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)……
又名風(fēng)鋼或鋒鋼,又稱白鋼。意思是淬火時(shí)即使在空氣中冷卻也能硬化,并且很鋒利。它是一種成分復(fù)雜的合金鋼,含有鎢、鉬、鉻、釩、鈷等碳化物形成元素。合金元素總量達(dá)10~25%左右。它在高速切削產(chǎn)生高熱情況下(約500℃)仍能保持高的硬度,HRC能在60以上。這就是高速鋼主要的特性——紅硬性。而碳素工具鋼經(jīng)淬火和低溫回火后,在室溫下雖有很高的硬度,但當(dāng)溫度高于200℃時(shí),硬度便急劇下降,在500℃硬度已降到與退火狀態(tài)相似的程度,完全喪失了切削金屬的能力,這就限制了碳素工具鋼制作切削工具用。而高速鋼由于紅硬性好,彌補(bǔ)了碳素工具鋼的致命缺點(diǎn),可以用來制造切削工具。
有色金屬是指鐵、鉻、錳三種金屬以外的所有金屬。中國在1958年將鐵、鉻、錳列入黑色金屬;并將鐵、鉻、錳以外的64種金屬列入有色金屬。這64種有色金屬包括:鋁 、鎂、鉀、鈉、鈣、鍶、鋇、銅、鉛、鋅、錫、鈷、鎳、銻、汞、鎘、鉍、金、銀、鉑、釕、銠、鈀、鋨、銥、鈹、鋰、銣、銫、鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭、鎢、鉬、鎵、銦、鉈、鍺、錸、鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、鈧、釔、釷。
有色合金的強(qiáng)度和硬度一般比純金屬高,電阻比純金屬大、電阻溫度系數(shù)小,具有良好的綜合機(jī)械性能。常用的有色合金有鋁合金、銅合金、鎂合金、鎳合金、錫合金、鉭合金、鈦合金、鋅合金、鉬合金、鋯合金等。
稀有金屬在地殼中的含量并不都是很少的。例如鈦、鋯、釩在地殼中的含量大于常見的有色金屬鎳、銅、鋅、鈷、鉛、錫。稀有金屬由于賦存分散,并且常與其他金屬伴生,一些物理化學(xué)性質(zhì)特殊因而往往要采取特殊的生產(chǎn)工藝。如用有機(jī)溶劑萃取法及離子交換法分離提取鋰、銣、銫、鈹、鋯、鉿、鉭、鈮、鎢、鉬、鎵、銦、鉈、鍺、錸以及鑭系金屬、錒系金屬等;用金屬熱還原法、熔鹽電解法制取鋰、鈹、鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭及稀土金屬等;用氯化冶金法提取分離或還原制取鈦、鋯、鉿、鉭、鈮和稀土金屬等;用碘化物熱分解法制取高純鈦、鋯、鉿、釩、鈾、釷等。真空燒結(jié)、電弧熔煉、電子束熔煉、等離子熔煉等一系列冶金技術(shù)已經(jīng)大量用于提煉稀有金屬,特別是稀有難熔金屬。區(qū)域熔煉技術(shù)已是制取高純度稀散金屬和稀有難熔金屬的有效手段。