Анализ сплавов на основе железа: стали и цветных металлов. Железо и все его сплавы называют.

Цинк. Сине-белый металл. Его добывают из диоксида цинка. Он используется для гальванического покрытия железа и для изготовления электрических батарей. Входит в состав латуни.

Анализ сплавов на основе железа: стали и цветных металлов

Самым популярным материалом считается железо. Он используется во всех отраслях промышленности. Люди знали этот металл с древних времен. Когда кузнецы научились делать чистый материал, он превзошел известные в то время сплавы и вытеснил их из производства. Железные сплавы — это результат усилий человека изменить свойства этого металла.

Расплавленный сплав

Железные сплавы

Состав и свойства

Структура и свойства железа обуславливают его популярность в различных отраслях промышленности. Состав представляет собой основной материал с примесями других веществ. Процентное содержание дополнительных металлов не превышает 0,8%. Наиболее важные параметры включают:

  1. Температура плавления — 1539 градусов по Цельсию.
  2. Твердость по Бринеллю — 350–450 Мн/кв. м.
  3. Удельная масса — 55,8.
  4. Плотность — 7,409 г/куб см.
  5. Теплопроводность — 74,04 Вт/(м·К) (при комнатной температуре).
  6. Электропроводность — 9,7·10-8 ом·м.

Не следует забывать, что железо считается одним из важнейших элементов человеческого организма. Не стоит забывать, что железо является одним из важнейших элементов человеческого организма, но его очень трудно усвоить через пищу. Суточная доза, которую должны принимать мужчины, составляет 10 мг. Для нормального функционирования организма женщины должны принимать 20 мг этого вещества.

Стали легированные первой группой элементов (стали аустенитного класса)Стали легированные второй группой элементов (стали феррит ного класса)Влияние легирующих элементов на критические точки стали

Литейные чугуны

Отливки можно разделить на 5 основных категорий:

Читайте также: Накатывание резьбы: существующие методы и их характеристики.

  1. Серые чугуны. Содержат углерод (графит) в пластинчатой форме. Большинство типов серого чугуна имеют графит в перлитовой структуре.
  2. Пластичные чугуны, или чугуны с шаровидным графитом. Содержат графит в форме шаровидных включений, образовавшихся во время литья при добавлении к расплавам магния или церия. Материал имеет большую пластичность, чем серые чугуны.
  3. Белые чугуны. В них нет графита, содержат твердый цементит. Название получили за специфический белый (светлый) блеск в изломе.
  4. Ковкие чугуны. Получаются при тепловой обработке белых чугунов. Их иногда разделяют на две категории, ферритовый и перлитовый, или рассматривают как три группы: белосердечный, черносердечный и перлитовый. Ковкие чугуны имеют лучшую тягучесть, чем серые литейные чугуны, и это, в сочетании с их высоким пределом на растяжение, способствует их широкому применению.
  5. Высоколегированные чугуны. Сплавы, которые содержат соответствующие добавки таких элементов, как кремний, хром, никель или алюминий. Их можно рассматривать как две категории чугунов: безграфитные белые чугуны и чугуны, содержащие графит. Безграфитные белые чугуны имеют очень высокое сопротивление истиранию. В содержащих графит чугунах он находится в форме чешуек или шаровидных включений, и к ним применимы определения теплового сопротивления серых и пластичных чугунов. Такие типы чугунов имеют весьма высокое коррозионное сопротивление и называются коррозионностойкими.

ЖЕЛЕЗО И ЕГО СПЛАВЫ

Железо и его сплавыВыполнила студентка группы АСУ14-1 Кознова Анастасия

В настоящее время 54 282 учебных заведения предлагают дополнительные накопительные скидки (от 2% до 25%). Чтобы узнать, какая скидка распространяется на всех сотрудников вашего учреждения, войдите в свой личный кабинет «Инфорумок».

Курс переподготовки

Охрана труда

К этой скидке мы можем добавить скидку для вашего учебного заведения (в зависимости от того, сколько ваших коллег прошли курсы «Инфоурок»).

В настоящее время 54 282 учебных заведения предлагают дополнительные накопительные скидки (от 2% до 25%). Чтобы узнать, какая скидка распространяется на всех сотрудников вашего учреждения, войдите в свой личный кабинет «Инфорумок».

Курс переподготовки

Безопасность технологических процессов и производств

К этой скидке мы можем добавить скидку для вашего учебного заведения (в зависимости от того, сколько ваших коллег прошли курсы «Инфоурок»).

В настоящее время 54 282 учебных заведения предлагают дополнительные накопительные скидки (от 2% до 25%). Чтобы узнать, какая скидка распространяется на всех сотрудников вашего учреждения, войдите в свой личный кабинет «Инфорумок».

Влияние легирующих элементов на равновесную структуру и свойства сталей.

В качестве сплавов чаще всего используются следующие элементы: Cr, Ni, Mn, Si, Mo, W, V, Ti, Co, Nb и реже Al, Cu, B и некоторые другие.

Почти все легирующие элементы модифицируются:

Читайте также.

  • температуру полиморфных превращений железа;
  • температуру эвтектойдной и эвтектической реакций;
  • растворимость углерода в аустените;
  • взаимодействия с углеродом образуют карбиды;
  • взаимодействия друг с другом или с железом образуют интерметаллиды.

Легирующие элементы можно разделить на две группы в соответствии с их влиянием на температуры A3 и A4:

  • в первую группу входят элементы, которые понижают А3 и повышают А4. К ним относятся Ni, Mn, C, N и др. Такие сплавы называют – аустенитными сталями (рис.30);
  • во вторую группу входят элементы, которые повышают А3 и понижают А4. Таких элементов большинство Cr, Mo, W, V, Si, Ti и др. Такие сплавы называют – ферритными сталями (рис.31)

Стали легированные первой группой элементов (стали аустенитного класса)

Рис.30 Стали, легированные первой группой элементов (стали аустенитного класса).

Стали легированные второй группой элементов (стали феррит ного класса)

Рис.31 Стали, легированные второй группой элементов (ферритные типы).

Одна группа легирующих элементов не образует карбидов, а другая группа элементов может образовывать карбиды (специальные карбиды), более того, они могут взаимодействовать с цементитом и образовывать легированный цементит (рис.32).

Легированный цементит обычно записывается как (Fe, Cr)3 C или (Fe, Mn)3 C или в общем виде Me3C.

Сильные карбиды — Mo, W, V, Ti — образуют с углеродом интрузивную фазу. В основном карбиды относятся к типу MS или M2C. Промежуточные фазы, которые являются очень тугоплавкими, почти не растворяются в аустените. Для растворения и разложения этих фаз сталь должна быть нагрета до температуры~1300oC. Из-за нерастворимости промежуточных фаз аустенит обедняется углеродом, когда сталь легируется сильными карбидами.

Взаимодействие легирующих элементов с углеродом

Рис.32 Взаимодействие легирующих элементов с углеродом

Легирующие элементы влияют на температуры фазовых превращений сталей при нагреве и состав диаграмм S и E (рис. 33).

Влияние легирующих элементов на критические точки стали

История открытия

Все еще знают железный век со школьной скамьи. Это исторический период, когда человек впервые научился извлекать этот металл из руд. Железный век помещен между 9 и 7 веками до нашей эры. Этот металл оказал огромное влияние на развитие людей того времени. По своим свойствам он превосходил смеси цветных металлов. Из него изготавливали инструменты, оружие, доспехи, строительные материалы и многое другое. Постепенно кузнецы стали смешивать его с другими металлами для получения новых материалов. Таким образом, были созданы новые сплавы.

Этот материал используется во многих различных отраслях промышленности:

  1. Смеси и однородный металл применяются в машиностроении. Из них изготавливаются внутренние детали, корпуса, подвижные механизмы.
  2. Судостроение, самолётостроение, ракетостроение.
  3. Строительство — изготовление крепежей, расходных материалов.
  4. Приборостроение — изготовление электроники для дома.
  5. Радиоэлектроника — создание элементов для электроприборов.
  6. Медицина, станкостроение, химическая промышленность.
  7. Изготовление оружия.

Когда однородный материал для чего-то не подходит, подходят соединения на его основе, свойства которых сильно варьируются.

Строго говоря, железо — единственный представитель черных металлов, но к этой категории металлов относятся и так называемые железные сплавы: Чугун, сталь и ферросплавы.

Железо — пластичный, блестящий, серо-белый металл, способный растворять углерод и другие элементы, что делает его пригодным для получения сплавов железа. Железо легко плавится в холодном или горячем состоянии. Его можно обрабатывать различными методами (прокатка, штамповка, резка и другие). Это самый доступный и дешевый металл.

В твердом состоянии он имеет различные кристаллические модификации, которые могут изменяться при нагревании или охлаждении. Измененная структура кристаллической решетки, которую принимает металл при низких температурах, обычно обозначается буквой a (a-железо), при более высоких температурах — буквой b (b-железо) и при более высоких температурах — буквой c (c-железо). При нагревании выше 723 °C α-железо превращается в γ-железо. Это наиболее важное преобразование, которое широко используется в термической обработке. При этом происходит перестройка кристаллической решетки, в результате которой существующие кристаллы растворяются и образуются новые. Он значительно повышает способность железа растворять углерод и улучшает механические свойства его сплавов.

Читайте также. Свойства металлов

Железо образует сплавы со многими металлами и неметаллами. Самые разнообразные свойства железоуглеродистых сплавов обусловлены их структурой. Структурные составляющие железоуглеродистых сплавов включают феррит, аустенит, цементит, перлит и лентебурит.

Феррит

Феррит — это твердый раствор углерода (до 0,02%) в a-железе. Поскольку при комнатной температуре a-железо растворяет углерод лишь на одну тысячную процента, свойства феррита близки к свойствам чистого железа. Он имеет низкую прочность и твердость, но очень пластичен. Эта структура широко используется в тонколистовой и низкоуглеродистой стали.

Мы относимся ко всем клиентам с уважением и выполняем работы любого объема с одинаковой тщательностью.

Наши производственные мощности позволяют нам обрабатывать широкий спектр материалов:

  • цветные металлы;
  • чугун;
  • нержавеющую сталь.

При выполнении работ наши специалисты используют все известные методы металлообработки. Современное оборудование последнего поколения позволяет нам добиваться максимального соответствия оригинальным проектам.

Для того чтобы приблизить заготовку к эскизу, представленному заказчиком, наши специалисты используют универсальные устройства для заточки ювелирных инструментов для особо сложных задач. В наших производственных цехах металл становится податливым материалом, из которого можно изготовить любое изделие.

Преимущество использования услуг наших специалистов заключается в том, что они соответствуют ГОСТу и всем техническим стандартам. Строгий контроль качества осуществляется на каждом этапе работы, поэтому мы можем гарантировать нашим клиентам добросовестное исполнение изделия.

Благодаря опыту наших мастеров в производстве стандартного продукта, отвечающего самым высоким стандартам. Мы опираемся на мощные материальные ресурсы и инновационные технологические ноу-хау.

Мы сотрудничаем с клиентами из всех регионов России. Если вы хотите разместить заказ на металлоконструкции, наши менеджеры готовы выслушать все требования. При необходимости клиент получит бесплатную консультацию специалиста.

Сплавы на основе железа

Что это такое? Железные сплавы — это результат усилий человека изменить свойства исходного материала в лучшую сторону. Надо сказать, что усилия были весьма успешными. Многие из полученных соединений превосходят свои основания по некоторым параметрам. Кто из них? Существуют различные сплавы железа. Самыми популярными, конечно, являются чугун и сталь. Но есть и другие соединения, не менее полезные для цивилизации: Феррит, перлит, аустенит и другие….

  • Характеристика сплавов железа
  • Наиболее распространенные сплавы
    • Чугун
    • Сталь
    • Феррит
    • Перлит
    • Аустенит
    • Ледебурит
    • Цементит

    Характеристика сплавов железа

    Чистый металл имеет серебристо-серый цвет, пластичен и податлив. Самородные стержни, найденные в естественной среде, имеют сильный металлический блеск и значительную твердость. Особым свойством материала является его электропроводность, что позволяет передавать электричество с помощью свободных электродов.

    Характеристика сплавов железа

    Железо используется в различных областях производства благодаря своим свойствам материала. Металл не используется в чистом виде, а к основе добавляются различные добавки. Процентное содержание других металлических добавок составляет около 0,8%. Основные характеристики железа:

    • температура плавления — 1539 градусов;
    • коэффициент твердости по Бринеллю — 350–450 Мн/м2;
    • удельная масса — 55,8;
    • уровень плотности — 7,409 г/см3;
    • теплопроводность при комнатной температуре — 74,04 Вт/(м·К);
    • показатель электропроводности — 9,7·10-8 Ом·м.

    На практике металлы используются с различными стабилизирующими добавками, которые делают сплав пригодным для изготовления деталей и конструкций.

    Сплав — это смесь различных компонентов, металлов и неметаллов, соединенных вместе в жидком состоянии.

    Эти вещества часто содержат различные примеси. Они могут быть полезными и улучшать характеристики металла, но могут быть и вредными, отрицательно влияя на свойства сплава. Примеси могут быть либо намеренно добавлены в раствор, либо случайно попали в сплав. Добавки придают металлу необходимые механические свойства.

    Когда раствор охлаждается, образуется твердое вещество, химическое соединение или механический сплав. Первый вариант предполагает, что преобладающий компонент остается неизменным, а дополнительный компонент входит в состав вещества в виде отдельных атомов.

    Химическое соединение характеризуется новой кристаллической решеткой, в которой элементы образуют связи друг с другом. Механическое соединение — это гетерогенный сплав, содержащий вещества с неизменной кристаллической структурой.

    Cплавы железа

    В зависимости от основного элемента сплавы делятся на группы. Сплавы железа, например, называются черными сплавами. Стали и чугуны относятся к этой группе.

    Сплавы на основе алюминия, магния, титана и бериллия имеют относительно низкую плотность и называются легкими сплавами. Композиции на основе меди, свинца и олова называются тяжелыми цветными сплавами.

    Легкие цветные металлы обязательно содержат в своем составе цинк, кадмий, олово, свинец и висмут. Сплавы с молибденом, ниобием, цирконием, вольфрамом, ванадием и другими относятся к тугоплавким цветным металлам.

    Железоуглеродистые сплавы широко используются в производстве различных изделий, компонентов и конструкций. В технической литературе их часто называют железоуглеродистыми сплавами. К ним относятся стали и чугуны. Отличие одного вида металла от другого определяется количеством углерода в сплаве. Стали имеют содержание углерода менее 2,14%. В чугуне этот компонент превышает данное значение.

    Черные сплавы, такие как чугун и сталь, наиболее часто используются для изготовления современных машин. Их доля в производстве в десять раз превышает долю всех остальных металлов вместе взятых.

    На примере производства популярного сплава железа (чугуна) будет показано, как производятся распространенные соединения металлов.

    Используются следующие методы:

    Методы получения сплавов на основе железа

    1. Прямая технология. В плавильную печь загружают окатыши железной руды, которые продувают угарным газом, смешанным с кислородом и аммиаком. Температура обработки составляет 1000 градусов.
    2. Мартеновский метод. Твердый чугун проходит термическую обработку в мартеновской печи с добавлением примесей.
    3. Электроплавильный способ. Металл получают в закрытых печах, нагретых до 2200 градусов. Эта технология позволяет получить сплав высокого качества.
    4. Кислородно-конвертерный метод. Термическая обработка чугуна производится в печи с дополнительным обдувом кислородом и воздухом, в результате чего технологический цикл проходит быстрее.

    Процесс изготовления чугуна:

    • Подготовка руды заключается в измельчении на маленькие частицы.
    • Измельчение коксового угля.
    • Дробление флюса.
    • Загрузка в печь. Этот процесс предполагает использование доменных печей.

    За основным циклом производства металла следует дополнительный этап обработки. К ним относятся отжиг, нормализация, закалка и отпуск. Эти процессы улучшают свойства металлов.

    Вряд ли найдется область нашей жизни, в которой бы не использовались металлы. Сплавы на основе железа широко используются в производстве машин, инструментов, конструкций, приборов и других объектов. И по сей день стали и чугуны востребованы в промышленности страны больше, чем любой другой современный материал.

    Пожалуйста, оцените эту статью

    Железо и сталь

    Железо — это элемент. Его добывают из руды, представляющей собой соединение железа и кислорода. Большая часть добываемого железа используется для производства стали — сплава железа и углерода. Наиболее распространенными железными рудами являются магнетит (вверху) и гематит (внизу). Железо извлекается из руды в доменных печах. Этот процесс называется плавкой. В печи очень горячий воздух продувается через слой железной руды, известняка и кокса. Кокс представляет собой почти чистый углерод и производится путем нагревания угля. Углерод в коксе соединяется с кислородом, образуя угарный газ, который затем «вытягивает» кислород из руды, оставляя чистое железо, и образует углекислый газ. Это пример реакции восстановления. Руда, кокс и известняк поступают в печь. Известняк вступает в реакцию с примесями в руде, образуя шлак. Внутри печи горячий воздух вступает в реакцию с углем. Образуется монооксид углерода. Температура в печи поднимается до 2000 °C. Затем угарный газ вступает в реакцию с кислородом в руде и восстанавливает ее до железа. Расплавленный шлак вытекает из нижней части печи. Используется в дорожном строительстве. В конце расплавленное железо выводится наружу. Доменная печь работает непрерывно в течение 10 лет, пока не износятся стенки. Высота доменной печи составляет 30 метров, а толщина стен — 3 метра.

    Железо из руды содержит углерод (около 4 %) и другие примеси, особенно серу. Примеси делают железо хрупким, поэтому большая его часть перерабатывается в сталь. Этот процесс удаляет примеси из железа. Содержание углерода в стальных крепежных изделиях составляет около 0,08%. Инструменты изготавливаются из стали, содержащей хром, ванадий и до 1 % углерода. Сталь производится путем воздействия кислорода на расплавленное железо. Часто к железу добавляют небольшое количество стального лома. Кислород реагирует с углеродом в железе, образуя монооксид углерода, который используется в качестве топлива. После рафинирования содержание углерода в стали составляет не более 0,04%; количество зависит от качества стали. Сталь также производится путем переплавки чугуна в электродуговой печи. Для производства стали расплавленное железо и стальной лом заливают в печь, называемую конвертером. Угарный газ образуется в ходе реакции с углеродом (см. также статью «Химические реакции»). Другим методом производства стали является повторная заморозка стальных слитков в электродуговой печи. Сильный электрический ток (см. также статью «Электричество») расплавляет осколки. Расплавленный шлак вытекает из нижней части печи. Используется в дорожном строительстве.

    Сплавы

    Сплав — это смесь двух или более металлов или одного металла и другого вещества. Например, латунь — это сплав меди и цинка. Латунь прочнее меди, легко обрабатывается и не подвержена коррозии. В чистых металлах атомы «упакованы» в тесные ряды (левый рисунок). Ряды могут скользить друг по другу, делая металл мягким. Сильные смещения в рядах приводят к разрушению металла. В сплаве другие атомы укрепляют металл (см. рисунок справа), поскольку смещение рядов уже невозможно. В результате сплавы оказываются прочнее чистых металлов.

    Многие металлы сами по себе слишком мягкие для использования, но их сплавы могут выдерживать высокое давление и высокие температуры (см. статью «Тепло и температура»). Сталь — это сплав железа и углерода, неметалл. Различные виды стали могут быть получены путем добавления небольшого количества других металлов. Ножи и вилки изготавливаются из нержавеющей стали — сплава стали, хрома и никеля. Сплавы стали с марганцем обладают высокой прочностью и используются в промышленности для изготовления режущих инструментов. Алюминиево-магниевые сплавы легкие, прочные и устойчивые к коррозии. Они используются для изготовления велосипедов и самолетов (см. статью Полет).

    Важнейшие металлы и сплавы

    Алюминий. Очень легкий, серебристо-белый металл, не подверженный коррозии. Его получают из бокситов путем электролиза. Алюминий используется для изготовления электропроводки, самолетов, кораблей (см. статью о плавучести), автомобилей, банок для напитков и алюминиевой фольги для приготовления пищи. Банки для напитков, изготовленные из алюминия, очень легкие и прочные.

    Латунь. Пластичный сплав меди и цинка. Латунь используется для изготовления ювелирных изделий, украшений, музыкальных инструментов, винтов и пуговиц для одежды.

    Медь известна с древних времен как ковкий, некорродирующий сплав меди и олова.

    Кальций Мягкий, серебристо-белый металл. Находится в известняке и меле, а также в костях и зубах животных. Кальций в организме человека содержится в костях и зубах. Он используется в производстве цемента и высококачественной стали.

    Хром. Твердый серый металл. Используется в производстве нержавеющей стали. Используется в защитных целях и для придания металлическим предметам блестящего блеска.

    Медь: ковкий красноватый металл. Медь используется в производстве электропроводки и баков для горячей воды. Медь также используется в производстве латуни, бронзы и в плавильной ковке.

    Мельхиор: сплав меди и никеля. Используется для производства почти всех «серебряных» монет.

    Золото. Мягкий, инертный, светло-желтый металл. Используется в электронике и ювелирных изделиях.

    Железо. Податливый, серебристо-белый, ферромагнитный материал. В основном его добывают из руды в доменных печах. Он используется в машиностроении и в производстве стали и сплавов. Наша кровь также содержит железо.

    Вести. Тяжелый, ковкий, токсичный, сине-белый металл. Его добывают из минерала галенита. Свинец используется для изготовления электрических батарей, крыш и экранирования для защиты от рентгеновских лучей.

    Магний. Легкий серебристо-белый металл. Он горит ярким белым пламенем. Используется для сигнальных огней и фейерверков. Он входит в состав сплавов легких металлов. Магний и другие металлы используются в праздничных ракетах.

    Ртуть. Тяжелый, серебристо-белый, токсичный, жидкий металл. Используется в термометрах, содержится в зубной амальгаме и взрывчатых веществах.

    Платина Пластичный, серебристо-белый, инертный металл. Он используется в качестве катализатора и в производстве электроники и ювелирных изделий. Платина не вступает в реакцию. Он используется в ювелирном деле.

    Плутоний. Радиоактивный металл. Он образуется в ядерных реакторах при бомбардировке урана и используется при производстве ядерного оружия (см. статью «Ядерная энергия и радиоактивность»).

    Калий Легкий серебристый металл. Очень химически активен. Соединения калия содержатся в удобрениях.

    Серебро: ковкий, серо-белый металл. Хороший проводник тепла и электричества. Используется для изготовления украшений и столовых приборов. Часть фотоэмульсии (см. статью «Фотография и фотоаппараты»).

    Сварка. Сплав олова и свинца. Он плавится при относительно низкой температуре. Используется для пайки проводов в электронике.

    Натрий Мягкий, серебристо-белый, реактивный металл. Входит в состав поваренной соли. Используется в производстве ламп на основе паров натрия и в химической промышленности.

    Сталь. Сплав железа и углерода. Широко используется в промышленности. Нержавеющая сталь, сплав стали и хрома, не подвержена коррозии и используется в аэрокосмической промышленности (см. статью «Ракеты и космические аппараты»).

    Состав и структура

    zhelezo-metall-tsena

    Железо существует в 4 различных модификациях, которые отличаются друг от друга параметрами решетки и структурой. Наличие фаз имеет решающее значение для плавки, поскольку именно фазовые переходы и их зависимость от легирующих элементов определяют ход металлургических процессов в этом мире. Таким образом, это следующие этапы:

    • α-фаза устойчива до +769 С, обладает объемно-центрированной кубической решеткой. α-фаза является ферромагнетиком, то есть, сохраняет намагниченность в отсутствии магнитного поля. Температура в 769 С является точкой Кюри для металла.
    • β-фаза существует от +769 С до +917 С. Структура модификации та же, но параметры решетки несколько другие. При этом сохраняются практически все физические свойства за исключением магнитных: железо становится парамагнетиком.
    • γ — фаза появляется в диапазоне от +917 до +1394 С. Для нее характера гранецентрированная кубическая решетка.
    • δ-фаза существует выше температуры в +1394 С, обладает объемно-центрированной кубической решеткой.

    Различают также Е-модификацию, которая происходит при высоком давлении и путем легирования определенными элементами. Е-фаза имеет плотно упакованную гексагональную решетку.

    Далее мы объясним плотность и удельную теплоемкость железа.

    Физические и химические свойства железа объясняются в этом видео:

    Свойства и характеристики

    Физические свойства железа в значительной степени зависят от его чистоты. Разница между свойствами химически чистого железа и товарного железа, не говоря уже о легированной стали, значительна. Физические свойства обычно указываются для технического железа с содержанием примесей 0,8 %.

    Необходимо отличать вредные примеси от легирующих добавок. Сера и фосфор, например, делают сплав хрупким без увеличения твердости или механической прочности. Углерод в стали увеличивает эти параметры, т.е. является полезным ингредиентом.

    • Плотность железа (г/см3) в некоторой степени зависит от фазы. Так, α-Fe имеет плотность равную 7,87 г/куб. см при нормальной температуре и 7,67 г/куб. см при +600 С. Плотность γ-фазы ниже – 7,59 г/куб. см. а δ-фазы еще меньше – 7,409 г/куб.см.
    • Температура плавления вещества – +1539 С. Железо относится к умеренно тугоплавким металлам.
    • Температура кипения – +2862 С.
    • Прочность, то есть стойкость к нагрузкам разного рода – давление, растяжение, изгиб, регламентируется для каждой марки стали, чугуна и феррита, так что об этих показателях говорить в общем сложно. Так, быстрорежущие стали имеет предел прочности на изгиб равный 2,5–2,8 ГПа. А тот же параметр обычного технического железа составляет 300 МПА.
    • Твердость по шкале Мооса – 4–5. Специальные стали и химически чистое железо достигают куда более высоких показателей.
    • Удельное электрическое сопротивление 9,7·10-8 ом·м. Железо проводит ток куда хуже меди или алюминия.
    • Теплопроводность тоже ниже, чем у этих металлов и зависит от фазового состава. При 25 С составляет 74,04 вт/(м·К)., при 1500 С — 31,8 Вт/(м.К).
    • Железо прекрасно куется, причем как при нормальной, так и повышенной температуре. Чугун и сталь поддаются литью.
    • Биологически инертным вещество назвать нельзя. Однако токсичность его очень низкая. Связано это, правда, не столько с активностью элемента, сколько с неспособностью человеческого организма хорошо его усвоить: максимум составляет 20% от получаемой дозы.

    Железо не может быть классифицировано как экологическое вещество. Однако наибольшее воздействие на окружающую среду оказывают не отходы, поскольку железо довольно быстро ржавеет и корродирует, а отходы производства, т.е. шлаки и газы.

    zhelezo-metall-viidyi

    Применение железа и железных сплавов огромно. Легче определить, где металл не используется.

    • Строительство – сооружение всех видов каркасов, от несущего каркаса моста, до коробки декоративного камина в квартире, не может обойтись без стали разных сортов. Арматура, прутки, двутавры, швеллеры, уголки, трубы: абсолютно вся фасонная и сортовая продукция используется в строительстве. То же самое касается и листового проката: из него изготавливают кровлю, металлочерепицу, профнастил и так далее.
    • Машиностроение – по прочности и стойкости к износу со сталью очень мало, что может сравниться, так что детали корпуса абсолютного большинства машин изготавливаются из сталей. Тем более в тех случаях, когда оборудование должно работать в условиях высоких температур и давления.
    • Инструменты – с помощью легирующих элементов и закалки металлу можно придать твердость и прочность близкую к алмазам. Быстрорежущие стали – основа любых обрабатывающих инструментов.
    • В электротехнике использование железа более ограничено, именно потому, что примеси заметно ухудшают его электрические свойства, а они и так невелики. Зато металл незаменим в производстве магнитных частей электрооборудования.
    • Трубопровод – из стали и чугуна изготавливают коммуникации любого рода и вида: отопление, водопроводы, газопроводы, включая магистральные, оболочки для силовых кабелей, нефтепроводы и так далее. Только сталь способна выдерживать столь огромные нагрузки и внутреннее давление.
    • Бытовое использование – сталь применяется везде: от фурнитуры и столовых приборов до железных дверей и замков. Прочность металла и износостойкость делают его незаменимым.

    Железо и его сплавы сочетают в себе прочность, долговечность и износостойкость. Кроме того, этот металл относительно дешев в производстве, что делает его важным материалом для современной экономики.

    О сплавах железа с цветными металлами и тяжелыми черными металлами смотрите в этом видеосюжете

Оцените статью
Uhistory.ru
Добавить комментарий