硅铁是以焦炭、钢屑、石英(或硅石)为原料，用电炉冶炼制成的。硅和氧很容易化合成二氧化硅。所以硅铁常用于炼钢作脱氧剂，同时由于SIO2生成时放出大量的热，在脱氧同时，对提高钢水温度也是有利的。硅铁作为合金元素加入剂。广泛用于低合金结构钢、合结钢、弹簧钢、轴承钢、耐热钢及电工硅钢之中，以外硅铁在铁合金生产及化学工业中，常用作还原剂。含硅量达95%--99%。纯硅常用制造单晶硅或配制有色金属合金。

①提高金属或合金的热力学稳定性，即向原不耐蚀的金属或合金中加入热力学稳定性高的合金元素，使形成固溶体以及提高合金的电极电势，增强其耐蚀性。例如在Cu中加Au，在Ni中加入Cu、Cr等，即属此类。不过这种大量加入贵金属的办法，在工业结构材料中的应用是有限的。

②加入易钝化合金元素，如Cr、Ni、Mo等，可提高基体金属的耐蚀性。在钢中加入适量的Cr，即可制得铬系不锈钢。实验证明，在不锈钢中，含Cr量一般应大于13%时才能起抗蚀作用，Cr含量越高，其耐蚀性越好。这类不锈钢在氧化介质中有很好的抗蚀性，但在非氧化性介质如稀硫酸和盐酸中，耐蚀性较差。这是因为非氧化性酸不易使合金生成氧化膜，同时对氧化膜还有溶解作用。

③加入能促使合金表面生成致密的腐蚀产物保护膜的合金元素，是制取耐蚀合金的又一途径。例如，钢能耐大气腐蚀是由于其表面形成结构致密的化合物羟基氧化铁[FeOx·(OH)23-2x]，它能起保护作用。钢中加入Cu与P或P与Cr均可促进这种保护膜的生成，由此可用Cu、P或P、Cr制成耐大气腐蚀的低合金钢。

提高钢铁抗氧化性的途径有两条:一是在钢中加入Cr、Si、Al等合金元素，或者在钢的表面进行Cr、Si、Al合金化处理。它们在氧化性气氛中可很快生成一层致密的氧化膜，并牢固地附在钢的表面，从而有效地阻止氧化的继续进行。二是用各种方法在钢铁表面形成高熔点的氧化物、碳化物、氮化物等耐高温涂层。

提高钢铁高温强度的方法很多，从结构、性质的化学观点看，大致有两种主要方法:

钛是周期表中第IVB类元素，外观似钢，熔点达1 672 ℃，属难熔金属。钛在地壳中含量较丰富，远高于Cu、Zn、Sn、Pb等常见金属。我国钛的资源极为丰富，仅四川攀枝花地区发现的特大型钒钛磁铁矿中，伴生钛金属储量约达4.2亿吨，接近国外探明钛储量的总和。

纯钛机械性能强，可塑性好，易于加工，如有杂质，特别是O、N、C 提高钛的强度和硬度，但会降低其塑性，增加脆性。

钛是容易钝化的金属，且在含氧环境中，其钝化膜在受到破坏后还能自行愈合。因此 干腐蚀介质都是稳定的。钛和钛合金有优异的耐蚀性，只能被氢氟酸浓度的 侵蚀。特别是 稳定，将钛或钛合金放 取出后，仍光亮如初，远优于不锈钢。

材料在外加磁场中，可表现出三种情况:①不被磁场所吸引的，叫反磁性材料;②微弱地被磁场所吸引的，叫顺磁性材料;③强烈地被磁场吸引的，称铁磁性材料，其磁性随外磁场的加强而急剧增高，并在外磁场移走后，仍能保留磁性。金属材料中，大多数过渡金属具有顺磁性;只有Fe、Co、Ni等少数金属是铁磁性的。

金属中组成永磁材料的主要元素是Fe、Co、Ni和某些稀土元素。使用的永磁合金有稀土?钴系、铁?铬?钴系和锰?铝?碳系合金。

磁性合金在电力、电子、计算机、自动控制和电光学等新兴技术领域中，有着日益广泛的应用。

折叠形状记忆合金

它们具有高弹性、金属橡胶性能、高强度等特点，在较低温度下受力发生塑性变形后，经过加热，又恢复到受热前的形状。如Ni-Ti、Ag-Cd、Cu-Cd、Cu-Al-Ni、Cu-Al-Zn等合金，可用于调节装置的弹性元件(如离合器、节流阀、控温元素等)、热引擎材料、医疗材料(牙齿矫正材料)等。

形状记忆效应来源于一种热弹性马氏体相变。一般的马氏体相变作为钢的淬火强化的方法，就是把钢加热到某个临界温度以上保温一段时间，然后迅速冷却，例如直接插入冷水中(称为淬火)，这时钢转变为一种马氏体的结构，并使钢硬化。后来，在某些合金中发现了不同于上述的另一种所谓热弹性马氏体相变，热弹性马氏体一旦产生便可以随着温度降低继续长大。相反，当温度回升时，长大的马氏体又可以缩小，直至恢复到原来的状态，即马氏体随着温度的变化可以可逆地长大或缩小。热弹性马氏体相变时随之伴有形状的变化。

新型金属功能材料除上述几类以外，还有能降低噪音的减振合金;具有替代、增强和修复人体器官和组织的生物医学材料;具有在材料或结构中植入传感器、信号处理器、通信与控制器及执行器，使材料或结构具有自诊断、自适应，甚至损伤自愈合等智能功能与生命特征的智能材料等。

【6】锰钒硼钢: 代表钢种20 MnVB 、40MnVB、。调质性能和淬透性优于40Cr，过热倾向小，有回火脆性。常用来代替40Cr、45Cr、38CrSi、42CrMo及40CrNi制造重要的调质件，也有用中小规格10.9级以下螺栓的、ML20 MnVB。

【7】锰钨硼钢:代表钢种40MnWB。良好的低温冲击性能，无回火脆性。与35CrMo、40CrNi相当，用于制造70mm以下的零件。

【8】硅锰钼钨钢: 代表钢种35SiMn2MoW。有较高的淬透性，以50%马氏体计算，水淬直径180，油淬直径100;淬裂倾向、回火脆性倾向小;具有高强度和高韧性。可代替35CrNiMoA、40CrNiMo，用于制造大截面、重负荷的轴、连杆及螺栓。

【9】硅锰钼钨钒钢:代表钢种37SiMn2MoWVA。水淬直径100，油淬直径70;良好的回火稳定性、低温冲击韧性，较高的高温强度，回火脆性也较小，用于制造大截面的轴类零件。

【10】铬钢: 以40Cr合金钢管及ML40Cr为代表。淬透性较好，水淬28-60mm，油淬15-40mm。较高的综合机械性能，良好的低温冲击韧性，低的缺口敏感性，有回火脆性。用于制造轴、连杆、齿轮及螺栓。

【11】铬硅钢: 代表钢种38CrSi。淬透性优于40Cr，强度和低温冲击较高，回火稳定性较好，回火脆性倾向较大。常用于制造30-40mm的轴、螺栓以及模数不大的齿轮。

12】铬钼钢:代表钢种30CrMoA、42CrMo、ML30CrMo、ML42CrMo。水淬30-55mm，油淬15-40mm;高的室温机械性能和较高的高温强度，良好的低温冲击;无回火脆性。用于制造截面较大的零件，高负荷的螺栓、齿轮及500℃以下的法兰盘、螺栓;400℃以下的导管、紧固件。42CrMo淬透性较30CrMoA高，用于制造强度更高、截面更大的零件。

【13】铬锰钼钢:代表钢种40CrMnMo。油淬直径80mm，具有较高的综合机械性能，回火稳定性好。用于制造截面较大的重负荷齿轮及轴类零件。

【14】锰钼钒钢:代表钢种30Mn2MoWA。具有良好的淬透性:水淬达到150mm，心部组织为上、下贝氏体加少量马氏体;油淬70mm，心部95%以上的马氏体;良好的低温冲击韧性，低的缺口敏感性及较高的疲劳强度。用于制造80mm以下的重要件。

【15】铬锰硅钢:代表钢种30CrMnSiA。水淬40-60mm(95%的马氏体)，油淬25-40mm。强度、冲击韧性高，有回火脆性。用于制造高压鼓风机叶片、阀板、离合器摩擦片、轴及齿轮等。

【16】铬镍钢: 代表钢种40CrNi和45CrNi。水淬达到40mm，油淬15-25mm;良好的综合机械性能，良好的低温冲击韧性，回火脆性倾向小。30CrNi3A淬透性较高，综合机械性能好，有白点敏感性和回火脆性。用于制造截面较大的曲轴、连杆、齿轮、轴及螺栓等。

【17】铬镍钼钢:代表钢种40CrNiMoA。具有优良的综合机械性能，低温冲击韧性高，缺口敏感性低，无回火脆性。用于制造较大的曲轴、轴、连杆、齿轮、螺栓及其它受力较大、形状复杂的零件。

【18】铬镍钼钒钢: 代表钢种45CrNiMoVA。强度高，回火稳定性好，油淬达到60mm(95%马氏体)。用于制造振动载荷下的重型汽车弹性轴及扭力轴等。

折叠收缩性

液态合金在冷却凝固过程中体积和尺寸不断减小的现象称为收缩(contraction，shrinkage)。收缩是铸造合金本身的物理性质，是铸件中许多缺陷(缩孔、缩松、内应力、变形和裂纹等)产生的基本原因。合金液从浇入型腔冷却到室温要经历三个阶段:

1.液态收缩(liquidcontraction):从浇注温度冷却到开始结晶的液相线温度之间的收缩。

2.凝固收缩(solidificationcontraction):从开始结晶温度冷却到结晶完毕的固相线温度的收缩。

3.固态收缩(solidcontraction):从结晶完毕的温度冷却到室温之间的收缩。

合金的液态收缩和凝固收缩表现为合金的体积缩小，通常用体积收缩率来表示，它们是铸件产生缩孔、缩松缺陷的基本原因。合金的固态收缩虽然也是体积变化，但它只引起铸件外部尺寸的变化，因此，通常用线收缩率来表示。固态收缩是铸件产生内应力、变形和裂纹等缺陷的根源。

合金的化学成分、浇注温度、铸型条件及铸件结构是影响合金收缩的主要因素。铸件的形状、尺寸和工艺条件不同，实际收缩量也有所不同。

另外，合金液在冷却成铸件的过程中出现的各部分化学成分不均匀的现象即偏析性，吸气性和氧化性均对铸造性能有着不利影响。