金、酸堿生產、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，不經加工或稍作加工就可使用，因而節(jié)省了大量金屬。生產硬質合金等粉末冶金工藝，通常用石墨材料制成壓模和燒結用的瓷舟。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堆中，鈾一石墨反應堆是目前應用較多的一種原子反應堆。作為動力用的原子能反應堆中的減速材料應當具有高熔點，穩(wěn)定，耐腐蝕的性能，石墨完全可以滿足上述要求。作為原子反應堆用的石墨純度要求很高，雜質含量不應超過幾十個PPM 。特別是其中硼含量應少于0.5PPM 。在國防工業(yè)中還用石墨制造固體燃料火箭的噴嘴，導彈的鼻錐，宇宙航行設備的零件，隔熱材料和防射線材料。 

7．石墨還能防止鍋爐結垢，有關單位試驗表明，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。石磨經過特殊加工以后，可以制作各種特殊材料用于有關工業(yè)部門。 

9．電極：石墨何以能取代銅做為電極

石墨質軟，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：