Struktura, vrste, lastnosti, lastnosti in primer železnih kovin



The kovin so tiste, ki vsebujejo železo (Fe), kot tudi majhne količine drugih kovin, ki se dodajajo, da bi njihovim zlitinam dali določene koristne lastnosti. Čeprav lahko železo obstaja v več oksidacijskih stanjih, sta najpogostejša +2 (železova) in +3 (železova).

Izraz "železov" pa se nanaša na prisotnost železa ne glede na njegovo oksidacijsko stanje v materialu. Železo je četrti najpogostejši element v zemeljski skorji, vendar je globalno glavni zemeljski element. Zato so zgodovinsko in industrijsko železne kovine sodelovale pri razvoju človeka.

To se je zgodilo zaradi svoje velike številčnosti in spremenljivih lastnosti. Te železne kovine se začnejo z ekstrakcijo železa iz mineraloških virov, kot so: hematit (Fe2O3), magnetit (Faith3O4) in siderita (FeCO3). Zaradi učinkovitosti so ti oksidi bolj zaželeni pri obdelavi železa.

Na zgornji sliki je prikazan "ognjeni jezik" žareče litine. Med vsemi železnimi kovinami je najpomembnejša železova zlitina z majhno količino dodanega ogljika: jekla.

Indeks

  • 1 Struktura
  • 2 Značilnosti in lastnosti
  • 3 Primeri
    • 3.1 Železo iz kovanega ali sladkega železa
    • 3.2 Surovo železo ali surovo železo
    • 3.3 Čisto železo
    • 3.4 Lite ali litega železa (livarne)
    • 3.5 Sivo železo
    • 3.6 Nodularno železo
    • 3.7 Jekla
  • 4 Jeklo in njegove uporabe
    • 4.1 Ogljikovo ali konstrukcijsko jeklo
    • 4.2 Silikonsko jeklo
    • 4.3 Pocinkano jeklo
    • 4.4 Nerjavno jeklo
    • 4.5 Manganovo jeklo
    • 4.6 Invarno jeklo
  • 5 Reference

Struktura

Ker je železo glavna sestavina železnih kovin, so njihove strukture sestavljene iz kristalnih deformacij njihove čiste trdne snovi.

Zato železne zlitine, kot je jeklo, niso več kot intersticijska vključitev drugih atomov v razporeditvi kristaliničnega železa..

Kaj je ta dogovor? Železo tvori alotrop (različne trdne strukture) glede na temperaturo, pri kateri je izpostavljen, spreminja svoje magnetne lastnosti. Tako pri sobni temperaturi predstavlja polje Bcc, znano tudi kot alfa-železo (kocka na levi, top slika)..

V razponu visokih temperatur (912-1394 (ºC)) pa razporeditev prikazuje ccp ali fcc: železo-gama (kocka na desni). Ko je ta temperatura presežena, se likalnik vrne v obliko bcc, da se končno stopi.

Ta sprememba strukture alfa-gama je znana kot fazna transformacija. Gama faza je sposobna "zapreti" atome ogljika, alfa faza pa ne.

Tako lahko v primeru jekla njegovo strukturo vidimo kot nize železovih atomov, ki obkrožajo atom ogljika.

Tako je struktura železnih kovin odvisna od porazdelitve železnih faz in atomov drugih vrst v trdni snovi.

Značilnosti in lastnosti

Čisto železo je mehka in zelo duktilna kovina, zelo občutljiva na korozijo in oksidacijo zunanjih dejavnikov. Kadar pa vsebuje različne deleže druge kovine ali ogljika, pridobi nove lastnosti in lastnosti.

Pravzaprav je zaradi teh sprememb železne kovine koristne za nešteto aplikacij.

Železne zlitine so na splošno odporne, trpežne in žilave, svetlo sivih barv in z magnetnimi lastnostmi.

Primeri

Kovanega železa ali sladko

Vsebnost ogljika je manjša od 0,03%. Je srebrne barve, zlahka oksidira in notranje razpade. Poleg tega je duktilen in kalupljiv, dober prevodnik električne energije in težko varjen.

To je vrsta železne kovine, ki jo je človek prvič uporabil pri izdelavi orožja, pripomočkov in konstrukcij. Trenutno se uporablja v ploščah, zakovicah, mrežah itd. Ker je dober električni vodnik, se uporablja v jedru elektromagneta.

Železo v grobi ali litini

V začetnem produktu plavžev vsebuje 3-4% ogljika in sledi drugih elementov, kot so silicij, magnezij in fosfor. Njegova glavna uporaba je posredovanje pri proizvodnji drugih železnih kovin.

Čisto železo

Gre za sivkasto belo kovino z magnetnimi lastnostmi. Kljub svoji trdoti je krhka in krhka. Tališče je visoko (1500 ° C) in hitro oksidira.

Je dober električni vodnik, zato se uporablja v električnih in elektronskih komponentah. Za ostale pa je le malo koristen.

Litega železa ali litega železa (livarne)

Imajo visoko vsebnost ogljika (med 1,76% in 6,67%). Težje so kot jeklo, vendar bolj krhke. Talijo se pri nižji temperaturi od čistega železa, okoli 1100 ° C.

Ker je oblikovan, se lahko izdelajo kosi različnih velikosti in kompleksnosti. V tej vrsti železa se uporablja siva litina, ki ji daje stabilnost in kalibriranje.

Imajo večjo odpornost proti koroziji kot jeklo. Poleg tega so poceni in gosta. Imajo fluidnost pri relativno nizkih temperaturah in lahko zapolnijo kalupe.

Prav tako imajo dobre kompresijske lastnosti, vendar so krhke in se pred upogibanjem zlomijo, tako da ne delajo za zelo dodelane dele.

Siva železa

To je najpogostejša litega železa, njegov sivi odtenek zaradi prisotnosti grafita. Koncentracija ogljika je med 2,5% in 4%; Poleg tega vsebuje 1-3% silikona za stabilizacijo grafita.

Predstavlja veliko atributov osnovnih litin, ki so zelo tekoče. Neprilagodljiv je in se upogne kmalu pred prekinitvijo.

Nodularna litina

Doda se ogljik v obliki sferičnega granita v koncentraciji med 3,2% in 3,6%. Sferična oblika grafita ji daje večjo odpornost na udarce in prilagodljivost kot sivo železo, kar omogoča uporabo v podrobnih modelih z robovi.

Jekla

Vsebnost ogljika med 0,03% in 1,76%. Med njegove lastnosti spadajo trdota, upornost in odpornost na fizične napore. Na splošno se zlahka oksidirajo. Zvarljivi so in se lahko obdelujejo v kovačnici ali mehansko.

Prav tako imajo večjo trdoto in manjšo fluidnost kot litega železa. Iz tega razloga potrebujejo visoke temperature za pretok v kalupih.

Jeklo in njegove uporabe

Obstaja več vrst jekla, vsaka z različnimi aplikacijami:

Ogljikovo jeklo ali konstrukcija

Koncentracija ogljika se lahko spreminja, pri čemer so določene štiri oblike: blago jeklo (0,25% ogljika), polsladko jeklo (0,35% ogljika), poltrdo jeklo (0,45% ogljika) in trdo (0,5%) ).

Uporablja se pri razvoju orodij, jeklenih pločevin, železniških vozil, žebljev, vijakov, avtomobilov in čolnov.

Silikonsko jeklo

Imenuje se tudi električno jeklo ali magnetno jeklo. Koncentracija silicija se giblje med 1% in 5%, Fe se giblje med 95% in 99%, ogljik pa 0,5%..

Poleg tega se dodajo manjše količine mangana in aluminija. Ima veliko trdoto in visoko električno upornost. Uporablja se pri izdelavi magnetov in električnih transformatorjev.

Pocinkano jeklo

Pokrita je z cinkovim premazom, ki ga ščiti pred oksidacijo in korozijo. Zato je uporaben za izdelavo delov in orodij za cevi.

Nerjavno jeklo

Ima sestavo Cr (14-18%), Ni (7-9%), Fe (73-79%) in C (0.2%). Odporna je na oksidacijo in korozijo. Uporablja se za proizvodnjo jedilnega pribora in rezalnega materiala.

Manganovo jeklo

Njegova sestava je Mn (10-18%), Fe (82-90%) in C (1,12%). Je trda in odporna na obrabo. Uporablja se na vlakih, trezorjih in oklepih.

Invar jeklo

Predstavlja 36% Ni, 64% Fe in 0,5% ogljika. Ima nizek koeficient raztezanja. Uporablja se pri konstrukciji merilnih kazalnikov; na primer: trakovi.

Reference

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemija 8. izd., CENGAGE Learning.
  2. Admin (19. september 2017). Kaj je železo, od kod prihaja in koliko vrst železa? Vzpostavljeno 22. aprila 2018, iz: termiser.com
  3. Wikipedija. (2018). Železo. Vzpostavljeno 22. aprila 2018, z: en.wikipedia.org
  4. Kovine. Splošne lastnosti. Pridobivanje in razvrščanje kovin. Vzpostavljeno 22. aprila 2018, iz: edu.xunta.gal
  5. Jose Ferrer. (Januar 2018). Metalurška karakterizacija železnih in neželeznih materialov. Pridobljeno 22. aprila 2018 od: steemit.com
  6. Eseji, Združeno kraljestvo. (November 2013). Osnovne strukture železnih kovin. Vzpostavljeno 22. aprila 2018, iz: ukessays.com
  7. Cdang (7. julij 2011). Železo Alfa & Iron Gama. [Slika] Pridobljeno 22. aprila 2018 od: commons.wikimedia.org
  8. Włodi. (15. junij 2008). Pletenice iz nerjavečega jekla. [Slika] Pridobljeno 22. aprila 2018 od: commons.wikimedia.org