鐵(iron)是一種金屬元素,原子序數(shù)26,鐵單質(zhì)化學(xué)式:Fe。純鐵是白色或者銀白色的,有金屬光澤。熔點(diǎn)1538℃、沸點(diǎn)2750℃,能溶于強(qiáng)酸和中強(qiáng)酸,不溶于水。鐵有0價(jià)、+2價(jià)、+3價(jià)和+6價(jià),其中+2價(jià)和+3價(jià)較常見,+6價(jià)少見。
鐵在生活中分布較廣,占地殼含量的4.75%,僅次于氧、硅、鋁,位居地殼含量第四。純鐵是柔韌而延展性較好的銀白色金屬,用于制發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的鐵芯,鐵及其化合物還用于制磁鐵、、墨水、顏料、磨料等,是工業(yè)上所說(shuō)的“黑色金屬”之一(另外兩種是鉻和錳)(其實(shí)純凈的生鐵是銀白色的,鐵元素被稱之為“黑色金屬”是因?yàn)殍F表面常常覆蓋著一層主要成分為黑色四氧化三鐵的保護(hù)膜) 。另外人體中也含有鐵元素,+2價(jià)的亞鐵離子是血紅蛋白的重要組成成分,用于氧氣的運(yùn)輸。
主要使用的鐵礦石有:Fe2O3(赤鐵礦)、Fe3O4(磁鐵礦)、FeCO3(菱鐵礦)、FeS2(黃鐵礦)……
高速鋼是一種復(fù)雜的鋼種,含碳量一般在0.70~1.65%之間。含合金元素量較多,總量可達(dá)10~25%。按所含合金元素不同可分為:①鎢系高速鋼(含鎢 9~18%);②鎢鉬系高速鋼(含鎢5~12%,含鉬2~6%);③高鉬系高速鋼(含鎢0~2%,含鉬5~10%);④釩高速鋼,按含釩量的不同又分一般含釩量(含釩 1~2%)和高含釩量(含釩2.5~5%)的高速鋼;⑤鈷高速鋼(含鈷 5~10%)。按用途不同高速鋼又可分為通用型和特殊用途兩種。①通用型高速鋼:主要用于制造切削硬度HB≤300的金屬材料的切削刀具 (如鉆頭、絲錐、鋸條)和精密刀具(如滾刀、插齒刀、拉刀),常用的鋼號(hào)有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等。②特殊用途高速鋼:包括鈷高速鋼和超硬型高速鋼(硬度HRC68~70),主要用于制造切削難加工金屬(如高溫合金、鈦合金和高強(qiáng)鋼等)的刀具,常用的鋼號(hào)有W12Cr4V5Co5、W2Mo9Cr4VCo8等。
稀有金屬是在地殼中含量較少,分布稀散或難以從原料中提取的金屬。如鋰、鈹、鈦、釩、鍺、鈮、鉬、銫、鑭、鎢、鐳等。按其物理、化學(xué)性質(zhì)及生產(chǎn)方法上的不同可分為:(1)稀有輕金屬,如鈹、鋰、銣、銫等;(2)稀有貴金屬,如鉑、銥、鋨等;(3)稀有分散金屬,如鎵、鍺等;(4)稀土金屬,如、鈧釔、鑭、鈰、釹等,(5)難熔稀有金屬,如鈦、鋯、鉭等; (6)放射性稀有金屬,如釙、鐳、錒、鈾、钚等。
稀有金屬,通常指在自然界中含量較少或分布稀散的金屬,它們難于從原料中提取,在工業(yè)上制備和應(yīng)用較晚。但在現(xiàn)代工業(yè)中有廣泛的用途。稀有金屬礦產(chǎn)包括鋰、銣、銫、鈮、鉭、鈹、鋯、鉿等礦種,這部分礦產(chǎn)資源的共性是在地殼中的豐度低,各具不同的理化性質(zhì),銣無(wú)獨(dú)立礦物存在,多與銫共生或在鉀礦物的晶格中,鉿除形成鉿石外,多分散在鋯礦物中。它們的分布也很分散,從礦石中提取的難度較大。
稀有金屬礦產(chǎn)資源用途廣泛,尤其是在宇航、原子能、電子、國(guó)防工業(yè)等高科技技術(shù)方面應(yīng)用廣泛。鋰的同位素6Li是制造氫彈不可缺少的原料,在核反應(yīng)堆中鋰作控制棒冷卻劑和傳熱介質(zhì),常用作飛機(jī)、火箭、潛艇的燃料等;金屬鈹被用作原子能反應(yīng)堆的防護(hù)材料和制備中子源、高能燃料的添加劑等;鈮、鉭用于制造電子計(jì)算機(jī)記憶裝置、超導(dǎo)合金制造大功率磁鐵等。