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有色金属[Metallurgy]non-ferrous metal,狭义的有色金属又称非铁金属,是铁、锰、铬以外的所有金属的统称。广义的有色金属还包括有色合金。
有色合金是以一种有色金属为基体(通常大于50%),加入一种或几种其他元素而构成的合金。有色金属通常指除去铁(有时也除去锰和铬)和铁基合金以外的所有金属。有色金属可分为重金属(如铜、铅、锌)、轻金属(如铝、镁)、贵金属(如金、银、铂)及稀有金属(如钨、钼、锗、锂、镧、铀)。
有色合金的强度和硬度一般比**属高,电阻比**属大、电阻温度系数小,具有良好的综合机械性能。常用的有色合金有铝合金、铜合金、镁合金、镍合金、锡合金、钽合金、钛合金、锌合金、钼合金、锆合金等。
由于稀有金属在现代工业中具有重要意义,有时也将它们从有色金属中划分出来,单独成为一类。而与黑色金属、有色金属并列,成为金属的三大类别。
有色金属是国民经济发展的基础材料,航空、航天、汽车、机械制造、电力、通讯、建筑、家电等绝大部分行业都以有色金属材料为生产基础。随着现代化工、农业和科学技术的突飞猛进,有色金属在人类发展中的地位愈来愈重要。它不仅是世界上重要的战略物资,重要的生产资料,而且也是人类生活中不可缺少的消费资料的重要材料。
工业纯铁是钢的一种,其化学成分主要是铁,杂质总含量<0.2%及含碳量在0.02%~0.04%的纯铁。含碳量不**过0.0218%的纯铁,亦称锭铁。纯度可达99.8%~99.9%,低于电解铁,故其强度、硬度、弹性系数均比电解铁高,但塑性则较低。工业纯铁用平炉生产,氧化期特长,以除去碳等杂质,故成本很高。
工业纯铁是钢的一种,其化学成分主要是铁,含量在99.50%-99.90%,含碳量在0.04%以下,其他元素愈少愈好。因为它实际上还不是真正的纯铁,所以称这一种接近于纯铁的钢为工业纯铁。一般工业纯铁质地特别软,韧性特别大,电磁性能很好。常见的有两种规格,一种是是作为深冲材料的,可以冲压成较复杂的形状;另一种是作为电磁材料的,有高的感磁性的低的抗磁性。
工业纯铁是用于冶炼精密合金、高温合金、**低碳不锈钢、电热合金等重要的原材料。
工业纯铁主要由电弧炉、氧气转炉、电弧炉加炉外真空脱碳、氧气转炉加炉外真空脱碳等方法生产。不同工艺生产的工业纯铁各具特点:
1.电弧炉纯铁的特点:是早生产纯铁的方法,含碳量为0.025%,含氮量较高,受石墨电极增碳的影响,不能生产更低含碳量的纯铁。
2.氧气转炉纯铁的特点:可以生产含碳量小于0.01%的低碳纯铁,但其含氧量高,含氮量较低,只能生产品质一般的工业纯铁。
3.电弧炉或氧气转炉与炉外精炼双联法生产高品质纯铁的特点:纯铁含碳量为0.005%,磷、硫、氧、氮以及非金属夹杂物含量低,是目前品质的纯铁,国内太钢、宝钢、武钢、抚钢等都可以生产高品质纯铁。
贵金属主要指金、银和铂族金属(钌、铑、钯、锇、铱、铂)等8种金属元素。这些金属大多数拥有美丽的色泽,具有较强的化学稳定性,一般条件下不易与其他化学物质发生化学反应。
黄金的历史就是人类的文明史。几千年前,当人们发现批天然金粒,黄金就被认为是贵重的材料。由于黄金具有美丽的色泽,非常稳定的化学性质以及良好的机械性能、又是的保值物品,因此,黄金首饰在所有的首饰中占有重要的地位。黄金的消费项目是首饰制作。1970年,世界用于首饰制作的黄金达1062吨,约占当年世界黄金消费总量的77%以上。1978年全世界各行业的黄金加工量是1400吨,而首饰业就用了1000吨。在现代首饰中,黄金可以与不同金属制成合金以便得到所需的各种色彩,如金、水绿色、纯白色、蓝色等等。黄金在地壳中的自然储量9万吨,可开采储量约4.2万吨。2004年,世界黄金的开采量为2430吨, 其中,南非341吨,澳大利亚259吨,美国258吨,中国215吨,秘鲁173吨。中国黄金协会表示,2013年中国1-8月黄金产量达270.167吨,较上年同期增加8.2%。
除了金外,银是广泛应用于首饰制作的金属。在首饰业中使用银主要出自两方面的原因:一是使用白银更加经济,二是银具有美丽的白色,具有的金属光泽,用在首饰上能取得较好的光色效果。例如用银做金刚石和其它透明宝石的支座可加强反光性,这样使宝石首饰看起来更加明亮和鲜艳。银在地壳中的自然储量**过57万吨,可开采储量**过27万吨。2004年,世界银开采量为1.97万吨, 其中,秘鲁3060吨,墨西哥2700吨,中国2450吨,澳大利亚2240吨,智利1360吨。
铂金即白金。是一种非常珍贵的贵金属,与金、银相比,它用于首饰制造的时间较晚。由于铂具有艳丽的白色,优异的延展性以及耐磨、耐酸性,从19世纪开始,它就开始广泛应用于首饰制造中。铂类金属在地壳中的自然储量为8万吨,可开采储量7.1万吨,其中,铂占50%,钯占35%,钌占9%,铑占6%。2004年,世界铂类金属开采量为467吨,世界铂的开采量为214吨,其中南非开采铂160吨,俄罗斯36吨,加拿大7吨,美国4吨;2004年,世界铑的开采量为188吨,其中南非开采78.5吨,俄罗斯74吨,美国13.7吨,加拿大12吨。
金属是具有光泽、有良好的导电性、导热性与机械性能,并具有正的电阻温度系数的物质。金属,是个大家庭,现在世界上有86种金属。通常人们根据金属的颜色和性质等特征,将金属分为黑色金属和有色金属两大类。黑色金属主要指铁及其合金,如钢、生铁、铁合金、铸铁等。黑色金属以外的金属称为有色金属。
黑色金属材料乃工业上对铁、铬和锰的统称。亦包括这三种金属的合金,尤其是合金黑色金属钢及钢铁。与黑色金属相对的是有色金属。事实上纯净的铁及铬是银白色的,而锰是银灰色。由于钢铁表面通常覆盖一层黑色的四氧化三铁,而锰及铬主要应用于冶炼黑色的合金钢。所以才会被“错误分类”为黑色金属。
黑色金属的分类也有其意义,因为这三种金属都是冶炼钢铁的主要原料,而钢铁在国民经济中占有较其重要的地位,亦是衡量一国家国力的重要标志。黑色金属的产量约占世界金属总产量的95%。
黑色金属和有色金属这名字,常常使人误会,以为黑色金属一定是黑的,其实不然。黑色金属只有五种:铁、锰、铬、钒、钛。而它们五个都不是黑色的。纯铁是银白色的;铬是银白色的;锰是灰白色的。因为铁的表面常常生锈,盖着一层黑色的四氧化三铁与棕褐色的氧化铁的混合物,看去就是黑色的。所以人们称之为“黑色金属”。常说的“黑色冶金工业”,主要是指钢铁工业。因为常见的合金钢是锰钢与铬钢,这样,人们把锰与铬也算成是“黑色金属”了。除了铁、锰、铬、钒、钛以外,其他的金属,都算是有色金属。
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