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金屬元素
具有金屬通性的元素
基本信息
| 中文名 | 金屬元素 |
| 外文名 | metallic element |
| 所屬學(xué)科 | 化學(xué) |
| 標(biāo)準(zhǔn)物態(tài) | 除汞是液體以外，其余均為固體 |
| 定義 | 具有金屬通性的元素 |
| 具有通性 | 金屬通性 |
收起
概述
金屬元素是具有金屬通性的元素。
除Sn(錫)、Sb(銻)、Bi(鉍)等少數(shù)幾種金屬的原子最外層電子數(shù)大于或等于4以外，絕大多數(shù)金屬原子的最外層電子數(shù)均小于4，所以其原子容易失去電子而本身常以陽離子形態(tài)存在于化合物中。它們的化合物和氫氧化物一般呈堿性。
原子結(jié)構(gòu)特征
除Sn、Sb、Bi等少數(shù)幾種金屬的原子最外層電子數(shù)大于或等于4以外，絕大多數(shù)金屬原子的最外層電子數(shù)均
小于4，主族金屬原子的外圍電子排布為ns1或ns2或np(1-4)，過渡金屬的外圍電子排布可表示為ns(1-2)(n-1)d(1-10)。主族金屬元素的原子半徑均比同周期非金屬元素(稀有氣體除外)的原子半徑大。
原子結(jié)構(gòu)
金屬元素在元素周期表里的排布：
第一主族(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渡金屬，過渡金屬一般密度較大，熔沸點較高，有較好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、延展性和耐腐蝕性。過渡金屬的化合物及其溶液大多帶有顏色。
分類
按儲量
常見金屬：鐵、鋁等。
稀有金屬：鋯、釩、鉬。
鋼中作用
錳Mn
1、在低含量范圍內(nèi)，對鋼具有很大的強化作用，提高強度、硬度和耐磨性。
2、降低鋼的臨界冷卻速度，提高鋼的淬透性。
3、稍稍改善鋼的低溫韌性。
6、錳對鋼的高溫瞬時強度有所提高。
錳鋼的主要缺點是：①含錳較高時，有較明顯的回火脆性現(xiàn)象；②錳有促進(jìn)晶粒長大的作用，因此錳鋼對過熱較敏感t在熱處理工藝上必須注意。這種缺點可用加入細(xì)化晶粒元素如鉬、釩、鈦等來克服；③當(dāng)錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過1%時，會使鋼的焊接性能變壞；④錳會使鋼的耐銹蝕性能降低。
鉻Cr
1、鉻可提高鋼的強度和硬度。
2、鉻可提高鋼的高溫機械性能。
3、使鋼具有良好的抗腐蝕性和抗氧化性。
4、降低鋼的臨界冷卻速度，提高鋼的淬透性。
鎳Ni
1、可提高鋼的強度而不顯著降低其韌性。
2、鎳可降低鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度，即可提高鋼的低溫韌性。
3、改善鋼的加工性和可焊性。
4、鎳可以提高鋼的抗腐蝕能力，不僅能耐酸，而且能抗堿和大氣的腐蝕。
釩V
1、改善熱強性。
2、釩能顯著地改善普通低碳低合金鋼的焊接性能。
鈮Nb
1、鈮和碳、氮、氧都有極強的結(jié)合力，并與之形成相應(yīng)的極為穩(wěn)定的化合物，因而能細(xì)化晶粒，降低鋼的過熱敏感性和回火脆性。
2、有極好的抗氫性能。
3、鈮能提高鋼的熱強性。
硼B(yǎng)
1、提高鋼的淬透性。
2、提高鋼的高溫強度。強化晶界的作用。
鋁Al
1、用作煉鋼時的脫氧定氮劑，細(xì)化晶粒，抑制低碳鋼的時效，改善鋼在低溫時的韌性，特別是降低了鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度；
2、提高鋼的抗氧化性能。曾對鐵鋁合金的抗氧化性進(jìn)行了較多的研究：4%AI即可改變氧化皮的結(jié)構(gòu)，加入6%Al可使鋼在980C以下具有抗氧化性。當(dāng)鋁和鉻配合并用時，其抗氧化性能有更大的提高。例如，含鐵50%一55%、鉻30%-35%、鋁10%-15%的合金，在1400C高溫時，仍具有相當(dāng)好的抗氧化性。由于鋁的這一作用，近年來，常把鋁作為合金元素加入耐熱鋼中。
缺點：①脫氧時如用鋁量過多，將促進(jìn)鋼的石墨化傾向；②當(dāng)含鋁較高時．其高溫強度和韌性較低。
S硫
2、在機械制造中，有時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：硫含量的提高，增加鑄件熱裂傾向。
氫H
煉鋼過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，析出氫在鐵的晶格內(nèi)造成高應(yīng)力狀態(tài)，導(dǎo)致脆性。
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