Rautametallirakenne, tyypit, ominaisuudet, ominaisuudet ja esimerkki



rautametallit ovat ne, jotka sisältävät rautaa (Fe), sekä pieniä määriä muita metalleja, jotka lisätään antamaan tiettyjä hyödyllisiä ominaisuuksia niiden seoksille. Vaikka rauta voi esiintyä useissa hapettumisolosuhteissa, yleisimmät ovat +2 (rauta) ja +3 (ferri).

Termi "rauta" viittaa kuitenkin raudan läsnäoloon riippumatta sen hapetustilasta materiaalissa. Rauta on neljänneksi runsain osa maankuoressa, mutta maailmanlaajuisesti se on tärkein maanpäällinen elementti. Siksi historiallisesti ja teollisesti rautametallit ovat osallistuneet ihmisen kehittymiseen.

Näin on tapahtunut sen suuren runsauden ja muunneltavissa olevien ominaisuuksien vuoksi. Nämä rautametallit alkavat raudan uuttamisesta mineralogisista lähteistä, kuten: hematiitti (Fe2O3), magnetiitti (Faith3O4) ja siderita (FeCO)3). Suorituskyvyn vuoksi nämä oksidit ovat enemmän toivottavia rauta-prosessoinnissa.

Ylemmässä kuvassa on hehkulamppu "tulipalo". Kaikista rautametalleista tärkein koostuu rautaseoksesta, jossa on pieniä määriä lisättyä hiiltä: terästä.

indeksi

  • 1 Rakenne
  • 2 Ominaisuudet ja ominaisuudet
  • 3 Esimerkkejä
    • 3.1 Taotut tai makeat raudat
    • 3.2 Raaka rautaa tai rautaa
    • 3.3 Puhdas rauta
    • 3.4 Valu- tai valurauta (valimot)
    • 3.5 Harmaa rauta
    • 3.6 Kaiturauta
    • 3.7 Teräkset
  • 4 Teräs ja sen sovellukset
    • 4.1 Hiili- tai rakenneteräs
    • 4.2 Silikoniteräs
    • 4.3 Sinkitty teräs
    • 4.4 Ruostumaton teräs
    • 4.5 Mangaaniteräs
    • 4.6 Invar-teräs
  • 5 Viitteet

rakenne

Koska rauta on rautametallien pääkomponentti, niiden rakenteet koostuvat niiden puhtaan kiinteän aineen kiteisestä muodonmuutoksesta.

Näin ollen rautaseokset, kuten teräs, eivät ole enempää kuin muiden atomien interstitiaalinen sisällyttäminen kiteiseen rautajärjestelyyn.

Mikä tämä järjestely on? Rauta muodostaa allotrooppia (eri kiinteitä rakenteita) sen lämpötilan mukaan, jossa se altistuu, muuttamalla sen magneettisia ominaisuuksia. Näin ollen huoneenlämmössä se esittää bcc-matriisin, joka tunnetaan myös nimellä alfa-rauta (kuutio vasemmalla, yläkuva).

Kuitenkin useissa korkeissa lämpötiloissa (912-1394 (ºC)) järjestely näyttää ccp: n tai fcc: rauta-gamman (kuutio oikealla). Kun tämä lämpötila ylittyy, rauta palaa bcc-muotoon lopuksi sulamaan.

Tämä alfa-gamma-rakenteen muutos tunnetaan faasimuunnoksena. Gamma-faasi pystyy "vangitsemaan" hiiliatomeja, kun taas alfa-faasi ei.

Siten teräksen tapauksessa sen rakenne voidaan visualisoida hiiliatomien joukkoina, jotka ympäröivät hiiliatomia.

Tällä tavalla rautametallien rakenne riippuu rautafaasien jakautumisesta ja muiden lajien atomeista kiinteässä aineessa.

Ominaisuudet ja ominaisuudet

Puhdas rauta on pehmeä ja hyvin sitkeä metalli, joka on erittäin herkkä korroosiolle ja ulkoisten tekijöiden hapettumiselle. Kuitenkin, kun se sisältää eri osia toisesta metallista tai hiilestä, se saa uusia ominaisuuksia ja ominaisuuksia.

Itse asiassa juuri nämä muutokset tekevät rautametalleista hyödyllisiä lukemattomia sovelluksia varten.

Rautalejeeringit ovat yleensä kestäviä, kestäviä ja sitkeitä, kirkkaita harmaita ja magneettisia ominaisuuksia.

esimerkit

Takorauta tai makea

Sen hiilipitoisuus on alle 0,03%. Se on väriltään hopeaa, hapettuu helposti ja halkeilee sisäisesti. Lisäksi se on muovattava ja muovattava, hyvä sähkönjohtaja ja vaikeasti hitsattava.

Se on rautametallien tyyppi, jota mies ensin käytti aseiden, työvälineiden ja rakenteiden valmistuksessa. Käytetään tällä hetkellä levyissä, niiteissä, ristikoissa jne. Koska se on hyvä sähköjohdin, sitä käytetään sähkömagneettien ytimessä.

Rauta karkeaan tai valurautaan

Masuunien alkutuotteessa se sisältää 3-4% hiiltä ja jälkiä muista elementeistä, kuten piistä, magnesiumista ja fosforista. Sen pääasiallisena tarkoituksena on puuttua muiden rautametallien tuotantoon.

Puhdas rauta

Se on harmahtavalkoinen metalli, jonka magneettiset ominaisuudet ovat. Kovuudesta huolimatta se on hauras ja hauras. Sen sulamispiste on korkea (1500 ºC).

Se on hyvä sähköjohdin, joten sitä käytetään sähkö- ja elektroniikkakomponenteissa. Loput, se on vähän hyötyä.

Valurauta tai valurauta (valimot)

Niiden hiilipitoisuus on korkea (välillä 1,76 - 6,67%). Ne ovat kovempia kuin teräs, mutta hauraampia. Ne sulavat alhaisemmassa lämpötilassa kuin puhdas rauta, noin 1100 ºC.

Koska se on muovattavissa, voidaan valmistaa eri kokoisia ja monimutkaisia ​​kappaleita. Tämäntyyppisessä rautassa käytetään harmaata valurautaa, joka antaa sille vakautta ja muovattavuutta.

Niillä on suurempi korroosionkestävyys kuin teräksellä. Lisäksi ne ovat halpoja ja tiheitä. Ne ovat juoksevia suhteellisen alhaisissa lämpötiloissa ja voivat täyttää muotit.

Lisäksi niillä on hyvät puristusominaisuudet, mutta ne ovat hauraita ja rikkoutuvat ennen taivuttamista, joten ne eivät toimi hyvin monipuolisissa kappaleissa.

Harmaa rauta

Se on yleisin valurauta, jonka harmaa sävy johtuu grafiitin läsnäolosta. Sen hiilipitoisuus on 2,5 - 4%; lisäksi se sisältää 1-3% silikonia grafiitin stabiloimiseksi.

Siinä on monia perusvalurautojen ominaisuuksia, jotka ovat erittäin juoksevia. Se on joustamaton ja taipuu hieman ennen rikkoutumista.

Muovinen rauta

Hiiltä lisätään pallomaisen graniitin muodossa pitoisuutena 3,2 - 3,6%. Grafiitin pallomainen muoto antaa sille suuremman kestävyyden iskuille ja muokattavuudelle kuin harmaa rauta, mikä mahdollistaa sen käytön yksityiskohtaisissa malleissa, joissa on reunat.

teräkset

Hiilipitoisuus 0,03 - 1,76%. Sen ominaisuuksiin kuuluvat kovuus, sitkeys ja vastustuskyky fyysisiin ponnistuksiin. Yleensä ne hapettuvat helposti. Ne ovat hitsattavia, ja ne voidaan käsitellä taottuina tai mekaanisesti.

Niillä on myös suurempi kovuus ja vähemmän juoksevuutta kuin valurautat. Tästä syystä ne tarvitsevat korkeita lämpötiloja virtaamaan muotteissa.

Teräs ja sen sovellukset

On olemassa useita terästyyppejä, joissa kussakin on erilaisia ​​sovelluksia:

Hiiliteräs tai rakentaminen

Hiilipitoisuus voi vaihdella, jolloin muodostuu neljä muotoa: mieto teräs (0,25% hiili), puolimakea teräs (0,35% hiiltä), puolikovaa terästä (0,45% hiiltä) ja kovaa (0,5%) ).

Sitä käytetään työkalujen, teräslevyjen, rautatiekulkuneuvojen, kynsien, ruuvien, autojen ja veneiden kehittämiseen.

Silikoniteräs

Kutsutaan myös sähkö- tai magneettiteräkseksi. Sen piikonsentraatio vaihtelee välillä 1% - 5%, Fe vaihtelee 95% ja 99% välillä ja hiili on 0,5%.

Lisäksi lisätään pieniä määriä mangaania ja alumiinia. Sillä on suuri kovuus ja korkea sähkövastus. Sitä käytetään magneettien ja sähkömuuntajien valmistukseen.

Sinkitty teräs

Se on päällystetty sinkkipinnoitteella, joka suojaa sitä hapettumiselta ja korroosiolta. Siksi se on hyödyllinen putkiosien ja työkalujen valmistuksessa.

Ruostumaton teräs

Sen koostumus on Cr (14-18%), Ni (7-9%), Fe (73-79%) ja C (0,2%). Se kestää hapettumista ja korroosiota. Sitä käytetään sekä ruokailuvälineiden että leikkuumateriaalien valmistukseen.

Mangaaniteräs

Sen koostumus on Mn (10-18%), Fe (82-90%) ja C (1,12%). Se on kovaa ja kulutusta kestävää. Sitä käytetään junan kiskoihin, kassakaapeihin ja panssareihin.

Invar-teräs

Siinä on 36% Ni, 64% Fe ja 0,5% hiiltä. Siinä on alhainen laajennuskerroin. Sitä käytetään indikaattorikokojen rakentamisessa; esimerkiksi: mittanauhat.

viittaukset

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemia. 8. painos, CENGAGE Learning.
  2. Admin. (19. syyskuuta 2017). Mikä on rauta, mistä se tulee ja kuinka monta rautaa on olemassa? Haettu 22.4.2018 osoitteesta: termiser.com
  3. Wikipedia. (2018). Rautaa. Haettu 22.4.2018 osoitteesta: en.wikipedia.org
  4. Metalleja. Yleiset ominaisuudet. Metallien uuttaminen ja luokittelu. Haettu 22. huhtikuuta 2018 alkaen: edu.xunta.gal
  5. Jose Ferrer. (Tammikuu 2018). Rauta- ja ei-ferreumimateriaalien metallurginen karakterisointi. Haettu 22. huhtikuuta 2018 osoitteesta: steemit.com
  6. Esseet, Iso-Britannia. (Marraskuu 2013). Rautametallien perusrakenteet. Haettu 22. huhtikuuta 2018 alkaen: ukessays.com
  7. Cdang. (7. heinäkuuta 2011). Iron Alfa & Iron Gamma. [Kuva]. Haettu 22.4.2018 osoitteesta: commons.wikimedia.org
  8. Włodi. (15. kesäkuuta 2008). Ruostumaton teräs. [Kuva]. Haettu 22.4.2018 osoitteesta: commons.wikimedia.org