铬和铝合金物理及化学性质

钛:一种具有极高熔点的银灰色轻金属元素,原子序数22,低温下通常硬而脆,加热后有展性,纯钛有延性,常温时有良好的耐腐蚀性能,主要以钛铁形式用于炼钢及制造其他用作结构材料的合金

[titanium]——元素符号

Ti

铬:一种蓝白色多价金属元素,原子序数24,通常制得的铬,质硬且脆,抗腐蚀,只以化合状态存在。主要以铬铁矿形式存在,用铝热法、硅热法或电解法将它从矿石中分离出,主要用于合金(如供铬钢用的铬铁合金或如镍铬电阻合金)及电镀(如汽车减震器和内部装璜以及切削工具)

[chromium]——元素符号Cr

锰:一种灰白色多价金属元素,通常硬而脆,类似铁但无磁性

[manganese]——元素符号为Mn

铁:一种很重的可锻、有延展性和有磁性的、主要是两价和三价的金属元素,纯铁为银白色,但在潮湿空气中容易生锈)

铝:带蓝色的银白色三价金属元素,延展性好,有韧性并能发出[响亮]声音,以其轻、良好的导电和导热性能、高反射性和耐氧化而著称,是地壳中含量最丰富的金属,在7%以上

[aluminium]——元素符号Al

元素

名称

铝

元素符号 Al

原子

序数

13

相对原子质量

(12C = 12.0000)

26.981539

英文名称 Aluminum

原

子

结

构

原子半径/Å: 1.82 原子体积/cm3/mol: 10共价半径/Å: 1.18

电子构型: 1s2 2s2p6 3s2p1 离子半径/Å: 0.535 氧化态:3

电子模型

发

现

1825 在丹麦,哥本哈根, 由 Hans Christian Oersted 发现。

来

源

地壳中最丰富的金属（8％），通常不会以游离状态存在与自然界，由电解铝矾土而得到。

用途

制造厨房器具，建筑装饰，电力传送，也用于制造飞机、火箭等。

物

理

性

质

状态：银色，轻质，非磁性的可锻金属 熔 点(℃): 660.25沸 点(℃): 2467 密度(g/cc，300K): 2.702

比 热/J/gK : 0.9 蒸发热/KJ/mol : 293.4熔化热/KJ/mol: 10.79

导电率／106/cm : 0.377 导热系数／W/cmK: 2.37

化

学

性

质

　

地

质

数

据

丰度 滞留时间/年: 150

太阳(相对于 H=1×1012): 3.3×10-6海水中/p.p.m.

地壳/p.p.m.: 82 000 大西洋表面: 9.7×10-4 太平洋表面: 1.3×10-4

大气/p.p.m.（体积）: 零大西洋深处: 5.2×10-4太平洋深处:0.13×10-4

生

物

数

据

人体中含量 肝/p.p.m.: 3 - 23

器官中:肌肉/p.p.m.: 0.7 - 28

血/mg dm-3 : 0.39 日摄入量/mg: 2.45

骨/p.p.m.: 4 - 27 人(70Kg)均体内总量/mg: 60

铬

元素符号 Cr

原子

序数

24

相对原子质量

(12C = 12.0000)

51.9961

英文名称 Chromium

原

子

结

构

原子半径/Å: 1.85 原子体积/cm3/mol: 7.23 共价半径/Å: 1.18

电子构型: 1s2 2s2p6 3s2p6d5 4s1 离子半径/Å: 0.52 氧化态:6,3,2

电子模型

发

现

1780年, 由 Nicholas Louis Vauquelin (法国,巴黎) 发现并分离出。

　

来

源

自然界没有游离状态的铬，主要的矿物是铬铁矿｛Chromite [Fe,Mg(CrO4)]｝

用途

用于制不锈钢，汽车零件，工具，磁带和录像带等。

物

理

性

质

状态：硬质，脆的灰色过渡金属。 熔 点(℃): 1857 沸 点(℃): 2672 密度(g/cc，300K): 7.19

比 热/J/gK : 0.45蒸发热/KJ/mol : 344.3 熔化热/KJ/mol: 16.9

导电率／106/cm : 0.0774导热系数／W/cmK: 0.937

化

学

性

质

　

地

质

数

据

丰度 滞留时间/年: 10 000

太阳(相对于 H=1×1012): 5.13 × 105 海水中/p.p.m.

地壳/p.p.m.: c.100 大西洋表面: 1.8 × 10-4 太平洋表面:1.5 × 10-4

大气/p.p.m.（体积）:大西洋深处: 2.3 × 10-4 太平洋深处:2.5 × 10-4

生

物

数

据

人体中含量 肝/p.p.m.: 0.02 - 3.3

器官中: 肌肉/p.p.m.: 0.024 - 0.84

血/mg dm-3 : 0.006 - 0.11 日摄入量/mg: 0.01 - 1.2

骨/p.p.m.: 0.1 - 0.33人(70Kg)均体内总量/mg: 14

元素

名称

锰

元素符号 Mn

原子

序数

25

相对原子质量

(12C = 12.0000)

54.93805

英文名称 Manganese

原

子

结

构

原子半径/Å: 1.79 原子体积/cm3/mol: 1.39 共价半径/Å: 1.17

电子构型: 1s2 2s2p6 3s2p6d5 4s2 离子半径/Å: 0.46 氧化态:7,6,4,2,3

电子模型

发

现

1744年, 由 J.G. Gahn (瑞典,斯德哥尔摩)分离出。

来

源

最丰富的矿物是软锰矿｛pyrolusite (MnO2)},和硬锰矿{ psilomelane [(BaH2O)2Mn5O10]} 以及菱锰矿{ rhodochrosite (MnCO3)}。 用途

用于制造钢、电池、陶瓷等。

物

理

性

质

状态：银灰色过渡金属。 熔 点(℃): 1244 沸 点(℃): 1962密度(g/cc，300K): 7.43

比 热/J/gK : 0.48 蒸发热/KJ/mol : 226熔化热/KJ/mol: 12.05

导电率／106/cm : 0.00695 导热系数／W/cmK: 0.0782

化

学

性

质

　

地

质

数

据

丰度 滞留时间/年: 50

太阳(相对于 H=1×1012): 2.63 × 105 海水中/p.p.m.

地壳/p.p.m.: 950 大西洋表面: 1.0 × 10-4太平洋表面:1.0 × 10-4

大气/p.p.m.（体积）:大西洋深处: 0.96 × 10-4太平洋深处:0.4 × 10-4

生

物

数

据

人体中含量 肝/p.p.m.: 3.6 - 9.6

器官中:肌肉/p.p.m.: 0.2 - 2.3

血/mg dm-3 : 0.0016 - 0.075日摄入量/mg: 0.4 - 10

骨/p.p.m.: 0.2 - 100 人(70Kg)均体内总量/mg: 12

不知道你要找的事什么特性就都复制下来了

自行车架大概要考虑三个因素：一是强度，二是轻量，三是美观。

铝合金是目前市场上使用最普遍的材质，优点在于重量轻、短时间的硬度和刚性表现最佳、塑形加工容易、不会生锈，要轻可以把管材抽得极薄，要强也可利用CNC模具切削做出夸张的外型和惊人的强度。缺点是几乎没有弹性可言、会累积金属疲劳，也由于其灵敏轻巧、高刚性的特性，因此很容易传达地面的振动，造成骑乘舒适性不佳。

钢材是使用在自行车上最久的车架材质，主要优点包括长时间骑乘的刚性佳、管材有弹性（吸震）、管材接合方式多且加工性佳、易焊接且不需要热处理，因此成本与价格相对较低。缺点则是重量过重，保养不当容易生锈，管材塑形较不易且有金属疲劳的问题。

铬钼钢 （Fe-Cr-Mo)

在自行车的100年历史当中，铁素材是刚性与重量方面都均衡的理想素材。铁制车架的最大特徵是可在各种成份，各种粗细厚薄的铁管中，任意选择所需要的铁管进行加快。因此可以选择最适合于的尺寸、刚性、骑感的车架，这对于数毫米的差异也敏感的老车手来说是很有好处的。它的最大的缺点是比起其他的素材重(过去)。但是最近的铁素材车架经过热处理，把薄的管道做成粗的管来使用，其重量不会输给轻的合金。

铬钼钢是铬、钼的合金。

●铬钼钢车架的优点

(1).加工性好

铬钼钢的车架是历史最久的车架，因此对它的研究时间也最长。现在能做到车架所需强度的极薄的管道。

(2).冲击的吸收性能好

骑感极好，如「像弹簧般的骑感」。构成车架的铬钼钢管道有优异的吸收冲击的性能。

(3).焊接容易

铬钼钢比起钛、铝焊接容易。可以设计成名种形状。另外，焊接后也不需要热处理，因此不需要大型的热处理设备，成本低。

(4).价格便宜

虽然有些高挡次的铬钼钢车架价格贵，但一般价格便宜。也可以说，用便宜的价格买到高挡次的车架。

●铬钼钢车架的缺点

(1).容易生锈

车架用的铬钼钢含有铬，但是添加量少(不锈钢含有12%的铬)的铁系合金。若没有施有表面处理的话，有伤口时容易生锈。但是一般都有进行防锈加工。自行车的场合，管道的肉压薄，生锈后的影响将会非常大。生锈→肉压减少→强度下降(应力集中)。

(2).金属的疲劳显著(应力集中引起的金属疲劳)

若使用肉薄的铬钼钢车架时需要注意！当然金属疲劳这个现象任何金属都会产生包括铝等在内。金属疲劳现象简单地说：金属虽然具有防止塑性变形的小小的力量，但是反复施加应力时，金属可能被破坏(被称为微细的应力集中)。飞机出事时，有时候也是某部分的金属疲劳引起。对自行车来说，由于金属疲劳的原故，可能出现强度不能保持。例如，进行DH时产生的冲击缩短了自行车的寿命。若感觉到踩踏时不那么顺利前进时很有可能是金属已发生疲劳。

焊接部位，如从管道侧(母体)到溶融的部位(溶接部)，结晶的特性都会显著变化。为使这些组织均一化，本来应该再次结晶化(详细内容后述)。但是车架加工厂不一定有这种大型炉，另一方面，这种加工使已经冷却过的再次硬化，使得变增强的管道的强度降低。

由于存在上述原因，焊接时采用各种方法来加工。如利用低温焊接等方法制造车架。不管是任何优秀的焊接，，焊接部位(1000°C以上)和另管道侧(室温)之间的温度差，冷却时收缩而发生残留应力。该部位受到应力集中时，可能会产生裂缝。结果自行车骑的时间长时可能会引起金属疲劳，微观的硬化加工也使冲击的吸收性也变得差.

铝合金 （Al-Mg-Si,Al-Zn-Mg-(Cu)）

很久以前就有用铝合金制作的车架。轻而价格低是它的优点。但是从「轻」来说，当前与铁素材比较相差并不大。老车手对它的反应是「虽轻但易弯曲」。虽然经过多次改进，但是始终克服不了杨氏弹性模量低的缺点。最近的铝合金车架，为了提高杨氏弹性模量，加大管道外径，使用扁平管，或者对铝管进行热处理等，制造出轻而有刚性的车架，这种最新的铝合金车架对车手来说，具有足够的轻量与刚性。

铝合金是纯铝中加入Mg，Zn，Si，Cu等金属的合金。铝本身具有轻量、可塑性好、耐腐蚀等优点，加入其他金属后显著提高了机械性能。自行车所使用的铝合金多数为6000系（Al-Mg-Si）和7000系（Al-Zn-Mg-Cu)两种，经过热处理(铝耐高温，在高温下能改变性质)可以制成名种各样的材料。

6000系被认为是耐腐蚀、强度好、焊接性也好的材料。下表表示使用最多的6061合金的机械强度。

7000系是铝合金中最强的材料。

●铝合金车架的优点

(1).可以制作重量轻的车架

铝的比重轻但不够硬，为了增强强度把它制成合金并施予热处理。[热处理技术]采用时效析出增强法，简单地说，在金属内形成一种妨碍金属变形的物质。在某种高温下进行热处理时，会引起时效析出，若没有经过这个程式的车架，也会引起常温时效。就是说把车架放置在房间内也会逐渐变强。

许多铝合金制车架用6061T6材料来制造。T6标志表示经过热处理、时效。若没有热处理的话强度只能达到1/2，或者1/5的程度。

有7075标志的自行车零件(如XTR曲柄等)，严格来讲没有经过热处理。也就是说因没有时效，因此是常温时效。7075合金本来就必要进行热处理，通过热处理其强度可以增加5倍。

另外，7005合金也常用来制造车架，它的强度比不上7075，但是它在常温下也能够进行足够的时效的材料。这种材料也可用Padded加工制成薄料。但是材料本身的强度及杨氏弹性模量低，因此加粗管道直径来提高刚性。通常被称作铝制粗管道的是这种类型。

(2)长时间使用外观不怎么变化

铝本身是很容易受腐蚀的金属，在空气中几乎不存在没有被氧化的铝，放置在空气中马上被氧化而形成很薄的氧化膜。为什么不生锈呢？原因是该氧化膜达到一定的程度时防止继续生锈。该氧化膜几乎是无色因此外观上不容易发现变化(有时会发白)。

另一方面，骑这种材料制造的自行车时，骑的次数越多，应力发生的次数也高，强度也显著引起变化。近来为了谋求轻量，许多车架使用薄料来制作(薄的程度已达到极限)。这些都是使用没有疲劳极限的铝合金来制作车架，到底长时间使用后强度变化将是如何呢！Dedacciai公司制作的SC61-10A等是表面施有喷丸硬化加工(KET处理)的管道，这种加工的目的是延长疲劳的寿命。根据公开的资料，能提高140%。，KET处理是：疲劳破坏是在金属表面上所发生的裂缝为起因，因此用硬化加工技术来提高金属表面的硬度。

●铝合金车架的缺点

(1).铝是弹性率及刚性低的材料。因此采用粗的管道，或者改变形状如cross-over管、padded管等。

(2).需要进行热处理

必需进行热处理，否则强度不够。因此一般的规模不大的工厂无能力购买热处理设备。尤其是6000系的铝合金管，多数情况是管道厂家指定热处理条件。

铬锰钢是一种高强度的钢材，主要用于需要承受冲击、挤压、物料磨损等恶劣工况条件，破坏形式以磨损消耗为主，部分断裂、变形。

性能作用

●高锰钢最重要的特点是在强烈的冲击、挤压条件下，表层迅速发生加工硬化现象，使其在心部仍保持奥氏体良好的韧性和塑性的同时硬化层具有良好的耐磨性能。这是其它材料所不及的。但高锰钢的耐磨性只是在具备足以形成加工硬化的条件下才表现出其优越性，其他情况下则很差。

●如果只是耐用还是选择铬钼钢车架

希望能帮到您

38CrMoAl是高级氮化钢，主要用于具有高耐磨性。高疲劳强度和相当大的强度。

BN-H10牌号PCBN硬车刀片：连续切削淬火硬钢，刃口焊接式CBN刀片，Vc=120-230m/min；fn=0.1-0.25mm/r

BN-H11牌号PCBN硬车刀片：连续切削用，Vc=120-190m/min.Fn=0.1-0.3mm/r

(BN-H11镶嵌式CBN刀片)如图：

BN-H20牌号PCBN硬车刀片：中等断续切削用PCBN刀片，Vc=100-180m/min,fn=0.07-0.15mm/r，镶嵌式结构（同BN-H11）。

BN-H21牌号：强断续切削刀片，焊刃式结构（同BN-H10）；抗冲击韧性较好，适合断续切削HRC55以上合金钢38CrMoAlA渗氮件。

BN-S20牌号：整体PCBN刀片，华菱独家非金属粘合剂CBN刀具配方，可粗加工和断续加工淬火件。吃刀量可达7.5mm，用于修复模具，以车代粗磨从单边背吃刀量方面提高加工效率。Vc=90--150m/min,Fn=0.1-0.45mm/r.

如果我的回答对您有帮助，请及时采纳为最佳答案，谢谢！

锰是钢材、铸造合金中重要元素，铸造合金常用锰加入量控制铸件机体组织。

例如：如果在钢中加入2.5—3.5％的锰，那么所制得的低锰钢简直脆得象玻璃一样，一敲就碎。然而，如果加入13％以上的锰，制成高锰钢，那么就变得既坚硬又富有韧性。高锰钢加热到淡橙色时，变得十分柔软，很易进行各种加工。另外，它没有磁性，不会被磁铁所吸引。

铬是一种具有银白色光泽的金属，无毒，化学性质很稳定，不锈钢中便含有12%以上的铬。常见的铬化合物有六价的铬酐、重铬酸钾、重铬酸钠、铬酸钾、铬酸钠等；三价的三氧化二铬(铬绿、Cr2O3)；二价的氧化亚铬。铬的化合物中以六价铬毒性最强，三价铬次之。据研究表明，铬是哺乳动物生命与健康所需的微量元素。缺乏铬可引起动脉粥样硬化。成人每天需500－700微克铬，而在一般伙食中每天仅能提供50－100微克。红糖全谷类糙米、未精制的油、小米、胡萝卜、豌豆含铬较高。铬对植物生长有刺激作用，微量铬可提高植物收获量；但浓度稍高，又可抑制土壤内有机物质的硝化作用。铬酸、重铬酸及其盐类对人的粘模及皮肤有刺激和灼烧作用、并导致伤、接触性皮炎。这些化合物以蒸气或粉尘方式进入人体，均会引中鼻中隔穿孔、肠胃疾患、白血球下降、类似哮喘的肺部病变。皮肤接触铬化物，可引起愈合极慢的“铬疮”，当空气中铬酸酐的浓度达0.15～0.31毫克/立方米时就可使鼻中隔穿孔。三价铬还是一种蛋白凝聚剂。有人认为，六价铬可诱发肺癌。此外，六价铬，特别是铬酸对下水系统金属管道有强文化馆作用，浓度2为0.31mg/l的重铬酸钠即可腐蚀管道。含3.4-17.3mg/l的三价铬废水灌田，就能使所有植物中毒。

铬的污染主要由工业引起。铬的开采、冶炼、铬盐的制造、电镀、金属加工、制革、油漆、颜料、印染工业，都会有铬化合物排出。如制革工业通常处理一吨原皮，要排邮含铬410mg/l的废水50－60吨；若每天处理原皮十吨，则年排铬72－86吨。

防治铬的污染要从改革工艺和综合利用多考虑，如电镀的铬雾回收、低铬镀铬；铬渣制铸石、青砖和铬木质素；镀铬废水回收氢氧化铬再经锦绿等等。

电解金属锰制造四氧化三锰的主体材料，另外由于纯度高、杂质少，是生产不锈钢、高强度低合金钢、铝锰合金、铜锰合金等的重要合金元素，也是电焊条、铁氧体、永磁合金元素，及许多医药化工用锰盐生产中不可缺少的原料；新开发的减振合金也需用电解金属锰。

在国外钢铁工业中，电解金属锰也用来做脱氧剂和脱硫剂。

据统计，国外每吨钢消耗电解金属锰平均为0.06kg。

随着冶金技术的进步，高效钢材及喷射冶金技术得到了很大的发展，电解金属锰粉在冶金工业中的应用已日益增加，用量扩大，突破了上述指标。

近五年来，世界铝工业成为电解金属锰的主要用户，以日本为例，电解锰用于铝合金生产占58%，而用于特殊钢生产38%，其它行业仅占4%。

近几年来，由于特钢的迅速发展，特别是我国200系不锈钢的发展，金属锰在冶金中的比重越来越大。

铝锰合金为现代轻美型建筑材料，装饰工程材料和地下工程的防腐支护材料。

中国近几年来，铝锰合金门窗等已逐渐进入普通居民住宅，大大地扩大了金属锰的市场。

电解金属锰生产工艺：电解金属锰是锰的湿法冶金产品，在国内多年的生产实践中，一般采用“浸出——净化——电解”的生产工艺。主要是采用碳酸锰粉与无机酸反应，制得锰盐溶液，加铵盐作缓冲剂，用加氧化剂氧化中和的方法除铁，加硫化剂除重金属，经过“沉降——过滤——深度净化——过滤”得出纯净的硫酸锰溶液，加入添加剂后，作为电解液进入电解槽电解，生产出金属锰。

钼广泛应用于炼制各类合金钢、不锈钢、耐热钢、工具钢、铸铁、轧辊、超级合金和有色金属等的添加剂。在各类合金钢中，钼的含量在0.1-10%之间。在不锈钢中，添加1-4%钼，可增强不锈钢在腐蚀环境中的耐蚀能力。

金属钼主要应用于电子工业，制作高功率真空管、磁控管、加热管、X射线管和闸流管的元件等。金属钼和钼合金也用于制造钼坩埚、耐热元件和各式各样的辅助元件。钼与钴、镍、钨、铝和铁一起用来制造各种高性能合金。

钼的化合物，如三氧化钼、钼酸铵、二钼酸钠和烷基多钼酸铵等在化学工业领域作催化剂，广泛用于有机合成、氢化、烷化和石油重整等。还有些钼化合物用于颜料、染料和油漆，也可用于生产肥料及维生素的添加剂。

硅以大量的硅酸盐矿和石英矿存在于自然界中。如果说碳是组成生物界的主要元素，那么，硅就是构成地球上矿物界的主要元素。

硅在地壳中的丰度为27.7%，在所有的元素中居第二位，地壳中含量最多的元素氧和硅结合形成的二氧化硅SiO2，占地壳总质量的87%。

我们脚下的泥土、石头和沙子，我们使用的砖、瓦、水泥、玻璃和陶瓷等等，这些我们在日常生活中经常遇到的物质，都是硅的化合物。硅，真是遍布世界，俯拾即是的元素。

由于硅易于与氧结合，自然界中没有游离态的硅存在。我们介绍硅的性质、用途和制备方法。下面我们介绍硅的性质、用途、和制备方法。