黑色金属一听名字,很多人认为是黑色的。恰恰相反,黑色金属不但不是黑色的,而是白色或者灰色的。简单来说,在工业生产中,通常把铁及其合金称为黑色金属,如钢、生铁、铁合金、铸铁等,还有下列五种金属也称为黑色金属。
锰
锰最早的使用可以追溯到石器时代。锰是一种银白色金属,质坚而脆,有光泽的过渡金属,纯净的锰金属是比铁稍软,含少量杂质的锰坚而脆,潮湿处会氧化。锰广泛存在于自然界中,同样锰是人类所必需的微量元素之一,对人体健康有着重要作用。
在合金领域,锰钢的脾气十分古怪而有趣,如果在钢中加入2.5~3.5%的锰,那么所制得的低锰钢简直脆得像玻璃一样,一敲就碎。然而,如果加入13%以上的锰,制成高锰钢,那么就变得既坚硬又富有韧性。1973年兴建的上海体育馆(容纳一万八千人),也同样采用锰钢作为网架屋顶的结构材料。
锰的用途非常广泛,几乎涉及人类生产生活的各方面。锰约90%用于钢铁工业,只有10%用于有色冶金、化工、电子、电池、农业等部门。工业革命的"铁时代"向"钢时代"的演变,就源于锰,这在冶金发展史上具有划时代的意义。
铬
铬是一种银白色金属,质极硬而脆,耐腐蚀,也是世界上最硬的金属。 铬在地壳中的含量为0.01%,主要存在于铬铅矿中。铬是脆性金属不能单独作为金属材料,但与铁、镍、钴、钛、铝、铜等组成合金后,则成为具有耐热性、热强性、耐磨性及特殊性能的工程材料。
在秦始皇陵兵马俑坑中,发现了一柄青铜剑,为铜锡合金制成,并含有微量的镍、铝、铁、锌等十多种金属元素。这种合金的硬度为HRC22至24度,已达到调质后的中碳钢的硬度。最令人惊奇的是,这把剑在地下埋了二千多年,当场去土锈后,表面光亮如新,剑刃非常锋利,一剑可划透12层报纸。用现代科学方法检测分析,这些青铜剑表面竟涂有一层厚约10微米的氧化膜,其中含铬2%。
由于铬具有质硬而脆,耐腐蚀等优良特性,因此被广泛应用于冶金、化工、铸铁、耐火及高精端科技等领域。
钒
钒呈银白色,钒的熔点很高与铌、钽、钨、钼并称为难熔金属。钒具有延展性,质地坚硬,没有磁性。由于钒的分布太分散了,几乎没有含量较多的矿床,世界上已知的钒储量有98%产于钒钛磁铁矿。
含钒钢具有强度高,韧性大,耐磨性好等优良特性。在钢中加入百分之几的钒,就能使钢的弹性、强度大增,抗磨损和抗爆裂性极好,既耐高温又抗奇寒。因此在机械、汽车、航空、铁路、桥梁、电子技术、国防工业等部门,可见到钒的踪迹。此外,钒的氧化物已成为化学工业中最佳催化剂之一,有“化学面包”之称
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