什么是黑色金属？ – 完整指南

什么是黑色金属？

ferrous 一词来自拉丁语 Ferrum，意思是“含铁的金属化合物”。黑色金属是那些在其成分中仅含有少量铁的金属。黑色金属具有磁性，因其含铁量高而具有较高的强度和硬度。

黑色金属是主要由铁组成并具有磁性的任何金属。黑色金属以其硬度、耐用性和抗拉强度而闻名。一些常见的黑色金属包括合金钢、碳钢、铸铁和锻铁。黑色金属因其强度而闻名。

黑色金属由于其高碳分子含量而在暴露于湿气或酸性或腐蚀性环境时极易受到腐蚀。因此，它们通常与许多不同的合金元素混合以获得所需的性能。

使用的合金元素的一些例子包括铬、钒、镍和锰。这些元素可以赋予黑色钢以使其广泛应用于各种工程行业的材料特性。

一些理想的黑色金属特性包括耐用性、高抗拉强度、磁性、低耐腐蚀性、银色、可循环利用的能力和导电性。尽管如此，由于用于改变其特性的合金元素种类繁多，因此很难在黑色金属之间整体分配共同特性。

他们拥有的特性使其非常适合用于工业和建筑领域的摩天大楼、桥梁、铁路项目和车辆等项目。由于其磁性，黑色金属也广泛用于各种电器和发动机。

然而，黑色金属的碳含量很高，这通常会使它们更容易生锈；不锈钢是一个例外，因为它的铬含量很高，锻铁也是一个例外，因为它的铁含量很高。黑色金属广泛应用于几乎所有行业，如海运集装箱、工业管道、汽车、铁轨、船舶以及许多商业和家用工具的制造。

有用的资源：

• 什么是有色金属？
• 什么是金属和不同类型的金属？
• 什么是碱金属？

什么是亚铁？

在化学中，形容词 Ferrous 表示含有铁 (II) 的化合物，即处于 +2-氧化状态的铁，可能是二价阳离子 Fe2+。它与“铁”或铁 (III) 相对，即处于 +3-氧化态的铁，例如三价阳离子 Fe3+。

这种用法已在很大程度上被 IUPAC 命名法所取代，该命名法要求氧化态用括号中的罗马数字表示，例如氧化铁 (II) 表示氧化亚铁 (FeO)，氧化铁 (III) 表示氧化铁 (Fe2O3) , 和氧化铁 (II, III) 的氧化物 Fe3O4 包含两种形式的铁。

在化学之外，“亚铁”通常意味着“含铁”。这个词源自拉丁词 Ferrum（“铁”）。黑色金属包括钢和生铁（碳含量为百分之几）以及铁与其他金属的合金（如不锈钢）。 “有色金属”用于描述不含大量铁的金属和合金。

“铁”一词通常仅适用于金属和合金。形容词ferruginous用来指代含铁的非金属物质，如“含铁水”；或者变成类似铁锈的橙棕色。

黑色金属的性质

黑色金属具有一些基本特性，包括容易生锈和磁性。常见的黑色金属特性列表包括：

• 耐用
• 良好的抗拉强度
• 良好的导电性
• 耐腐蚀性低
• 银色
• 可回收
• 通常是磁性的

黑色金属可包含多种不同的合金元素，包括铬、镍、锰、钼和钒、锰。这些合金元素赋予黑色金属材料不同的特性，使其能够用于各种工程和其他应用，包括工具、管道、容器、餐具以及摩天大楼等大型制造。

黑色金属清单

一些常见的黑色金属包括合金钢、碳钢、铸铁和熟铁，让我们一一讨论。

1.钢

钢是通过将铁添加到碳中而制成的，碳可以使铁硬化。随着铬和镍等其他元素的引入，合金钢变得更加坚韧。钢是通过在熔炉中加热和熔化铁矿石制成的。钢罐从熔炉中取出并倒入模具中以形成钢筋。钢材广泛用于建筑和制造业。

2。碳钢

与其他类型的钢相比，碳钢的碳含量更高，因此非常坚硬。它通常用于制造机床、钻头、刀片、丝锥和弹簧。它可以保持锋利的切削刃。

3.合金钢

合金钢含有铬、镍和钛等元素，可在不增加重量的情况下赋予更高的强度和耐用性。不锈钢是用铬制成的重要合金钢。合金钢用于建筑、机床和电气元件。

4.铸铁

铸铁是由铁、碳和硅制成的合金。铸铁又脆又硬，耐磨。用于水管、机床、汽车发动机、炉灶等。

当碳含量为 1.5-4% 的铁与铁合金化时，就会产生铸铁。包括硅、锰、硫和磷在内的其他元素也会存在，但数量很少。铸铁较脆，但由于其硬度而具有良好的耐磨性。它还易于铸造，价格相对便宜，抗压强度高，熔点低。

5.锻铁

锻铁是一种碳含量极低的合金，几乎是纯铁。在制造过程中，添加了一些炉渣，使锻铁具有优异的耐腐蚀性和抗氧化性，但硬度和疲劳强度较低。锻铁用于栅栏和栏杆、农具、钉子、铁丝网、链条和各种装饰品。

每个例子和用途

由于黑色金属材料的不同特性，它们具有多种应用，根据所使用的金属而有所不同：

非合金钢

也称为碳钢，非合金钢使用碳作为合金元素。这些钢中确实含有其他元素，如锰、硅、硫和磷，但这些元素的含量很低，不会影响材料的性能。

非合金钢分为低碳、中碳和高碳，每种钢都有不同的特点和处理方法：

1.低碳钢

低碳钢，也称为低碳钢，仅含有 0.05-0.25% 的碳。这些钢成本低且具有延展性，广泛用于制造螺母和螺栓或锻件等物品。渗碳可以提高这些钢的表面硬度。

2。中碳钢

中碳钢含有 0.25-0.6% 的碳。与低碳钢相比，这种较高的碳含量提高了强度和硬度。然而，与低碳钢相比，这些钢的延展性有所降低。

中碳钢中碳和锰含量的增加意味着它们可以进行回火和淬火。这些钢广泛用于制造汽车工业的部件，例如齿轮、车轴和轴，但也适用于铁路应用。

3.高碳钢

高碳钢含有 0.6-1% 的碳，是非合金钢中强度最高的。这种强度使它们非常适合需要抗机械磨损的应用，同时它们还擅长保持其形状。

不利的一面是，这些钢在可焊性、延展性和冲击韧性方面不如低碳钢。高碳钢用于弹簧、刀片、钢轨钢、钢丝绳、耐磨板、工具等。

合金钢和合金元素

合金钢是黑色金属的另一个亚组，每种合金元素对材料性能都有自己的影响。这些合金元素包括铬、铜、镍、硅和钛，但可以结合起来提供一系列特性。以下是这些合金元素中最常见的特性：

1.铬

铬用于制造不锈钢，铬含量超过 11% 可使金属耐腐蚀。金属顶部的氧化铬层将防止下面的金属与氧气接触，从而大大降低腐蚀的机会。铬还能提高金属的硬度、抗拉强度、韧性和耐磨性。

2。锰

锰可用作合金元素，以防止硫化铁的形成，以及在高温下增加强度，提高延展性和耐磨性。锰还可以通过淬火提高淬透性，降低缺陷形成的危险，使金属更加稳定。

3.镍

镍与其他元素一起使用时，可以提高延展性和耐腐蚀性。例如，18% 的铬和 8% 的镍混合制成极其耐用的不锈钢。

4.硅

硅可用于增加金属的磁性，提高强度并为弹簧等应用提供弹性。

5.钛

钛可用于提高金属的强度和耐腐蚀性，以及限制奥氏体晶粒尺寸。

6.钒

碳化钒还限制了金属的晶粒尺寸，增加了合金材料的延展性。钒还能提高强度、硬度、耐磨性和抗冲击性。但是，如果用量过多，则会对材料性能产生负面影响。

7.钼

钼对在高温下运行的钢合金具有良好的效果。它不仅提高了机械性能，还提供了更高的防锈和耐腐蚀性能，并放大了其他合金元素的作用。

常见问题解答。

什么是黑色金属？

“ferrous”这个词来自拉丁语“Ferrum”，意思是“铁”。 ‘ 黑色金属包括钢、铸铁以及铁与其他金属的合金（如不锈钢）。

有哪些黑色金属的例子？

一些最常见的黑色金属示例包括钢、铸铁和锻铁。钢材以其韧性和可加工性而著称，广泛用于建筑和制造业。

什么是黑色金属和有色金属？

黑色金属被定义为那些含有铁的金属。有色金属则不然。专业化的主要区别之一是铸造厂是使用黑色金属、有色金属还是两者兼而有之。黑色金属的定义是任何含铁的金属；有色金属没有。

四种常见的黑色金属是什么？

最常见的黑色金属有铸铁、锻铁、合金钢和碳钢，也称为结构钢。

什么是 3 种金属？

金属主要有黑色金属、有色金属和合金三大类。黑色金属是主要由铁和少量其他元素组成的金属。

黑色金属是如何制成的？

黑色金属必须从铁矿石中提取。铁矿石的来源是地壳，地壳含有金属和氧化铁等金属化合物。然而，矿石经常与其他物质混合。为了优化金属的使用，必须将其从混合物中提取出来。

最常见的黑色金属是什么？

碳钢可能是最广泛使用的黑色金属类型。它们主要由铁组成，其化学成分的 90% 以上是该元素。碳钢中唯一的其他主要合金元素是碳。

为什么不锈钢是黑色的？

不锈钢是一种黑色金属，因为它含有铁。黑色金属主要含有铁。它们添加了少量其他金属或元素，以提供所需的性能。黑色金属具有磁性，耐腐蚀性差。

铁和亚铁有什么区别？

氧化亚铁，通常称为氧化铁 (II)，含有在氧化过程中失去 2 个电子的铁。因此，它能够与具有额外 2 个电子的其他原子结合。三氧化二铁，俗称三氧化二铁。它含有失去3个电子的铁。

为什么黑色金属有磁性？

术语黑色金属是指任何含铁的金属。由于铁含量高，黑色金属具有磁性、强度和硬度。

什么是铁合金？

铁合金（铁合金）或金属是主要由铁（Fe）组成的金属。钢是一种含碳量通常低于 1% 的铁基合金，而铁通常含有 2% 或更多的碳。

为什么锰是亚铁的？

锰和钴中含有铁，因此被称为铁矿。而云母，铝土矿不含铁，因此它们是有色金属。

举两个例子，什么是黑色金属矿物？

含铁的矿物称为亚铁矿物。黑色金属矿物的一个例子是铬铁矿、铁矿石和锰。