了解什么金屬是黑色金屬，重要的是要了解黑色金屬和有色金屬之間的區別。很簡單，黑色金屬含有鐵而有色金屬不含鐵，盡管每種金屬都有自己的特性，這些特性決定了它們最適合哪些應用。有色金屬在公元前 5,000 年左右首次使用，當時銅的發現見證了石器時代的結束和銅器時代的開始，后來隨著青銅（銅和錫的合金）的發明進入了青銅時代)。直到公元前 1200 年左右，隨著鐵生產的開始以及隨后的鐵器時代，黑色金屬才開始使用。“亞鐵”一詞來自拉丁語“ferrum”，意思是“鐵”。黑色金屬包括鋼、鑄鐵以及鐵與其他金屬（如不銹鋼）的合金。

黑色金屬特性

黑色金屬具有一些共同的基本特性，包括容易生銹和具有磁性。常見的黑色金屬屬性列表包括：可持續的、抗拉強度好、良好的導電性、耐腐蝕性低、銀色、可回收、通常有磁性。黑色金屬可包含范圍廣泛的不同合金元素，包括鉻、鎳、錳、鉬以及釩、錳。這些合金元素賦予黑色金屬材料不同的特性，使其能夠用于各種工程和其他應用，包括工具、管道、容器、餐具和大型建筑，如摩天大樓。

黑色金屬材料及其用途

由于黑色金屬材料的不同特性，它們具有多種應用，具體取決于所使用的金屬：

非合金鋼：也稱為碳鋼，非合金鋼使用碳作為合金元素。這些鋼確實包含其他元素，例如錳、硅、硫和磷，但這些元素的含量非常低，不會影響材料性能。非合金鋼分為低碳、中碳或高碳，每一種都有不同的特性和處理方法：

低碳鋼：低碳鋼，也稱為低碳鋼，僅含 0.05-0.25% 的碳。這些鋼材成本低且具有延展性，廣泛用于制造螺母、螺栓或鍛件等物品。這些鋼的表面硬度可以通過滲碳來提高。

中碳鋼：中碳鋼含有 0.25-0.6% 的碳，這種較高的碳含量提供了比低碳鋼更高的強度和硬度。然而，與低碳鋼相比，這些鋼的延展性有所降低。中碳鋼中碳和錳含量的增加意味著它們可以進行回火和淬火。這些鋼材廣泛用于制造汽車行業的部件，例如齒輪、輪軸和傳動軸，但也適用于鐵路應用。

高碳鋼：高碳鋼含有 0.6-1% 的碳，是非合金鋼中強度最高的。這種強度使它們成為需要耐機械磨損的應用的理想選擇，同時它們也善于保持其形狀。不利的一面是，這些鋼在可焊性、延展性和沖擊韌性方面不如低碳鋼。高碳鋼用于彈簧、葉片、導軌鋼、鋼絲繩、耐磨板、工具等。

合金鋼和合金元素

合金鋼構成黑色金屬的另一個子類，每種合金元素對材料性能都有其自身的影響。這些合金元素包括鉻、銅、鎳和硅，但可以結合使用以提供一系列特性，以下是這些合金元素中最常見的特性：

鉻：鉻用于制造不銹鋼，鉻含量超過 11% 可使金屬耐腐蝕。金屬頂部的氧化鉻層將防止下面的金屬與氧氣接觸，從而大大減少腐蝕的機會。鉻還可以提高金屬的硬度、抗拉強度、韌性和耐磨性。

錳：錳可用作合金元素，以防止形成硫化鐵，以及提高高溫下的強度，改善延展性和耐磨性。錳還可以通過淬火提高淬透性，減少缺陷形成的危險并使金屬更穩定。

鎳：鎳與其他元素一起使用時，可以增加延展性和耐腐蝕性。例如，將 18% 的鉻和 8% 的鎳混合制成極其耐用的不銹鋼。

硅：硅可用于增加金屬的磁性以及提高強度并為彈簧等應用提供彈性。

釩：碳化釩還限制了金屬的晶粒尺寸，增加了合金材料的延展性。釩還提高強度、硬度、耐磨性和抗沖擊沖擊性。但是，如果用量過高，會對材料性能產生負面影響。

鉬：鉬對在高溫下工作的合金鋼有很好的作用。它不僅提高了機械性能，而且提供了更高的防銹和耐腐蝕性，并放大了其他合金元素的作用。

鑄鐵：當含碳量為 1.5-4% 鐵與鐵形成合金時，就會生產出鑄鐵。其他元素包括硅、錳、硫和磷也會存在，但數量很少。鑄鐵是脆性的，但由于其硬度而具有良好的耐磨性。它還易于鑄造，相對便宜，抗壓強度高，熔點低。

結論

鑄鐵和鍛鐵或碳鋼等黑色金屬以其抗拉強度和耐用性而著稱，碳鋼等材料在建筑行業被廣泛用于建造橋梁和摩天大樓的結構。黑色金屬還存在于集裝箱、管道、汽車、鐵路以及一系列商用和家用工具中。黑色金屬的高碳含量意味著它們在暴露于水分時容易生銹，因此通常不適合用于水管等應用。熟鐵是一個例外，因為它的純度意味著它不會生銹，同時也可以使用合金元素，例如不銹鋼中的鉻，以防止生銹。由于大多數黑色金屬都具有磁性，因此它們通常用于電氣和電機應用以及其他不太明顯的地方，例如冰箱門，因此您可以使用磁鐵將購物清單附在上面！黑色金屬已經使用了數千年，并且具有廣泛的不同應用，從最大的結構到最小的螺母和螺栓。