的有色金属是含有铁(Fe)以及少量的被添加到它的合金给予一定的有益性质的其它金属的那些。尽管铁可以各种氧化态存在,但最常见的是+2(亚铁)和+3(铁)。
但是,术语“亚铁”是指铁的存在,无论其在材料中的氧化态如何。铁是地壳中含量第四高的元素,但在全球范围内,它是主要的地球元素。因此,在历史上和工业上,黑色金属都参与了人类的进化。
由于其丰富的特性和可修改的属性,情况就是如此。这些黑色金属从矿物来源中提取铁开始,这些矿物来源包括:赤铁矿(Fe 2 O 3),磁铁矿(Fe 3 O 4)和菱铁矿(FeCO 3)。由于性能,这些氧化物是铁加工中最需要的。
上图显示了白炽铸铁的“舌头之火”。在所有黑色金属中,最重要的是铁合金,并添加了少量碳:钢。
结构体
由于铁是黑色金属的主要成分,因此其结构由纯固体的晶体变形组成。
因此,像钢这样的黑色合金无非就是在铁的晶体排列中夹杂了其他原子。
这是什么安排?铁根据其暴露的温度形成同素异形体(不同的固体结构),从而改变其磁性。因此,在室温下,它呈现出bcc排列,也称为alpha-iron(左上方的立方体)。
另一方面,在高温(912-1394(ºC))范围内,它显示了ccp或fcc排列:铁-γ(右侧的立方体)。一旦超过该温度,铁将返回密件抄送形式以最终熔化。
α-γ结构的这种变化称为相变。γ相能够“捕获”碳原子,而α相则不能。
因此,在钢的情况下,其结构可以看成是围绕碳原子的铁原子组。
这样,黑色金属的结构取决于固体中铁和其他物种原子的相分布。
特性与特性
纯铁是一种柔软且易延展的金属,对外部因素的腐蚀和氧化高度敏感。但是,当它包含不同比例的另一种金属或碳时,它将获得新的特性和性能。
实际上,正是这些变化使黑色金属可用于多种应用。
黑色合金通常坚固,耐用且坚韧,具有浅灰色和磁性。
例子
铁艺或甜
它的碳含量小于0.03%。它是银色的,容易生锈并且内部会破裂。另外,它是易延展和可模制的,是良好的电导体并且难以焊接。
这是人类首先用于制造武器,器皿和建筑物的黑色金属类型。目前,它用于板,铆钉,格子等。由于它是良好的电导体,因此用于电磁体的芯中。
粗铁或铸铁
在最初的高炉产品中,它包含3-4%的碳和痕量其他元素,如硅,镁和磷。它的主要用途是干预其他黑色金属的生产。
纯铁
它是具有磁性的灰白色金属。尽管其硬度高,但它又脆又脆。它的熔点很高(1500℃),并且氧化迅速。
它是一种良好的电导体,这就是为什么在电气和电子组件中使用它的原因。否则就没什么用了。
铸铁或铸铁(铸造厂)
它们具有高碳含量(在1.76%和6.67%之间)。它们比钢更硬,但更脆。它们的熔化温度低于纯铁,约1100ºC。
由于它是可模制的,因此可用于制造不同尺寸和复杂度的零件。在这种类型的铁中,使用灰口铸铁,使其具有稳定性和可模塑性。
它们比钢具有更高的耐腐蚀性。而且,它们便宜又密集。它们在相对较低的温度下具有流动性,能够填充模具。
它们还具有良好的压缩性能,但在弯曲前会变脆并断裂,因此不适用于非常复杂的零件。
灰铁
它是最常见的铸铁,其灰色调归因于石墨的存在。它的碳浓度在2.5%至4%之间;此外,它还包含1-3%的有机硅以稳定石墨。
它具有基本铸铁的许多特性,具有很高的流动性。它不易弯曲,在折断前不久会弯曲。
球铁
以球形花岗岩的形式添加的碳的浓度在3.2%至3.6%之间。石墨的球形比灰铁具有更高的抗冲击性和延展性,可用于详细的边缘设计。
钢材
碳含量在0.03%至1.76%之间。其品质包括硬度,韧性和耐物理强度。通常,它们容易生锈。它们是可焊接的,可以在锻造中或机械加工。
它们还比铸铁具有更高的硬度和更少的流动性。因此,它们需要高温才能在模具中流动。
钢铁及其应用
钢有几种类型,每种都有不同的应用:
碳钢或建筑钢
碳浓度可以变化,可以分为四种形式:低碳钢(碳0.25%),半甜钢(碳0.35%),半硬钢(碳0.45%)和硬碳(0.5%)。 )。
它用于制造工具,钢板,铁路车辆,钉子,螺钉,汽车和轮船。
硅钢
也称为电工钢或电磁钢。其硅浓度在1%至5%之间变化,铁在95%至99%之间变化,碳含量为0.5%。
另外,添加了少量的锰和铝。它具有很高的硬度和高电阻。它用于制造磁体和变压器。
镀锌钢
它涂有锌涂层,可防止生锈和腐蚀。因此,对于管道零件和工具的制造是有用的。
不锈钢
它的成分为Cr(14-18%),Ni(7-9%),Fe(73-79%)和C(0.2%)。它具有抗锈蚀和抗腐蚀能力。它用于餐具和切削材料的生产。
锰钢
它的组成是Mn(10-18%),Fe(82-90%)和C(1.12%)。它坚硬且耐磨损。用于火车轨道,保险箱和装甲。
殷钢
它具有36%的镍,64%的铁和0.5%的碳。它的膨胀系数低。它用于指标刻度的构建;例如:卷尺。
参考文献
- 惠特顿,戴维斯,佩克和斯坦利。(2008)。化学。第8版,CENGAGE学习。
- 管理员。(2017年9月19日)。什么是铁,铁从哪里来,铁的种类有多少?取自2018年4月22日,来自:termiser.com
- 维基百科。(2018)。铁。检索于2018年4月22日,来自:en.wikipedia.org
- 金属。一般属性。金属的提取和分类。检索于2018年4月22日,来自:edu.xunta.gal
- 何塞·费雷尔。(2018年1月)。黑色金属和非铁素体材料的冶金特征。检索于2018年4月22日,来自:steemit.com
- 英国随笔。(2013年11月)。黑色金属的基本结构。于2018年4月22日从ukessays.com检索
- d (2011年7月7日)。铁阿尔法和铁伽玛。。取自2018年4月22日,来自:commons.wikimedia.org
- 沃迪 (2008年6月15日)。不锈钢编织带。。取自2018年4月22日,来自:commons.wikimedia.org