锰作为合金元素的性能及影响

锰是一种坚硬、易碎的银白色金属，来源于拉丁语“magnes”，意思是磁铁。最初发现于1774年，锰是地壳中含量第五丰富的金属。大约30,000年前，法国拉斯科地区的史前洞穴画家以二氧化锰或黑色软锰矿的形式使用这种金属。

柏林玻璃工艺师约翰·海因里希·波特(Johann Heinrich Pott)在1740年用化学方法研究了这种金属，发现它不像之前认为的那样含有铁。几位化学家曾试图分离软锰矿中的金属成分，但都没有成功，但直到1774年，瑞典化学家卡尔·威廉·舍勒在研究软锰矿矿物时才发现了这种金属。同年，舍勒的助手、瑞典化学家和矿物学家约翰·戈特利布·加恩成功地分离出了这种金属。

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锰的性质

锰的化学和物理性质与铁相似，但它更硬，也更脆。它存在于几个重要的矿床中，大多数主要的矿石包括以罗曼石矿、软锰矿和瓦德形式存在的二氧化锰。其中，二氧化锰是最重要的化合物。

锰可以通过电解硫酸锰，或者用铝、镁或钠还原氧化物来获得。95%以上的锰以锰铁和硅锰合金的形式被用于生产钢铁。

天然锰是一种稳定的同位素——锰55，存在于四种同素异形体修饰中。金属在空气中氧化，在潮湿的空气中腐蚀。与铁类似，锰在氧气/空气中随着温度的升高而燃烧，并在冷却时逐渐分解水，但在加热时迅速分解。

它立即溶解在稀的无机酸中，形成氢和相应的盐。锰经过适当的处理后变成铁磁性的。此外，这种金属的电正性相对较强，能立即溶解在稀的非氧化性酸中。它在升高的温度下与许多非金属反应，但在室温下不反应。

锰与氟反应生成二氟和三氟锰(MnF)₂和延长_3.)，并在氯、氮和氧中燃烧生成二氯化锰(MnCl₂)、三氮化锰(Mn_3.N₂)和四氧化三锰(Mn_3.O₄),分别。除氢外，锰直接与硼、磷、碳、硅和硫结合。下表显示了锰的元素性质。

锰的性质
原子数	25
原子量	54.938.
熔点	1246°C(2275°F)
沸点	2062°C(3744°F)
密度	7.21 - -7.44克/厘米3.在20°C(68°F)
氧化态	+2， +3， +4， +6， +7
电子构型	[阿拉伯文]3 d54 s2

锰合金的性能

锰是一种重要的合金化剂。今天市场上有许多不同类型的锰合金，包括铁锰合金、铜锰合金、高锰合金和镍锰合金等。

锰可能是铜合金中最具弹性的元素。少量添加锰可以使合金脱氧，提高其机械强度和铸造性能。在锑和铝中，加入锰会产生高铁磁性的化合物。在钢中，锰可以提高强度、刚度、硬度、韧性、淬透性、耐磨性以及锻压和轧制质量

锰和铁是锰铁合金的主要成分。一种含约80%锰的铁合金用于炼钢。碳锰铁，金属锰，金属锰，提纯氮化锰铁是其他类型的锰铁合金。

高锰合金提供延展性，可成型性，应变硬化和强度水平参数等性能的有利组合和平衡，这使得能够降低车辆的重量，同时提高汽车事故的影响。

镍锰合金具有良好的耐腐蚀性能，是良好的热导体。镍锰合金常用于电缆、电子管支架的引线、灯和电线布。广泛应用于石油化工、化工等行业的滤清器、滤网等。

冶炼过程的主要产品是碳饱和铁合金，由76 - 80%的锰，12 - 15%的铁，7.5%的碳和1.2%的硅组成。70%至80%的锰可在熔体中回收，还可得到锰含量为30%至42%的熔渣。

硅锰合金含有65 ~ 68%的锰，16 ~ 21%的硅，1.5 ~ 2%的碳，是用锰矿石或高碳锰铁冶炼炉渣而产生的，采用石英熔剂和焦炭。由于硅的存在，合金的碳含量降低了。用较多的石英和焦炭重熔硅锰，可以得到含碳量较低的硅锰。该产品在低碳锰铁生产中用作还原剂。

中低碳锰铁是由锰矿、煤和石灰熔剂在炉中熔炼而成的低碳硅含量的产物，是一种富mno熔体。这是后来与低碳硅锰或硅锰接触。这些合金含有硅，可将MnO还原为锰金属，并氧化成渣。

锰作为合金元素的影响

锰作为一种合金元素用于许多不同的应用。锰是钢的关键成分。事实上，这种化学元素存在于所有商业上可买到的钢中，它决定了钢的硬度和强度，但在程度上比碳要小。

锰对改善钢的力学性能的作用取决于钢的含碳量。在淬火过程中，锰也降低了临界冷却速率，这意味着它增加了钢的淬透性。其对淬透性的影响高于其他合金元素。由于添加了10%到14%的锰，哈德菲尔德钢的加工硬化能力得到了认可。

锰和碳有相似的作用，钢铁生产商使用这两种元素来获得一种性能优越的材料。锰与硫、氧结合，用于钢的热轧工艺。钢中通常含有0.30%的锰，但某些碳钢中含有高达1.5%的锰。

此外，在渗碳过程中，锰可能会提高碳的穿透率。相反，当过多的锰和过多的碳同时存在时，就会发生脆化。锰可与硫结合形成加工所需的硫化锰(MnS)，并同时抑制硫的脆性，使其有利于碳钢的表面光洁度。

焊接时，锰与硫的比例应为10比1。当锰含量低于0.30%时，会导致焊缝开裂和内部疏松。当含量大于0.80%时，可促进开裂。

当锰被加入铝时，通过溶液强化略微增加其强度，并且其应变硬化也得到改善。然而，耐腐蚀性或延展性不会显着降低。例如，锰（Mn）3xxx是一种适度的强度，不可热处理材料，其保持在提高温度下的强度。

锰的大部分用作高碳锰铁，并添加到碳钢中。低碳和中碳铁合金和电解锰用于低碳钢。锰作为一种脱硫剂，可以形成稳定的高熔点的硫化物颗粒，锰作为一种合金剂，可以提高硬度、强度、耐磨性和淬透性。yabo214

通过铝射击压块后，粉末电解锰与铝混合，浓度高达2％。单独的纯铝相比，这种合金具有更高的强度，耐腐蚀性和耐磨性。添加锰改善了铜的性质。作为熔融合金的脱氧剂，锰降低了固体和液体，提高可塑料。它还具有一般的强化效果，并且还可以生产特殊合金，例如具有高热膨胀或高电阻率的特殊合金。

A6063合金是一种标准材料，重量轻，强度高。因此，它被用于建造船舶和小船。相反，它的强度比钢的强度低，因此需要提高强度。在AA6063合金中加入锰元素以提高其抗拉强度。增加的锰含量转化为抗拉强度增加的合金。

以下是锰作为合金元素的主要好处:

• 活性脱氧剂
• 比其他合金元素更不容易分离
• 通过与硫相结合以形成钢制柔软的夹杂物来增强可加工性，从而实现一致的建筑边缘以及芯片突破的地方
• 通过与钢中的硫结合，减少黄铁矿的形成，提高了钢在高温轧制过程中容易产生裂纹和撕裂的产量
• 它提高了抗拉强度和淬透性，但降低了延展性
• 它与硫相结合以形成球状硫化物，这是在自由切削钢中所需的，以确保良好的可加工性

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锰矿和合金生产商

根据Research and Markets最近的报告，2016年至2020年期间，全球锰矿市场预计将以3.53%的复合年增长率增长。锰是由不同的国家生产的，但2015年十大锰生产国是:

• 南非
• 中国
• 澳大利亚
• 加蓬
• 巴西
• 印度
• 马来西亚
• 加纳
• 哈萨克斯坦
• 乌克兰

因此，2016 - 2020年全球锰矿市场的前五大供应商是阿斯芒、必和必拓、联合矿业、ERAMET和淡水河谷。

阿斯芒成立于1935年，总部位于南非约翰内斯堡，主要从事锰矿、铁矿石和铬矿的开采。该公司还通过其锰矿和合金业务部门进行矿石的开采、破碎、洗涤和筛选。它还处理锰铁矿物的冶炼，并生产精炼锰铁。

必和必拓成立于1851年，总部位于澳大利亚墨尔本。该公司在全球开发自然资源，并在美洲和澳大利亚有项目。它控制着澳大利亚和巴西的两个铁矿，以及智利、澳大利亚和秘鲁的五个铜矿。除了这些业务，必和必拓还管理着南非和澳大利亚的锰矿开采业务。

联合矿业成立于2004年，是一家领先的锰矿生产商，业务遍及加纳和澳大利亚。其主要业务是锰矿的勘探、开采、加工和销售。

ERAMET成立于1880年，总部位于法国巴黎Cedex，是一家矿业和冶金公司，为各种市场开发合金。它通过子公司COMILOG生产高档锰矿。它提取锰矿石，也参与工业废料的回收和再利用。亚博网站下载其产品包括锰合金、高品位锰矿和锰化学。

淡水河谷是一家多元化的矿业和金属公司，生产和销售镍、铜、铁合金、钴、煤、钴、锰、铂类金属、铁矿石和球团以及肥料。淡水河谷通过其黑色金属部门生产铁合金和锰。

全球锰合金生产行业的一些主要企业包括MOIL, Sibelco, Tata Steel, Baheti Metals &铁合金，Balasore Alloys, Bhaskar Shrachi Alloys, BMA Group, Cosmic Ferro Alloys, Hira Group, Nav Bharat Ventures (NBV)， Sahjanand Ferro Alloys, Sarda Energy & Minerals Limited (SEML)， Sharp Ferro Alloys，Ispat合金和Sova Ispat集团。