Структура, типови, карактеристике, својства и примјери жељезних метала



Тхе ферроус металс су оне које садрже гвожђе (Фе), као и мале количине других метала који се додају да би дали одређене корисне особине њиховим легурама. Иако гвожђе може постојати у неколико оксидационих стања, најчешће су +2 (ферроус) и +3 (ферриц).

Међутим, израз "жељезо" се односи на присуство гвожђа без обзира на његово оксидационо стање у материјалу. Гвожђе је четврти најзаступљенији елемент у земљиној кори, али глобално је главни земаљски елемент. Према томе, историјски и индустријски црни метали су учествовали у еволуцији човјека.

То је био случај због великог обиља и промјенљивих својстава. Ови жељезни метали полазе од екстракције жељеза из минералних извора, као што су: хематит (Фе2О3), магнетит (Вера3О4) и сидерита (ФеЦО3). Због перформанси, ови оксиди су пожељнији у обради гвожђа.

Горња слика приказује "ватрени језик" од ливеног гвожђа. Од свих жељезних метала, најважније се састоји од легуре жељеза са малим количинама додатог угљика: челика.

Индек

  • 1 Струцтуре
  • 2 Карактеристике и својства
  • 3 Примери
    • 3.1 Ковани или слатко гвожђе
    • 3.2 Сирово гвожђе или сирово гвожђе
    • 3.3 Чисто гвожђе
    • 3.4 Лив или ливено гвожђе (ливнице)
    • 3.5 Сиво гвожђе
    • 3.6 Дуктилно гвожђе
    • 3.7 Челици
  • 4 Челик и његове примене
    • 4.1 Карбонски или грађевински челик
    • 4.2 Силицијумски челик
    • 4.3 Поцинковани челик
    • 4.4 Нерђајући челик
    • 4.5 Челик мангана
    • 4.6 Инвар челик
  • 5 Референце

Структура

Пошто је гвожђе главна компонента жељезних метала, њихове структуре се састоје од кристалних деформација њихове чисте чврсте масе.

Према томе, легуре гвожђа као што је челик нису ништа више него интерстицијално укључивање других атома у распоред кристалног гвожђа.

Какав је то договор? Гвожђе формира алотропу (различите чврсте структуре) у складу са температуром на којој је изложен, мењајући своја магнетна својства. Дакле, на собној температури представља бцц поље, такође познато као алфа-гвожђе (коцка на левој страни, горња слика).

Међутим, у опсегу високих температура (912-1394 (ºЦ)), распоред показује ццп или фцц: гвожђе-гама (коцка десно). Када се та температура прекорачи, жељезо се враћа у бцц облик да би се коначно отопило.

Ова промена структуре алфа-гама је позната као фазна трансформација. Гама фаза је у стању да "затвори" атоме угљеника, док алфа фаза не.

Тако, у случају челика, његова структура се може визуализовати као скупови атома гвожђа који окружују атом угљеника.

На тај начин структура жељезних метала зависи од распореда фаза гвожђа и атома других врста у чврстом материјалу.

Карактеристике и својства

Чисто гвожђе је мекан и врло дуктилан метал, веома осетљив на корозију и оксидацију спољних фактора. Међутим, када укључује различите пропорције другог метала или угљеника, оно добија нове карактеристике и својства.

У ствари, управо те промјене чине жељезне метале корисним за безброј апликација.

Жељезне легуре су генерално отпорне, издржљиве и жилаве, светло сивих боја и са магнетним својствима.

Примери

Ковано гвожђе или слатко

Садржај угљеника је мањи од 0,03%. Сребрна је боја, лако се оксидира и пукне изнутра. Поред тога, он је дуктилан и калупљив, добар проводник електричне енергије и тешко га је заваривати.

То је тип црног метала који је човек први пут користио у производњи оружја, прибора и конструкција. Тренутно се користи у плочама, заковицама, решеткама итд. Пошто је добар електрични проводник, користи се у језгру електромагнета.

Гвожђе у грубом или ливеном гвожђу

У почетном производу високих пећи садржи 3-4% угљеника и трагове других елемената као што су силициј, магнезијум и фосфор. Његова главна употреба је да интервенише у производњи других обојених метала.

Чисто гвожђе

То је сивкасто-бијели метал с магнетским својствима. Упркос својој тврдоћи, крхка је и крхка. Његова тачка топљења је висока (1500 ºЦ) и брзо оксидира.

То је добар електрични проводник, тако да се користи у електричним и електронским компонентама. За остало, то је од мале користи.

Ливено гвожђе или ливено гвожђе (ливнице)

Имају висок садржај угљеника (између 1,76% и 6,67%). Теже су од челика, али су крхке. Топи се на нижој температури од чистог гвожђа, око 1100 ºЦ.

Пошто се може обликовати, са њим се могу направити делови различитих величина и сложености. У овом типу гвожђа се користи сиво гвожђе, што му даје стабилност и калупљивост.

Имају већу отпорност на корозију од челика. Осим тога, они су јефтини и густи. Они имају флуидност на релативно ниским температурама и могу попунити калупе.

Такође, имају добра својства компресије, али су крхка и разбијају се пре савијања, тако да не раде за веома разрађене делове..

Сиво гвожђе

Најзаступљенији је од ливеног гвожђа, сиве боје због присуства графита. Концентрација угљеника је између 2,5% и 4%; додатно, садржи 1-3% силикона за стабилизацију графита.

Представља многе атрибуте основних ливених гвожђа, који имају високу флуидност. Нефлексибилан је и савија се непосредно пре разбијања.

Дуцтиле ирон

Угљен се додаје у облику сферног гранита, у концентрацији између 3,2% и 3,6%. Сферни облик графита даје му већу отпорност на ударце и савитљивост од сивог гвожђа, што омогућава његову употребу у детаљним пројектима са ивицама.

Стеелс

Садржај угљеника је између 0.03% и 1.76%. Међу његовим квалитетима су тврдоћа, отпорност и отпорност на физичке напоре. У принципу, они лако оксидирају. Могу се заваривати и могу се обрађивати у ковачници или механички.

Такође, имају већу тврдоћу и мању флуидност од лива. Због тога им је потребна висока температура да се креће у калупима.

Челик и његове примене

Постоји неколико врста челика, свака са различитим апликацијама:

Угљенични челик или конструкција

Концентрација угљеника може да варира, и то четири облика: меки челик (0.25% угљеника), полуслатки челик (0.35% угљеника), полутврди челик (0.45% угљеника) и тврди (0.5%) ).

Користи се у развоју алата, челичних лимова, жељезничких возила, ексера, вијака, аутомобила и чамаца.

Силицон стеел

Такођер се назива електрични челик или магнетни челик. Концентрација силиција варира између 1% и 5%, Фе варира између 95% и 99%, а угљеник има 0,5%.

Поред тога, додају се мање количине мангана и алуминијума. Има велику тврдоћу и висок електрични отпор. Користи се у производњи магнета и електричних трансформатора.

Галванизед стеел

Покривен је цинком који га штити од оксидације и корозије. Због тога је користан за израду делова и алата за цеви.

Нехрђајући челик

Има састав Цр (14-18%), Ни (7-9%), Фе (73-79%) и Ц (0.2%). Отпоран је на оксидацију и корозију. Користи се у производњи прибора за јело и материјала за резање.

Мангански челик

Његов састав је Мн (10-18%), Фе (82-90%) и Ц (1,12%). Тврда је и отпорна на хабање. Користи се на трачницама, сефовима и оклопима.

Инвар стеел

Представља 36% Ни, 64% Фе и 0,5% угљеника. Има низак коефицијент експанзије. Користи се у конструкцији скала индикатора; на пример: мере траке.

Референце

  1. Вхиттен, Давис, Пецк & Станлеи. (2008). Цхемистри 8тх ед., ЦЕНГАГЕ Леарнинг.
  2. Админ (19. септембар 2017.) Шта је гвожђе, одакле долази и колико врста гвожђа постоји? Преузето 22. априла 2018. из: термисер.цом
  3. Википедиа. (2018). Ирон. Преузето 22. априла 2018. године, са: ен.википедиа.орг
  4. Метали. Генерал пропертиес. Вађење и класификација метала. Преузето 22. априла 2018. из: еду.кунта.гал
  5. Јосе Феррер. (Јануар 2018). Металуршка карактеризација жељезних и неферралних материјала. Преузето 22. априла 2018. године, са: стеемит.цом
  6. Ессаис, УК. (Новембар 2013). Основне структуре жељезних метала. Преузето 22. априла 2018. године из: укессаис.цом
  7. Цданг (7. јул 2011). Ирон Алфа & Ирон Гамма. [Фигуре] Преузето 22. априла 2018. године, са: цоммонс.викимедиа.орг
  8. Вłоди. (15. јун 2008). Плетенице од нерђајућег челика. [Фигуре] Преузето 22. априла 2018. године, са: цоммонс.викимедиа.орг