Металл профилі: темір

Адамдардың темірді пайдалануы шамамен 5000 жылды құрайды. Бұл жер қыртысының ең көп металлы элементі болып табылады және ең алдымен әлемдегі ең маңызды құрылымдық материалдардың бірі болатты өндірісінде қолданылады.

Сипаттар

• Атом символы: Fe
• Атом нөмірі: 26
• Элементтің категориялары: Өтпелі металл
• Тығыздығы: 7,874 г / см ³
• Еріту нүктесі: 2800 ° F (1538 ° C)
• Қайнау температурасы: 5182 ° F (2862 ° C)
• Moh's Hardness: 4

Сипаттамалары

Таза темір - жылу мен электр энергиясын жақсы өткізетін күміс түсті метал.

Темір гемотит, магнетит және сидерит секілді темір рудалары сияқты жер қыртысында табиғи түрде кездеседі.

Темірді анықтаушы сипаттамалардың бірі магнит болып табылады. Күшті магнит өрісіне түсірілген кез-келген үтікті магниттелген болуы мүмкін. Ғалымдар Жердің ядросы шамамен 90% темірден тұрады. Бұл темірдің магниттік күші Солтүстік және Оңтүстік магниттерді жасайды.

Тарих

Темір құрамында темір бар рудалардың үстіне отын жағу нәтижесінде бастапқыда табылған және шығарылған. Ағаштағы көмір, рудадағы оттегіге реакция жасайтын еді, жұмсақ, әйнектелген темір металды қалдырды. Месопотамияда (қазіргі Ирак) б.з.д. 2700 жылдан бастап 3000 жыл аралығында металлургиялық құралдар мен қару-жарақтар жасау үшін темірді балқыту және темірді пайдалану басталды. Келесі 2000 жыл ішінде темір балқыту білімі Темір Жасы деп аталатын кезеңде шығысқа Еуропаға және Африкаға таралды.

XVII ғасырдан бастап, 19-шы ғасырдың ортасында болатты өндірудің тиімді әдісі табылғанша, темір көбіне кемелер, көпірлер мен ғимараттар жасау үшін құрылымдық материал ретінде пайдаланылды. 1889 жылы салынған Эйфель мұнарасы 7 миллион килограммнан астам сығылған темір қолданылған.

Рустам

Темірдің ең қатерлі сипаттамасы оның тотты қалыптастыру үрдісі.

Раст (немесе темір қышқылы) - бұл темір, оттегіге ұшыраған кезде шығарылатын қоңыр, тозаңды қосылыс. Судағы оттегі газы коррозия процесін жылдамдатады. Тоттың жылдамдығы - темірі бар оксидке тез айналатын темір - судың оттегі және темірдің беті анықталады. Тұзды суда тұщы суға қарағанда көп оттегі бар, сондықтан тұзды судың құрамында тұщы суға қарағанда тезірек темір тездетіледі.

Резді темірді оттегіге неғұрлым тартымды болатын басқа металдармен жабу арқылы алдын алуға болады, мысалы мырыш ( мырышпен қапталған темірді « мырыштау » деп аталады). Дегенмен, тотты қорғаудың ең тиімді әдісі - болатты пайдалану.

Болат

Болат - темірдің және темірдің қасиеттерін (беріктігі, коррозияға төзімділігі, жылудың төзімділігі және т.б.) жақсарту үшін пайдаланылатын басқа да металдардың қорытпасы . Темірден легирленген элементтердің түрін және мөлшерін өзгерту түрлі болат шығара алады.

Ең көп таралған болаттар:

1. Көміртекті болаттар, құрамында 0,5-1,5% көміртек бар. Бұл ең көп таралған болаттар және автокөліктерге, кеме корпусына, пышақтарға, машиналарға және барлық құрылымдық тіректерге арналған.
2. 1-5% басқа металдардан (жиі никель немесе вольфрам ) тұратын төмен легірленген болаттар. Никельдік болат шиеленістің жоғары деңгейіне төтеп бере алады және осылайша көбінесе велосипед тізбегін жасау үшін қолданылады. Вольфрамдық болаттар жоғары температуралы ортада олардың пішіні мен күшін сақтайды және бұрғылау биттері сияқты ротациялық қолдануға қолданылады.

1. Басқа металдардың 12-18% -ын құрайтын жоғары легирленген болаттар тек қана жоғары құны бойынша мамандандырылған қолданбаларда қолданылады. Жоғары легирленген болаттан жасалған мысал - бұл хром және никель жиі болатын баспайтын болат, бірақ басқа металдармен легирленген болуы мүмкін. Тот баспайтын болат өте күшті және тоттануға төзімді.

Өндіріс

Темірдің көп бөлігі жер бетіне жақын орналасқан кендерден жасалады. Заманауи экстракция әдістерін жоғары пештер (олардың түтіндік құрылымдары) сипаттайтын пештер пайдаланады. Темір кокс (көміртегіге бай көмір) және әк тас (кальций карбонаты) бірге стакаға құйылады. Қазіргі уақытта темір рудалары әдетте стекке кірер алдында агломерация үрдісінен өтеді. Бұл үрдіс 10-25 мм аралығындағы кендерді бөліп шығарады, содан кейін кокс және әктаспен араласады.

Содан кейін агломерленген кені, коксты және әктасты 1800 ° C температурада күйдіретін стаканға құйылады. Кокстың күйдіруі жылу көзі ретінде және пешке атылған оттегі де көміртегі тотығын азайтатын газды қалыптастыруға көмектеседі. Әк тас темірдегі қоспалардың қожды қалыптастыру үшін араласады. Шлаг балқытылған темір рудаларынан жеңілірек, сондықтан ол бетіне көтеріледі және оңай алынуы мүмкін. Содан кейін шойын құю үшін немесе болат өндірісіне тікелей дайындалған ыстық үгінділер құйылады.

Шойын құрамында 3,5-4,5% көміртек бар, басқа қоспалармен қатар, мыжылған және жұмыс істеу қиын. Шойын алу үшін шойындағы фосфор мен күкірт қоспаларын төмендету үшін түрлі процестер қолданылады. Құрамында 0,25% -дан кем көміртекті бар теміртаңбалы темір, қиын, оңай және дәнекерленген, бірақ төмен көміртекті болаттан гөрі, әлдеқайда еңбекқор және қымбат.

2010 жылы жаһандық темір рудасы өндірісі 2,4 млрд. Тоннаны құрады. Қытайдың ірі өндірушісі барлық өндірістің шамамен 37,5% -ын құрады, ал басқа ірі өндіруші елдер - Австралия, Бразилия, Үндістан және Ресей.

Өтініштер

Темір бір кездері негізгі құрылымдық материал болды, бірақ ол көп жағдайда көп қолданылатын болатпен алмастырылды. Дегенмен, шойын әлі де құбырларда пайдаланылады және цилиндр бастары, цилиндрлер блогы және беріліс қорабының корпусы тәрізді автокөліктерді жасауға болады. Сиқырлы темір бұрынғыдай шарап шкафтары, шам ұстағыштар және перделер тәрізді үй декорларына арналған.

Әдебиеттер

Көше, Артур. & Alexander, WO 1944. Адам қызметіндегі металдар . 11-басылым (1998).
Халықаралық Шошқа Темір Ассоциациясы.
Дерек көзі: www.pigiron.org.uk
USGS. Минералды Тауардың қысқаша сипаттамасы: Темір және болат (2011).
Дереккөз: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/iron_&_steel