Својства
- Атомски симбол: Fe
- Атомски број: 26
- Елемент Категорија: Транзиција Метал
- Густина: 7,874 g / cm 3
- Точка на топење: 2800 ° F (1538 ° C)
- Точка на вриење: 5182 ° F (2862 ° C)
- Цврстина на Мох: 4
Карактеристики
Чистото железо е сребрен метал кој добро и прави топлина и електрична енергија.
Железото е премногу реактивно за да постои сам, па само природно се јавува во земната кора како железни руди, како што се хематит, магнетит и сидерит.
Една од особините за идентификација на железо е тоа што е силно магнетна . Изложени на силно магнетно поле, секое парче железо може да се магнетизира. Научниците веруваат дека јадрото на земјата е составено од околу 90% железо. Магнетната сила произведена од ова железо е она што создава магнетни северни и јужни столбови.
Историја
Железото најверојатно првично било откриено и извадено како резултат на дрво кое гори на врвот на железото. Јаглеродот во рамките на дрвото би реагирал со кислородот во рудата, оставајќи мек, податлив железен метал. Топењето на железо и употребата на железо за да се направат алатки и оружје започнаа во Месопотамија (денешен Ирак) помеѓу 2700 и 3000 п.н.е. Во текот на следните 2000 години, знаење за топење на железо се шири кон исток во Европа и во Африка во период познат како Железное време.
Од 17-от век, сè додека не се открие ефикасен метод за производство на челик во средината на 19-тиот век, железото се повеќе се користело како структурен материјал за да се направат бродови, мостови и згради. Ајфеловата кула, изградена во 1889 година, била направена со користење на повеќе од 7 милиони килограми ковано железо.
Рѓа
Најраспространетата карактеристика на железото е нејзината тенденција да формира 'рѓа.
Рѓа (или железен оксид) е кафеаво, тромаво соединение што се произведува кога железото е изложено на кислород. Кислородниот гас што се содржи во вода го забрзува процесот на корозија . Стапката на 'рѓа - колку брзо железо се претвора во феричен оксид - се определува со содржината на кислород во водата и површината на железото. Солената вода содржи повеќе кислород отколку свежа вода, поради што солта вода задржува железо побрзо од свежа вода.
Ржа може да се спречи со премачкување на железо со други метали кои се хемиски поатрактивни за кислород, како што е цинкот (процесот на обложување на железо со цинк се нарекува " галванизација "). Сепак, најефективниот метод за заштита од 'рѓа е употребата на челик.
Челик
Челик е легура на железо и разни други метали, кои се користат за подобрување на својствата (јачина, отпорност на корозија, толеранција на топлина итн.) Од железо. Менувањето на видот и количеството на елементи легурирани со железо може да произведе различни видови на челик.
Најчестите челици се:
- Јаглеродни челици, кои содржат помеѓу 0,5-1,5% јаглерод. Ова се најчестите челици и се користат за авто делови, бродови, ножеви, машини и сите видови на структурни потпори.
- Нисколегирани челици, кои содржат 1-5% други метали (често никел или волфрам ). Никелскиот челик е способен да издржи високи нивоа на напнатост и затоа често се користи при изградба на мостови и за изработка на велосипедски синџири. Волфранот челици ја задржат својата форма и сила во високи температури средини и се користат во удар, ротирачки апликации, како што се вежба битови.
- Високолегираните челици, кои содржат 12-18% од другите метали, се користат само во специјални апликации поради нивната висока цена. Еден пример за висок легиран челик е нерѓосувачки челик, кој често содржи хром и никел, но може да се легури со разни други метали. Нерѓосувачкиот челик е многу силен и високо отпорен на корозија.
Производство
Повеќето железо се произведува од руди кои се наоѓаат во близина на површината на Земјата. Модерните техники за екстракција користат високи печки, кои се карактеризираат со нивните високи стекови (оџак-структури). Железото се влива во коцки заедно со кокс (јаглерод богат со јаглерод) и варовник (калциум карбонат). Денес, железната руда нормално поминува низ процес на синтерување пред да влезе во магацинот. Овој процес формира парчиња руда кои се помеѓу 10-25мм, кои потоа се мешаат со кокс и варовник.
Синтеруваните руди, кокс и варовник потоа се ставаат во оџакот каде што согорува на температура од 1800 ° C. Кока-кола гори како извор на топлина, и заедно со кислород што е застрелан во печката, помага да се формира редуцирачки гасен јаглерод моноксид. Варовникот се меша со нечистотии во железото за да формира згура. Козјата е полесна од растопена железна руда, па се крева на површината и лесно може да се отстрани. Топлото железо потоа се нанесува во калапи за производство на сурово железо или директно подготвено за производство на челик.
Суровото железо сè уште содржи помеѓу 3,5-4,5% јаглерод, заедно со други нечистотии и е кршливо и тешко да се работи. Различни процеси се користат со цел да се намалат нечистотиите од фосфор и сулфур во суровото железо со цел да се произведе леано железо. Ковано железо, кое содржи помалку од 0,25% јаглерод, е цврсто, ковчесто и лесно заварено, но е многу потешко и скапо да произведува отколку нискоглероден челик.
Во 2010 година, глобалната производство на железна руда изнесуваше околу 2,4 милијарди тони. Кина, најголем производител, изнесува околу 37,5% од вкупното производство, додека другите главни земји-производители се Австралија, Бразил, Индија и Русија.
Апликации
Железото некогаш беше основен структурен материјал, но во повеќето апликации тој веќе долго време е заменет со челик. Сепак, леано железо се уште се користи во цевки и да се произведуваат автомобилски делови, како глави на цилиндрите, цилиндричните блокови и кутиите на менувачот. Ковано железо се уште се користи за производство на домашни декор предмети, како што се вино лавици, свеќници, и завеса прачки.
Референци
Улица, Артур. & Александар, WO 1944. Метали во служба на човекот . 11. издание (1998).
Меѓународно здружение за свинска железо.
Извор: www.pigiron.org.uk
USGS. Минерални резиме на стоки: железо и челик (2011).
Извор: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/iron_&_steel