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工业纯铁是含碳量低于0.04%的铁碳合金,含铁约99.9%,而杂质总含量纸为0.1%。工业纯铁可在电炉、平炉或氧气转炉中冶炼。它主要用于磁性材料。铁合金是铁与一定量其他金属元素的合金。铁合金是炼钢的原料之一。在炼钢时作钢的脱氧剂和合金元素添加剂,用以改善钢的性能。由于生产铁合金比生产纯金属工艺过程简单、经济,如在金属铬中每吨铬的价格要比碳素铬铁中每吨铬的价格高五倍,而铁元素对炼钢无害。铁合金又往往比纯金属有熔点低和密度大(指密度小的金属如钛、硼等)易于加入钢中等优点,因此钢中的合金元素多以铁合金状态加入。
双金属的种类甚多,其用途也较广泛,例如铝-铜复合材料或铝-铜-铝复合材料作导体可节约铜,用于高频装置、无线电装置、导线、线圈及电缆等。铝-镍双金属用于电真空技术。铜-银用于电触头材料。铜-锡用于蓄电池等。
贵金属在工业上则广泛地应用于电气、电子工业、宇宙航空工业,以及高温仪表和接触剂等。半金属一般是指硅、硒、碲、砷、硼。其物理化学性质介于金属与非金属之间,如砷是非金属,但又能传热导电。此类金属根据各自特性,具有不同用途。硅是半导体主要材料之一;高纯碲、硒、砷是制造化合物半导本原料;硼是合金的添加元素等。稀有金属通常是指那些在自然界中含量很少、分布稀散或难从原料中提取的金属。下面一些金属一般被认为是稀有金属:锂、铷、钩、铍、钨、钼、钽、铌、钛、锆、铪、钒、铼、镓、铟、铊、锗、钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钋、镭、锕、钍、镤和铀以及人造 超铀元素等。为了便于研究起见,根据各种稀有金属的某些共同点(如金属的物理化学性质、原料的共生关系、生产流程等)划分为以下5类:①稀有轻金属;②稀有高熔点金属;③稀有分散金属;④稀土金属;⑤稀有放射性金属。稀有金属在冶金工业中常用来制造特种钢、超硬合金和耐高温合金等。稀有金属的名称也具有一定的相对性,稀有金属并不稀少,许多稀有金属在地壳中的含量比常用金属大得多,如锆、钒、锂、铍的含量比铅、锌、汞、锡的含量均大。随着科技技术的发展,它们与普能界限正在逐步消失。
金属材料的性能金属材料的性能决定着材料的适用范围及应用的合理性。金属材料的性能主要分为四个方面,即:机械性能、化学性能、物理性能、工艺性能。应力的概念,物体内部单位截面积上承受的力称为应力。由外力作用引起的应力称为工作应力,在无外力作用条件下平衡于物体内部的应力称为内应力(例如组织应力、热应力、加工过程结束后留存下来的残余应力…等等)。机械性能,金属在一定温度条件下承受外力(载荷)作用时,抵抗变形和断裂的能力称为金属材料的机械性能(也称为力学性能)。金属材料承受的载荷有多种形式,它可以是静态载荷,也可以是动态载荷,包括单独或同时承受的拉伸应力、压应力、弯曲应力、剪切应力、扭转应力,以及摩擦、振动、冲击等等,因此衡量金属材料机械性能的主要有以下几项: