Հատկություններ
- Ատոմային խորհրդանիշ. Fe
- Ատոմային համարը `26
- Element Կատեգորիա: Անցումային մետաղ
- Խտություն `7.874 գ / սմ 3
- Հալման կետ `2800 ° F (1538 ° C)
- Եռման կետ `5182 ° F (2862 ° C)
- Moh's Hardness: 4
Բնութագրերը
Մաքուր երկաթը արծաթագույն գունավոր մետաղ է, որը ջերմություն եւ էլեկտրականություն է վարում:
Երկաթը չափազանց ռեակտիվ է մենակ գոյություն ունենալու համար, եւ դա բնական երեւույթ է միայն երկրի խալերում, ինչպես երկաթե հանքաքարեր, ինչպիսիք են հեմատիտը, մագնետիտը եւ սիդերիտը:
Դրանք երկնային բնութագրիչ հատկություններից մեկն այն է, որ դա խիստ մագնիսական է : Ակնհայտ է, որ ուժեղ մագնիսական դաշտը կարող է մագնիսացված լինել: Գիտնականները կարծում են, որ երկրի հիմքը կազմում է մոտավորապես 90% երկաթ: Այս երկաթի արդյունքում առաջացած մագնիսական ուժը այն է, ինչ ստեղծում է մագնիսական Հյուսիսային եւ Հարավային բեւեռները:
Պատմություն
Iron- ը, հավանաբար, հայտնաբերվել եւ արդյունահանվել է երկաթի հանքաքարերի վերեւում փայտի այրման արդյունքում: Փայտի ածխածինը կարող էր արձագանքել հանքաքարի թթվածնի հետ `թողնելով փափուկ, շարժունակ երկաթի մետաղ: Մետաղապլաստե եւ երկաթի օգտագործումը գործիքներ եւ զենքեր պատրաստելու համար սկսվել է Մեսոպոտամիայում (ներկայիս Իրաք), մ.թ.ա. 2700-ից մինչեւ 3000 թ .: Հաջորդ 2000 տարիների ընթացքում երկաթի հալածման գիտելիքները տարածում էին դեպի Արեւելք դեպի Եվրոպա եւ Աֆրիկա, ժամանակաշրջանում հայտնի որպես երկաթի դարաշրջան:
17-րդ դարից, մինչեւ 19-րդ դարի կեսերին հայտնաբերված պողպատի արտադրության արդյունավետ մեթոդ, երկաթը ավելի շատ օգտագործվում է որպես կառուցվածքային նյութ, նավերի, կամուրջների եւ շինությունների համար: 1889 թ.-ին կառուցված Էյֆելյան աշտարակը պատրաստվել է ավելի քան 7 միլիոն կիլոգրամ երկաթով:
Rust
Iron- ի ամենավտանգավոր բնութագիրը ժանգի ձեւավորման միտում է:
Ռուստը (կամ երկաթի օքսիդը) դարչնագույն, խճճված բարդույթ է, որը արտադրվում է, երբ երկաթը թթվածին է ենթարկվում: Ջրի պարունակությամբ թթվածնային գազը արագացնում է կորոզիայի գործընթացը: Ռնոցի չափը, թե որքան արագ է երկաթը դառնում երկաթային օքսիդ `որոշվում է ջրի թթվածնի պարունակությամբ եւ երկաթի մակերեսը: Աղի ջուրը ավելի թթվածն է, քան թարմ ջուրը, որի արդյունքում աղի ջուրն ավելի արագ է, քան քաղցրահամ ջուրը:
Ռուստը կարող է կանխվել երկաթը ծածկել այլ մետաղներով, որոնք թթվածին քիմիապես ավելի գրավիչ են, ինչպիսիք են ցինկը ( ցինկով երկաթի ծածկույթը կոչվում է « ցինկապատ »): Այնուամենայնիվ, ժանգից պաշտպանելու ամենաարդյունավետ մեթոդը պողպատի օգտագործումն է:
Steel
Steel- ը երկաթի եւ տարբեր այլ մետաղների խառնուրդ է, որոնք օգտագործվում են երկաթերի հատկությունները (ուժը, կորոզիայի դիմադրությունը, տաքության հանդուրժողականությունը եւ այլն): Երկաթով օժտված տարրերի տեսակն ու չափը փոփոխելը կարող է արտադրել տարբեր տեսակի պողպատ:
Ամենատարածված պողպատները հետեւյալն են.
- Ածխածնային պողպատից, որը պարունակում է 0.5-1.5% ածխածնի միջեւ: Դրանք ամենատարածված պողպատեներն են եւ օգտագործվում են ավտոմատ մարմինների, նավի ականջակալների, դանակների, մեքենաների եւ կառուցվածքային բոլոր տեսակների համար:
- Ցածր խառնուրդներ, որոնք պարունակում են 1-5% այլ մետաղներ (հաճախ նիկել կամ վոլֆրամ ): Նիկել պողպատը կարող է դիմակայել լարվածության բարձր մակարդակին եւ, հետեւաբար, հաճախ օգտագործվում է կամուրջների կառուցման եւ հեծանիվ շղթաներ պատրաստելու համար: Վոլֆրամի պողպատեները պահպանում են իրենց ձեւը եւ ուժը բարձր ջերմաստիճանի միջավայրում եւ օգտագործվում են ազդեցության, պտտվող ծրագրերի մեջ, ինչպիսիք են փորված բիտերը:
- Բարձր խառնուրդներ, որոնք պարունակում են այլ մետաղների 12-18% -ը, կիրառվում են մասնագիտացված ծրագրերում միայն բարձր արժեքով: Բարձր ալյումինե պողպատից մեկ օրինակ է չժանգոտվող պողպատ, որը հաճախ պարունակում է քրոմ եւ նիկել, սակայն կարող է օժտված տարբեր այլ մետաղներով: Չժանգոտվող պողպատը շատ ուժեղ է եւ բարձր դիմացկուն է կոռոզիայից:
Արտադրություն
Դեմքի մեծ մասը արտադրվում է երկրի մակերեսի մոտ հայտնաբերված հանքաքարերից: Ժամանակակից արդյունահանման տեխնիկան օգտագործում է պայթյունային վառարաններ, որոնք բնութագրվում են բարձր լարերով (ծխնելույզ նմանատիպ կառույցներով): Երկաթը լցվում է բլոկների մեջ, կոկոկով (ածխածնային հարուստ) եւ կրաքարով (կալցիումի կարբոնատ): Այսօր, երկաթյա հանքաքարը, սովորաբար, անցնում է բծախնդիր մտնելու նախապատրաստման միջոցով: Այս գործընթացը կազմում է հանքանյութի կտորներ, որոնք 10-25 մմ միջեւ են, որոնք հետագայում խառնվում են կոկա եւ կրաքարով:
The sintered հանքաքարը, կոկոլային եւ կրաքար, ապա լցվել է բուրգ, որտեղ այն այրվում է 1800 ° C ջերմաստիճանում: Coke այրվածքները, որպես ջերմության աղբյուր, եւ թթվածին, որը նկարահանվում է վառարանում, օգնում է ձեւավորել գազի նվազեցնող ածխաջրածին: Կրաքարերը խառնվում են երկաթում կեղտաթաղանթի հետ: Շրոցը թեթեւ է, քան հալեցված երկաթի հանքաքարը, ուստի այն բարձրանում է մակերեսին եւ հեշտությամբ կարող է հեռացվել: Այնուհետեւ, տաք երկաթը լցվում է հողաթթուներով, պղնձի կամ ուղղակի պատրաստված պողպատե արտադրության համար:
Խոզի երկաթը շարունակում է պարունակել 3.5-4.5% ածխածնի միջեւ եւ այլ խառնուրդներով, եւ խիստ եւ դժվար է աշխատել: Փոշի երկաթի մեջ ֆոսֆորի եւ ծծմբի խառնուրդների իջեցման համար օգտագործվում են տարբեր գործընթացներ `չուգուն արտադրելու համար: Կերտված երկաթ, որը պարունակում է 0,25% -ից պակաս ածխածնային, կոշտ է, շարժիչ եւ հեշտությամբ welded, բայց ավելի շատ աշխատասեր եւ ծախսատար է արտադրել, քան ցածր ածխածնային պողպատից:
2010 թվականին գլոբալ երկաթահանքերի արտադրությունը մոտ 2.4 մլրդ տոննա էր: Չինաստանի ամենախոշոր արտադրողը կազմել է արտադրության շուրջ 37.5% -ը, իսկ մյուս խոշորագույն արտադրող երկրները ներառում են Ավստրալիան, Բրազիլիան, Հնդկաստանը եւ Ռուսաստանը:
Դիմումները
Երկրորդը երկաթը առաջնային կառուցվածքային նյութ էր, սակայն այն վաղուց փոխարինվել է պողպատից `շատ ծրագրերում: Այնուամենայնիվ, չուգունը դեռեւս օգտագործվում է խողովակներում եւ մեքենայական մասեր պատրաստելու համար, ինչպիսիք են գլան գլխիկները, գլանային բլոկները եւ փոխանցող տուփեր: Կառուցված երկաթը դեռ օգտագործվում է տնային դեկորատիվ տարրեր արտադրելու համար, ինչպիսիք են գինու դարակները, մոմերը եւ վարագույրը:
Հղումներ
Փողոց, Արթուր Եւ Ալեքսանդր, WO 1944. Մետաղներ մարդուն ծառայությունում : 11-րդ հրատարակություն (1998):
Միջազգային խոզերի երկաթի ասոցիացիա:
Աղբյուրը `www.pigiron.org.uk
USGS- ը: Հանքային ապրանքի ամփոփում. Երկաթ եւ պողպատ (2011):
Աղբյուրը, http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/iron_&_steel