Struktura, typy, charakteristiky, vlastnosti a příklad železných kovů



železných kovů jsou takové, které obsahují železo (Fe), stejně jako malá množství jiných kovů, které se přidávají, aby jejich slitinám poskytly určité výhodné vlastnosti. Ačkoli železo může existovat v několika oxidačních stavech, nejvíce obyčejný je +2 (železný) a +3 (železitý).

Výraz "železný" však označuje přítomnost železa bez ohledu na jeho oxidační stav v materiálu. Železo je čtvrtým nejhojnějším prvkem v zemské kůře, ale globálně je hlavním pozemským prvkem. Proto se na vývoji člověka podílely historicky i průmyslově železné kovy.

Tak tomu bylo v důsledku velkého množství a modifikovatelných vlastností. Tyto železné kovy začínají extrakcí železa z mineralogických zdrojů, jako jsou: hematit (Fe2O3), magnetit (Faith3O4) a siderita (FeCO)3). Vzhledem k výkonu jsou tyto oxidy při zpracování železa žádoucí.

Horní obrázek ukazuje žhavý "jazyk ohně" litiny. Ze všech železných kovů je nejdůležitější slitina železa s malým množstvím přidaného uhlíku: ocel.

Index

  • 1 Struktura
  • 2 Charakteristika a vlastnosti
  • 3 Příklady
    • 3.1 Kované nebo sladké železo
    • 3.2 Surové železo nebo surové železo
    • 3.3 Čisté železo
    • 3.4 Odlitky nebo litiny (slévárny)
    • 3.5 Šedé železo
    • 3.6 Tvárná železo
    • 3.7
  • 4 Ocel a její aplikace
    • 4.1 Uhlíková nebo konstrukční ocel
    • 4.2 Křemíková ocel
    • 4.3 Pozinkovaná ocel
    • 4.4 Nerezová ocel
    • 4.5 Manganová ocel
    • 4.6 Invar ocel
  • 5 Odkazy

Struktura

Protože železo je hlavní složkou železných kovů, jejich struktury se skládají z krystalických deformací jejich čisté pevné látky.

V důsledku toho železné slitiny, jako je ocel, nejsou ničím jiným než intersticiálním začleněním jiných atomů do uspořádání krystalického železa.

Co je to za ujednání? Železo tvoří allotropes (různé pevné struktury) podle teploty, při které je vystaven, mění jeho magnetické vlastnosti. Při pokojové teplotě tedy představuje pole bcc, také známé jako alfa-železo (kostka vlevo, horní obraz)..

Nicméně, v rozsahu vysokých teplot (912-1394 (ºC)), uspořádání ukazuje ccp nebo fcc: železo-gamma (kostka vpravo). Jakmile je tato teplota překročena, železo se vrací do formy bcc, aby se nakonec roztavilo.

Tato změna struktury alfa-gamma je známa jako fázová transformace. Fáze gama je schopna "uvěznit" atomy uhlíku, zatímco alfa fáze ne.

Tudíž v případě oceli může být její struktura vizualizována jako sady atomů železa obklopujících atom uhlíku.

Tímto způsobem struktura železných kovů závisí na distribuci fází železa a atomech jiných druhů v pevné látce.

Charakteristika a vlastnosti

Čisté železo je měkký a velmi tvárný kov, vysoce citlivý na korozi a oxidaci vnějších faktorů. Když však obsahuje různé podíly jiného kovu nebo uhlíku, získává nové vlastnosti a vlastnosti.

Ve skutečnosti jsou to tyto změny, které dělají železné kovy užitečné pro nespočet aplikací.

Železné slitiny jsou obecně odolné, trvanlivé a houževnaté, s jasnými šedými barvami as magnetickými vlastnostmi.

Příklady

Kované železo nebo sladké

Obsah uhlíku je nižší než 0,03%. Je stříbrné barvy, snadno oxiduje a praskne vnitřně. Kromě toho je tvárný a tvarovatelný, dobrý vodič elektřiny a obtížně svařitelný.

Je to typ železného kovu, který člověk poprvé použil při výrobě zbraní, nádobí a staveb. V současné době se používá v deskách, nýtech, mřížkách atd. Jelikož se jedná o dobrý elektrický vodič, používá se v jádru elektromagnety.

Žehlit v hrubé nebo litinové

V počátečním produktu vysokých pecí obsahuje 3 až 4% uhlíku a stopy dalších prvků, jako je křemík, hořčík a fosfor. Jeho hlavním použitím je zasáhnout do výroby ostatních železných kovů.

Čisté železo

Je to šedavě bílý kov s magnetickými vlastnostmi. Navzdory své tvrdosti je křehká a křehká. Jeho bod tání je vysoký (1500 ° C) a rychle oxiduje.

Je to dobrý elektrický vodič, takže se používá v elektrických a elektronických součástech. Pro zbytek je to málo využitelné.

Litina nebo litina (slévárny)

Mají vysoký obsah uhlíku (mezi 1,76% a 6,67%). Jsou tvrdší než ocel, ale křehčí. Tají při nižší teplotě než čisté železo, kolem 1100 ° C.

Vzhledem k tomu, že je tvarovatelný, lze s ním vyrobit kusy různých velikostí a složitosti. V tomto typu železa se používá šedá litina, která jí dodává stabilitu a tvarovatelnost.

Mají větší odolnost proti korozi než ocel. Navíc jsou levné a husté. Mají tekutost při relativně nízkých teplotách a mohou plnit formy.

Také mají dobré kompresní vlastnosti, ale před ohýbáním jsou křehké a zlomí se, takže nefungují pro velmi komplikované kusy.

Šedé železo

To je nejvíce obyčejná litina, jeho šedý odstín kvůli přítomnosti grafitu. Má koncentraci uhlíku mezi 2,5% a 4%; navíc obsahuje 1-3% silikonu pro stabilizaci grafitu.

Představuje mnoho vlastností základních litin, které mají vysokou tekutost. Je nepružná a krátce před zlomením se ohýbá.

Tvárná litina

Přidává se uhlík ve formě kulového granitu v koncentraci mezi 3,2% a 3,6%. Sférický tvar grafitu dává větší odolnost proti nárazům a tvárnosti než šedé litiny, což umožňuje jeho použití v detailních provedeních s hranami.

Steels

Obsah uhlíku mezi 0,03% a 1,76%. Mezi jeho vlastnosti patří tvrdost, houževnatost a odolnost vůči fyzickému úsilí. Obecně snadno oxidují. Jsou svařitelné a mohou být zpracovány v kovárně nebo mechanicky.

Také mají větší tvrdost a menší tekutost než litiny. Z tohoto důvodu potřebují vysoké teploty, aby proudily ve formách.

Ocel a její aplikace

Existuje několik typů ocelí, každá s různými aplikacemi:

Uhlíková ocel nebo konstrukce

Koncentrace uhlíku se může lišit, a to ve čtyřech formách: měkká ocel (0,25% uhlíku), polosladká ocel (0,35% uhlíku), polotvrdá ocel (0,45% uhlíku) a tvrdá (0,5%) ).

Používá se při vývoji nástrojů, ocelových plechů, kolejových vozidel, hřebíků, šroubů, automobilů a lodí.

Silikonová ocel

Také se nazývá elektrická ocel nebo magnetická ocel. Jeho koncentrace křemíku se pohybuje mezi 1% a 5%, Fe se pohybuje mezi 95% a 99% a uhlík má 0,5%..

Kromě toho se přidávají malá množství manganu a hliníku. Má velkou tvrdost a vysoký elektrický odpor. Používá se při výrobě magnetů a elektrických transformátorů.

Pozinkovaná ocel

Je pokryta zinkovým povlakem, který jej chrání před oxidací a korozí. Proto je užitečný pro výrobu trubkových dílů a nástrojů.

Nerezová ocel

Má složení Cr (14-18%), Ni (7-9%), Fe (73-79%) a C (0,2%). Je odolný vůči oxidaci a korozi. Používá se při výrobě příborů i řezných materiálů.

Manganová ocel

Jeho složení je Mn (10-18%), Fe (82-90%) a C (1,12%). Je tvrdý a odolný proti opotřebení. Používá se na kolejích vlaků, trezorech a brnění.

Invar ocel

Představuje 36% Ni, 64% Fe a 0,5% uhlíku. Má nízký koeficient roztažnosti. Používá se při stavbě indikátorů; například: pásková měření.

Odkazy

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemie 8. vydání, CENGAGE Learning.
  2. Správce (19. září 2017). Co je to železo, odkud pochází a kolik druhů železa je tam? Získáno dne 22. dubna 2018, z: termiser.com
  3. Wikipedia. (2018). Železo. Získáno 22. dubna 2018, z: en.wikipedia.org
  4. Kovy. Obecné vlastnosti. Extrakce a klasifikace kovů. Získáno dne 22. dubna 2018, z: edu.xunta.gal
  5. Jose Ferrer. (Leden 2018). Metalurgická charakterizace železných a neželezných materiálů. Získáno dne 22. dubna 2018, z: steemit.com
  6. Eseje, UK. (Listopad 2013). Základní struktury železných kovů. Citováno dne 22. dubna 2018, z: ukessays.com
  7. Cdang (7. července 2011). Železo Alfa & Iron Gamma. [Obrázek] Získáno 22. dubna 2018, z: commons.wikimedia.org
  8. Włodi. (15. června 2008). Nerezová ocel prýmky. [Obrázek] Získáno 22. dubna 2018, z: commons.wikimedia.org