Структура, виды, характеристики, свойства и пример черных металлов

черные металлы это те, которые содержат железо (Fe), а также небольшие количества других металлов, которые добавляются для придания определенных полезных свойств их сплавам. Хотя железо может существовать в нескольких состояниях окисления, +2 (железо) и +3 (железо) являются наиболее распространенными.

Однако термин «железный» относится к присутствию железа независимо от его степени окисления в материале. Железо является четвертым наиболее распространенным элементом в земной коре, но в глобальном масштабе он является основным земным элементом. Поэтому исторически и промышленно черные металлы участвовали в эволюции человека..

Это имело место из-за его большого изобилия и изменяемых свойств. Эти черные металлы начинаются с извлечения железа из минералогических источников, таких как: гематит (Fe₂О₃), магнетит (вера₃О₄) и сидерита (FeCO₃). Из-за производительности эти оксиды более желательны при обработке железа.

На верхнем изображении изображен чугун с накаленным огнем. Из всех черных металлов наиболее важным является железный сплав с небольшим количеством добавленного углерода: сталь.

индекс

• 1 структура
• 2 Характеристики и свойства
• 3 примера
  • 3.1 Кованое или сладкое железо
  • 3.2 Сырое железо или чугун
  • 3.3 Чистое железо
  • 3.4 Литой или чугунный (литейный)
  • 3,5 серого железа
  • 3.6 Ковкий чугун
  • 3.7 Стали
• 4 Сталь и ее применения
  • 4.1 Углерод или конструкционная сталь
  • 4.2 Кремниевая сталь
  • 4.3 Оцинкованная сталь
  • 4.4 Нержавеющая сталь
  • 4.5 Марганцевая сталь
  • 4.6 Инвар сталь
• 5 ссылок

структура

Поскольку железо является основным компонентом черных металлов, их структура состоит из кристаллических деформаций их чистого твердого вещества..

Следовательно, железные сплавы, такие как сталь, являются не более чем промежуточным включением других атомов в структуру кристаллического железа..

Что это за договоренность? Железо образует аллотропы (различные твердые структуры) в зависимости от температуры, при которой оно подвергается воздействию, изменяя свои магнитные свойства. Таким образом, при комнатной температуре он представляет собой массив ОЦК, также известный как альфа-железо (куб слева, верхнее изображение).

Тем не менее, в диапазоне высоких температур (912-1394 (ºC)) расположение показывает ccp или fcc: железо-гамма (куб справа). Как только эта температура превышена, железо возвращается в ОЦК форму, чтобы окончательно расплавиться.

Это изменение альфа-гамма-структуры известно как фазовое превращение. Гамма-фаза способна "заточить" атомы углерода, в то время как альфа-фаза не.

Таким образом, в случае стали, ее структура может быть визуализирована как набор атомов железа, окружающих атом углерода.

Таким образом, структура черных металлов зависит от распределения фаз железа и атомов других частиц в твердом теле..

Характеристики и свойства

Чистое железо - это мягкий и очень пластичный металл, очень чувствительный к коррозии и окислению внешних факторов. Однако, когда он включает в себя различные пропорции другого металла или углерода, он приобретает новые характеристики и свойства.

Фактически, именно эти изменения делают черные металлы полезными для бесчисленных применений..

Сплавы железа, как правило, устойчивы, долговечны и долговечны, имеют яркие серые цвета и обладают магнитными свойствами..

примеров

Кованое железо или сладкое

Он имеет содержание углерода менее 0,03%. Это серебристый цвет, легко окисляется и растрескивается внутри. Кроме того, он пластичный и формуемый, хороший проводник электричества и трудно сваривается.

Это тип черного металла, который человек впервые использовал при изготовлении оружия, посуды и конструкций. В настоящее время используется в плитах, заклепках, решетках и т. Д. Так как это хороший электрический проводник, он используется в сердечнике электромагнитов.

Железо в грубой или чугунной

В исходном продукте доменных печей он содержит 3-4% углерода и следы других элементов, таких как кремний, магний и фосфор. Его основное использование - вмешиваться в производство других черных металлов..

Чистое железо

Это серовато-белый металл с магнитными свойствами. Несмотря на свою твердость, он хрупкий и хрупкий. Его температура плавления высокая (1500 ºC.) И быстро окисляется.

Это хороший электрический проводник, поэтому он используется в электрических и электронных компонентах. В остальном он мало полезен.

Чугун или чугун (литейный завод)

Они имеют высокое содержание углерода (от 1,76 до 6,67%). Они тяжелее стали, но более хрупкие. Они плавятся при более низкой температуре, чем чистое железо, около 1100 ºC.

Поскольку он формуем, с его помощью можно изготавливать детали разных размеров и сложности. Чугун серого типа используется в этом типе чугуна, что придает ему стабильность и формуемость..

Они имеют большую устойчивость к коррозии, чем сталь. Кроме того, они дешевые и плотные. Они обладают текучестью при относительно низких температурах и могут заполнять формы.

Кроме того, они обладают хорошими свойствами сжатия, но они хрупкие и ломаются перед изгибом, поэтому они не работают для очень сложных деталей.

Серое железо

Это самый распространенный чугун, его серый цвет обусловлен наличием графита. Он имеет концентрацию углерода от 2,5% до 4%; кроме того, он содержит 1-3% силикона для стабилизации графита.

В нем представлены многие атрибуты основных чугунов, обладающих высокой текучестью. Он негибкий и изгибается незадолго до разрушения.

Ковкий чугун

Углерод добавляют в форме сферического гранита в концентрации от 3,2% до 3,6%. Сферическая форма графита придает ему большую стойкость к ударам и податливости, чем серое железо, что позволяет использовать его в детальных конструкциях с краями.

стали

Содержание углерода от 0,03% до 1,76%. Среди его качеств - твердость, упорство и устойчивость к физическим нагрузкам. В целом они легко окисляются. Они свариваются и могут быть обработаны в кузнице или механически.

Кроме того, они имеют большую твердость и меньшую текучесть, чем чугуны. По этой причине им нужны высокие температуры, чтобы течь в формах..

Сталь и ее применения

Существует несколько видов стали, каждый из которых имеет различное применение:

Углеродистая сталь или конструкция

Концентрация углерода может варьироваться, устанавливая четыре формы: мягкая сталь (0,25% углерода), полусладкая сталь (0,35% углерода), полутвердая сталь (0,45% углерода) и твердая (0,5%) ).

Он используется в разработке инструментов, стальных листов, железнодорожных транспортных средств, гвоздей, шурупов, автомобилей и лодок.

Кремниевая сталь

Также называется электротехническая сталь или магнитная сталь. Его концентрация кремния варьируется от 1% до 5%, Fe варьируется от 95% до 99%, а содержание углерода составляет 0,5%..

Кроме того, добавляются незначительные количества марганца и алюминия. Обладает большой твердостью и высоким электрическим сопротивлением. Используется при изготовлении магнитов и электрических трансформаторов..

Оцинкованная сталь

Он покрыт цинковым покрытием, которое защищает его от окисления и коррозии. Поэтому он полезен для изготовления деталей труб и инструментов.

Нержавеющая сталь

Он имеет состав Cr (14-18%), Ni (7-9%), Fe (73-79%) и C (0,2%). Он устойчив к окислению и коррозии. Он используется в производстве столовых приборов, а также режущих материалов.

Марганцевая сталь

В его состав входит Mn (10-18%), Fe (82-90%) и C (1,12%). Это трудно и устойчиво к износу. Используется на железнодорожных рельсах, сейфах и броне.

Инвар сталь

Он содержит 36% Ni, 64% Fe и 0,5% углерода. Обладает низким коэффициентом расширения. Используется при построении индикаторных шкал; например: рулетки.

ссылки

1. Уиттен, Дэвис, Пек и Стэнли. (2008). Химия. 8-е изд., CENGAGE Learning.
2. Администратор. (19 сентября 2017 г.) Что такое железо, откуда оно и сколько видов железа? Получено 22 апреля 2018 г. с сайта termiser.com
3. Wikipedia. (2018). Железо. Получено 22 апреля 2018 г. с сайта en.wikipedia.org
4. Металлы. Общие свойства. Добыча и классификация металлов. Получено 22 апреля 2018 г. из: edu.xunta.gal
5. Хосе Феррер. (Январь 2018 г.) Металлургическая характеристика черных и цветных металлов. Получено 22 апреля 2018 г. с сайта steemit.com.
6. Очерки, Великобритания. (Ноябрь 2013 г.) Основные структуры черных металлов. Получено 22 апреля 2018 г. с сайта ukessays.com
7. Cdang. (7 июля 2011 г.) Железная Альфа и Железная Гамма. [Рисунок]. Получено 22 апреля 2018 г. с сайта commons.wikimedia.org.
8. Улоди. (15 июня 2008 г.) Оплетки из нержавеющей стали. [Рисунок]. Получено 22 апреля 2018 г. с сайта commons.wikimedia.org.