金属材料的基本性能主要包括:密度、熔点和沸点、比热容、膨胀系数、导热系数、电阻率及温度系数、机械性能、弹性系数、摩擦系数。
金属材料是指具有光泽、延展性、容易导电、传热等性质的材料。一般分为黑色金属和有色金属两种。黑色金属包括铁、铬、锰等。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。
金属材料的性能较多,有焊接性能,可以把两块相同材质的焊在一起,有加工性能,可以车丶铣丶镗丶钻等,含碳量较低的可以冷加工,例如锻造丶折弯丶冲压丶滚圆,有耐磨性能,含碳量越高,硬度强度高,越耐磨,有导电性能,不锈钢材质还有防锈防锈性能等
化学腐蚀(Chemical Corrosion)
化学腐蚀是指金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏。金属在高温气体中的硫腐蚀、金属的高温氧化均属于化学腐蚀。
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电化学腐蚀(Electrochemical Corrosion)
电化学腐蚀是指金属表面与离子导电的介质发生电化学反应而引起的破坏。电化学腐蚀是最普遍、最常见的腐蚀,如金属在大气、海水、土壤和各种电解质溶液中的腐蚀都属此类。
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物理腐蚀(Physical Corrosion)
物理腐蚀是指金属由于单纯的物理溶解而引起的破坏。其特点是:当低熔点的金属溶入金属材料中时,会对金属材料产生“割裂”作用。由于低熔点的金属强度一般较低,在受力状态下它将优先断裂,从而成为金属材料的裂纹源。应该说,这种腐蚀在工程中并不多见。
关于金属的化学方程式举例如下:
1、2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
2、4Li+O2=2Li2O
3、2K+S=K2S
4、Mg+FeSO4=MgSO4+Fe
5、Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
1.金属镁在Cl2、O2、N2、CO2、SO2中的燃烧反应.
点燃 点燃 点燃
Mg+Cl2 == MgCl2 2Mg+O2 == 2MgO 3Mg+N2 == Mg3N2
点燃 点燃
2Mg+CO2 == 2MgO+C (现象:黑与白) 2Mg+SO2 ==2MgO+S (现象:黄与白)
2.金属铝与O2、Cl2、、S的反应.
常温下: 4Al+3O2==2Al2O3(铝表面致密氧化物薄膜)
点燃 点燃 △
4Al+3O2==2Al2O3 2Al+3Cl2==2AlCl3 2Al+3S == Al2S3
3.Mg和H2O的反应(很缓慢), 铝难与热水反应
△
Mg+2H2O ==Mg(OH)2+H2↑ 注:Mg(OH)2因生成量很少,不以沉淀形式出现,不写沉淀符号。
4.Mg和Al分别与酸的反应.
Mg和Al分别与HCl和稀H2SO4作用放出H2
Mg+2H2+==Mg2++H2↑ 2Al+6H+==2Al3++3H2↑
Mg、Al分别与浓H2SO4、浓.稀HNO3反应,但不放出H2↑。
注:Al、Fe分别与浓H2SO4、浓HNO3常温下钝化,加热条件下反应放出SO2或NOx
5.Mg不与碱反应,Al与强碱反应放出H2,与弱碱不反应:Al与NH3.H2O不反应
2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑
2Al+2OH-+2H2O==2AlO2-+3H2↑ 2Al+2NaOH+6H2O==2NaAlO2+3H2↑+4H2O
6.铝热反应:Al与金属氧化物的反应;现象:放出大量的热.
用途:1)焊接钢轨 2)冶炼高熔点金属Fe、V、Cr、Mn
高温 高温
2Al+Fe2O3==Al2O3+2Fe 10Al+3V2O5==5Al2O3+6V
高温 高温
2Al+3FeO==Al2O3+3Fe 2Al+Cr2O3==Al2O3+2Cr
高温 高温
8Al+3Fe3O4 == 4Al2O3+9Fe 4Al+3MnO2==2Al2O3+3Mn
石墨(优质的耐火坩锅材料)、氧化镁,三氧化二铝氧化铝、氧化钙、氧化硅、碳化物、氮化镁等。
铝单质不能作为耐火材料。
耐火材料是指耐火度不低于1580℃的一类无机非金属材料。耐火度是指耐火材料锥形体试样在没有荷重情况下,抵抗高温作用而不软化熔倒的摄氏温度。现定义为凡物理化学性质允许其在高温环境下使用的材料称为耐火材料。氧化镁、氧化钙都是碱性耐火材料。
氧化镁是白色粉末,无味,暴露在空气中,容易吸收水份和二氧化碳,该品溶于酸和铵盐,不溶于水和乙醇,熔点2800,沸点3600,氧化镁有高度耐火绝缘性能,熔点很高. 可以说是不燃材料。含氧化镁80%~85%以上的镁砖,对碱性渣和铁渣有很好的抵抗性,耐火度比粘土砖和硅砖高。主要用于平炉、吹氧转炉、电炉、有色金属冶炼设备以及一些高温设备上。
氧化钙是白色或带灰色块状或颗粒。溶于酸类、甘油和蔗糖溶液,几乎不溶于乙醇。相对密度3.32~3.35。熔点2572℃。沸点2850℃。
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