Mustmetallide struktuur, tüübid, omadused, omadused ja näide



The mustmetallid on need, mis sisaldavad rauda (Fe), samuti väikeses koguses teisi metalle, mis lisatakse nende sulamitele teatud kasulike omaduste saamiseks. Kuigi raud võib esineda mitmetes oksüdatsioonitingimustes, on kõige tavalisemad +2 (raud) ja +3 (raud).

Termin "raud" viitab siiski raua olemasolule olenemata selle oksüdatsiooniastmest materjalis. Raud on maakoores neljas kõige rikkalikum element, kuid kogu maailmas on see peamine maapealne element. Seetõttu on inimeste arengus osalenud ajalooliselt ja tööstuslikult mustmetallid.

See on juhtunud tänu suurele arvukusele ja muutuvatele omadustele. Need raudmetallid algavad raua ekstraheerimisest mineraloogilistest allikatest, näiteks: hematiit (Fe2O3), magnetiit (usk3O4) ja siderita (FeCO)3). Selle tulemusena on need oksiidid raua töötlemisel soovitavamad.

Ülemine pilt näitab hõõguvat "tulekeelt" malmist. Kõigist mustmetallidest on kõige olulisem raua sulam koos väikese koguse süsinikuga: teras.

Indeks

  • 1 Struktuur
  • 2 Omadused ja omadused
  • 3 Näited
    • 3.1 Sepistatud või magus raud
    • 3.2 Toores raud või malm
    • 3.3 Puhas raud
    • 3.4 Valatud või malm (valukojad)
    • 3.5 Hallraud
    • 3.6. Kaitsev raud
    • 3.7 Terased
  • 4 Teras ja selle rakendused
    • 4.1 Süsinik- või ehitusteras
    • 4.2 Silikoonteras
    • 4.3 Tsingitud teras
    • 4.4 Roostevaba teras
    • 4.5 Mangaanteras
    • 4.6 Teras
  • 5 Viited

Struktuur

Kuna raud on metallide põhikomponent, koosneb nende struktuur nende puhta tahke aine kristallilistest deformatsioonidest.

Järelikult ei ole raua sulamid, nagu näiteks teras, ainult teiste aatomite interstitsiaalne kaasamine kristallilise raua koostisse..

Mis see on? Raud moodustab allotroopid (erinevad tahked struktuurid) vastavalt temperatuurile, milles see on avatud, muutes selle magnetilisi omadusi. Seega esitab toatemperatuuril bcc-massiivi, mida tuntakse ka alfa-raudana (kuubik vasakul, ülemine pilt).

Kuid mitmesugustes kõrgetes temperatuurides (912-1394 (° C)) on paigutus ccp või fcc: raud-gamma (paremal asuv kuubik). Kui see temperatuur on ületatud, pöördub raua lõpuks bcc-vormi, et lõpuks sulatada.

See alfa-gamma struktuuri muutus on tuntud kui faasitransformatsioon. Gammafaas on võimeline süsinikuaatomeid "vangistama", samas kui alfafaas ei ole.

Seega võib terase puhul selle struktuuri visualiseerida süsinikuaatomit ümbritsevate raua-aatomite komplektidena.

Sel moel sõltub raudmetallide struktuur raudfaaside ja teiste liikide aatomite jaotumisest tahkes aines.

Omadused ja omadused

Puhas raud on pehme ja väga plastiline metall, mis on väga tundlik väliste tegurite korrosiooni ja oksüdeerumise suhtes. Siiski, kui see sisaldab teise metalli või süsiniku erinevaid osi, omandab see uued omadused ja omadused.

Tegelikult muudavad need muutused mustmetalle kasulikuks lugematuid rakendusi.

Mustmetallide sulamid on üldiselt vastupidavad, vastupidavad ja vastupidavad, heledad hallid värvid ja magnetilised omadused.

Näited

Sepised või magus

Selle süsinikusisaldus on alla 0,03%. See on värvi hõbedane, oksüdeerub kergesti ja praguneb sisemiselt. Lisaks on see kõrgtugev ja vormitav, hea elektrijuht ja raskesti keevitatav.

See on mustmetallide tüüp, mida mees esmakordselt kasutas relvade, tööriistade ja konstruktsioonide valmistamisel. Praegu kasutatakse plaatides, neetides, võredes jne. Kuna see on hea elektrijuht, kasutatakse seda elektromagnetite südamikus.

Raud töötlemata või malmist

Kõrgahjude esialgses tootes sisaldab see 3-4% süsinikku ja muid elemente, nagu räni, magneesium ja fosfor. Selle peamine kasutusviis on sekkuda teiste mustmetallide tootmisse.

Puhas raud

See on hallikasvalge metall, millel on magnetilised omadused. Vaatamata oma kõvadusele on see habras ja rabe. Selle sulamistemperatuur on kõrge (1500 ° C.) Ja oksüdeerub kiiresti.

See on hea elektrijuht, nii et seda kasutatakse elektrilistes ja elektroonilistes komponentides. Ülejäänud jaoks on see vähe kasulik.

Malm või malm (valukojad)

Neil on kõrge süsinikusisaldus (vahemikus 1,76–6,67%). Need on raskem kui teras, kuid tundlikumad. Nad sulavad madalamal temperatuuril kui puhas raud, umbes 1100 ° C.

Kuna see on vormitav, saab sellega koos valmistada erineva suuruse ja keerukusega tükki. Seda tüüpi rauda kasutatakse hall-tüüpi malmist, mis annab sellele stabiilsuse ja vormitavuse.

Neil on suurem vastupidavus korrosioonile kui teras. Lisaks on need odavad ja tihedad. Neil on suhteliselt madalatel temperatuuridel voolavus ja nad võivad vormid täita.

Samuti on neil head tihendusomadused, kuid need on habras ja murduvad enne painutamist, nii et nad ei tööta väga keeruliste detailide puhul..

Hall raud

See on kõige tavalisem malm, selle hall-toon, mis tuleneb grafiidi olemasolust. Selle süsiniku kontsentratsioon on 2,5% kuni 4%; lisaks sisaldab see grafiidi stabiliseerimiseks 1-3% silikooni.

See sisaldab paljusid põhiliste valuraudade omadusi, mis on suure voolavusega. See on paindumatu ja painub veidi enne purunemist.

Kaitsev raud

Süsinikku lisatakse sfäärilise graniidi kujul kontsentratsioonis 3,2% kuni 3,6%. Grafiidi sfääriline kuju annab suurema vastupidavuse löögile ja tempermalentsusele kui hall raud, mis võimaldab selle kasutamist detailsetes servades..

Terased

Süsinikusisaldus vahemikus 0,03% kuni 1,76%. Selle omaduste hulgas on kõvadus, vastupidavus ja vastupidavus füüsilistele pingutustele. Üldiselt oksüdeeruvad nad kergesti. Need on keevitatavad ja neid saab töödelda sepistatud või mehaaniliselt.

Samuti on neil suurem kõvadus ja vähem voolavus kui valutorud. Sel põhjusel vajavad nad vormidesse voolamiseks kõrget temperatuuri.

Teras ja selle rakendused

Seal on mitu tüüpi terast, millest igaühel on erinevad rakendused:

Süsinikteras või ehitus

Süsiniku kontsentratsioon võib varieeruda, moodustades neli vormi: pehme teras (0,25% süsinik), poolmagus teras (0,35% süsinik), poolkõva teras (0,45% süsinik) ja kõva (0,5%) ).

Seda kasutatakse tööriistade, teraslehtede, raudteesõidukite, küünte, kruvide, autode ja paatide arendamiseks.

Räni teras

Nimetatakse ka elektriteraseks või magnetiliseks teraseks. Selle räni kontsentratsioon varieerub vahemikus 1% kuni 5%, Fe varieerub 95% ja 99% vahel ning süsinikul on 0,5%..

Lisaks lisatakse väikeses koguses mangaani ja alumiiniumi. Sellel on suur kõvadus ja kõrge elektriline takistus. Seda kasutatakse magnetite ja elektriliste trafode tootmiseks.

Tsingitud teras

See on kaetud tsinkkattega, mis kaitseb seda oksüdatsiooni ja korrosiooni eest. Seetõttu on see kasulik torude osade ja tööriistade valmistamiseks.

Roostevaba teras

Selle koostis on Cr (14-18%), Ni (7-9%), Fe (73-79%) ja C (0,2%). See on vastupidav oksüdatsioonile ja korrosioonile. Seda kasutatakse nii söögiriistade kui ka lõikematerjali tootmisel.

Mangaanteras

Selle koostis on Mn (10-18%), Fe (82-90%) ja C (1,12%). See on kõva ja kulumiskindel. Seda kasutatakse rongirööpad, seifid ja armor.

Invar teras

See sisaldab 36% Ni, 64% Fe ja 0,5% süsinikku. Sellel on väike laiendustegur. Seda kasutatakse indikaatorkaalude ehitamisel; näiteks: mõõdulindid.

Viited

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Keemia 8. ed., CENGAGE Learning.
  2. Admin (19. september 2017). Mis on raud, kust see pärineb ja kui palju tüüpi raua seal on? Välja otsitud 22. aprillil 2018 alates: termiser.com
  3. Wikipedia. (2018). Raud. Välja otsitud 22. aprillil 2018 kellelt: en.wikipedia.org
  4. Metallid. Üldised omadused. Metallide kaevandamine ja klassifitseerimine. Välja otsitud 22. aprillil 2018, alates: edu.xunta.gal
  5. Jose Ferrer. (Jaanuar 2018). Mustmetallide ja mitte-ferrealistlike materjalide metallurgiline iseloomustus. Välja otsitud 22. aprillil 2018: steemit.com
  6. Essees, Ühendkuningriik. (November 2013). Mustmetallide põhistruktuurid. Välja otsitud 22. aprillil 2018, alates: ukessays.com
  7. Cdang (7. juuli 2011). Iron Alfa & Iron Gamma. [Joonis] Välja otsitud 22. aprillil 2018 alates: commons.wikimedia.org
  8. Włodi. (15. juuni 2008). Roostevabast terasest piirded. [Joonis] Välja otsitud 22. aprillil 2018 alates: commons.wikimedia.org