Σιδήρουχα Μέταλλα

Σιδήρουχα μέταλλα εξ ορισμού περιέχουν σίδηρο, ενώ τα μη σιδηρούχα μέταλλα δεν περιέχουν σίδηρο. Η λέξη σίδηρος προέρχεται από τη λατινική λέξη ferrum , εξ ου και η αγγλική παράγωγος σιδηρούχα για να περιγράψει τα μέταλλα που φέρουν σίδηρο.

Το κύριο πράγμα που πρέπει να γνωρίζετε για τα μέταλλα είναι αν είναι σιδηρούχα ή μη σιδηρούχα. Αφού κάνουμε τη διάκριση, μπορούμε να δούμε τις διαφορετικές ιδιότητές τους. Σε αυτό το άρθρο, θα μιλήσουμε για τα σιδηρούχα μέταλλα και τις ιδιότητές τους.

Αυτό που ξεχωρίζει τα σιδηρούχα και τα μη σιδηρούχα μέταλλα είναι αν περιέχουν σίδηρο ή όχι. Τα σιδηρούχα μέταλλα είναι αυτά που περιέχουν σίδηρο. Περιέχουν επίσης μικροσκοπικές ποσότητες άλλων στοιχείων και μετάλλων. Εξαιτίας αυτού, τα σιδηρούχα μέταλλα χαρακτηρίζονται από το ότι είναι μαγνητικά και επιρρεπή σε διόρθωση.

Στην καθημερινή ζωή, βρίσκουμε σιδηρούχα μέταλλα σε χώρους κατεδάφισης και σε άλλα τέτοια μέρη όπου συνήθως βρίσκονται παλιοσίδερα.

Μερικά από τα κύρια παραδείγματα σιδηρούχων μετάλλων είναι ο χυτοσίδηρος και ο χάλυβας.

Για όλα αυτά τα μέταλλα, ο σίδηρος είναι το κύριο συστατικό.

Ακολουθεί η πλήρης λίστα των σιδηρούχων μετάλλων με τις ιδιότητές τους:

Χάλυβας

Ίσως, το πιο γνωστό ως μέταλλο είναι ο χάλυβας. Κυρίως, ο χάλυβας είναι κατασκευασμένος από σίδηρο και άνθρακα.

Αυτό το μείγμα άνθρακα είναι το στοιχείο που σκληραίνει το μέταλλο.

Αν και υπάρχουν και άλλα στοιχεία. Για παράδειγμα, βρίσκουμε στον πιο σκληρό κράμα χάλυβα, τα ακόλουθα στοιχεία:

Άλλες απλούστερες εκδόσεις αυτού του μετάλλου προτείνουν χυτοσίδηρο που μόλις κατασκεύασα από ανθρακούχο χάλυβα στον οποίο έχει προστεθεί περισσότερος άνθρακας μαζί με μια ορισμένη ποσότητα πυριτίου.

Κανονικά, το I και περιέχει κάτι μεταξύ 0,03 και 1,7 τοις εκατό άνθρακα και 4,5 τοις εκατό για το χυτοσίδηρο.

Πώς παράγεται ακόμα; Συνήθως, για την παραγωγή χάλυβα χρησιμοποιούνται διάφορα είδη κλιβάνων τήξης. Για παράδειγμα, μετατροπείς Bessemer, χωνευτήρια, κλίβανοι τήξης επαγωγής, ηλεκτρικού τόξου και ανοιχτής εστίας.

Συγκεκριμένα, για το κράμα χάλυβα, χρησιμοποιούνται επαγωγικοί και ηλεκτρικοί κλίβανοι.

Οι πρώτες ύλες τοποθετούνται στον κλίβανο, μπορείτε να βεβαιωθείτε για τα ακόλουθα υλικά:

• Χυτοσίδηρος.
• Σιδηρομετάλλευμα.
• Ασβεστόλιθος.
• Απόκομμα.

Μόλις μπουν στον κλίβανο, όλα αυτά τα στοιχεία λιώνουν. Στη συνέχεια, ο χάλυβας που προκύπτει τοποθετείται σε μια κουτάλα και χύνεται σε καλούπια ή πλινθώματα.

Ο λόγος για τον οποίο αυτό το σιδηρούχο μέταλλο κατασκευάζεται σε πλινθώματα είναι ότι στη συνέχεια μπορούν να γίνουν μεγάλες ράβδοι με ορθογώνιο σχήμα που μπορούν, με τη σειρά τους, να μειωθούν εάν είναι απαραίτητο με κύλισή τους.

Όταν χρησιμοποιούνται καλούπια, αντί για πλινθώματα, είναι επειδή είναι απαραίτητο ένα συγκεκριμένο σχέδιο.

Χυτοσίδηρος  

Ο τρόπος με τον οποίο παράγεται ο χυτοσίδηρος γίνεται με την τήξη των ακόλουθων ακατέργαστων στοιχείων σε έναν κλίβανο με τρούλο:

• Ασβεστόλιθος.
• Οπτάνθρακα.
• Χυτοσίδηρος.

Ο χυτοσίδηρος είναι εύθραυστος αλλά σκληρός και χαρακτηρίζεται κυρίως από το ότι είναι μέταλλο υψηλού επιπέδου αντοχής στη φθορά.

Λόγω αυτών των χαρακτηριστικών, ο χυτοσίδηρος χρησιμοποιείται ως επί το πλείστον στη δημιουργία κινητήρων και άλλων ανταλλακτικών αυτοκινήτων, καθώς και σε διάφορες εργαλειομηχανές.

Μόλις τα ακατέργαστα στοιχεία (ασβεστόλιθος, κ.λπ.) λιώσουν σε έναν κλίβανο με θόλο, στη συνέχεια χύνονται είτε σε καλούπια από κράμα χάλυβα είτε σε άμμο.

Εάν ο στόχος είναι να φτιάξετε γκρίζο χυτοσίδηρο, τότε το λιωμένο μέταλλο πρέπει να γίνει στερεό και να κρυώσει (θερμοκρασία δωματίου) στον ανοιχτό αέρα.

Αλλά, εάν το θέμα είναι να φτιάξετε ελατό χυτοσίδηρο, τότε χρησιμοποιείται λευκός χυτοσίδηρος. Ο λευκός χυτοσίδηρος είναι παρόμοιος με τον γκρίζο χυτοσίδηρο, η μόνη διαφορά μεταξύ των δύο ειδών είναι ότι υπάρχει λιγότερο πυρίτιο και άνθρακα στον ελατό σίδηρο.

Η προσκόλληση του λευκού χυτοσιδήρου διαρκεί περισσότερο από 150 πάντα σε υψηλές θερμοκρασίες που ταλαντώνονται μεταξύ 1500 και 17º F (μεταξύ 815 και 927 ºC). Αυτό που προκύπτει από αυτή τη διαδικασία είναι ο ελατός χυτοσίδηρος.

Υπάρχει κάποια διαφορά μεταξύ των ιδιοτήτων του χυτοσιδήρου και του ανθρακούχου χάλυβα; Ναι, επειδή υπάρχει διαφορά στη δομή και τη χημική τους σύνθεση, οι ιδιότητές τους είναι αρκετά διαφορετικές. Για παράδειγμα, ο άνθρακας στον χάλυβα είναι στερεός (στερεό διάλυμα) και ο γραφίτης που χρησιμοποιείται έχει μορφή νιφάδας. Αλλά η χρήση του γραφίτη είναι ότι ο ελατός χυτοσίδηρος έχει στρογγυλεμένο σχήμα (οζώδες διάλυμα).

Αυτές οι διαφορές έχουν επίσης ως αποτέλεσμα το γεγονός ότι ο ελατός χυτοσίδηρος έχει πολύ περισσότερες μηχανικές ιδιότητες από τον γκρίζο χυτοσίδηρο.

Σίδερο  Μεταλλεύματος

Για να παραχθεί αυτό το σιδηρούχο μέταλλο, ο ασβεστόλιθος και ο οπτάνθρακας πρέπει να λιώσουν χρησιμοποιώντας υψικάμινο.

Ο λόγος για τον οποίο χρησιμοποιείται μια υψικάμινος είναι η αφαίρεση όλου του οξυγόνου και των ξένων υλών από τον ασβεστόλιθο και τον οπτάνθρακα. Αυτό είναι αυτό που είναι γνωστό ως διαδικασία μείωσης.

Ο σκοπός της χρήσης ασβεστόλιθου είναι η δημιουργία υγρής σκωρίας. Ο οπτάνθρακας, με τη σειρά του, χρησιμοποιείται ως προμηθευτής άνθρακα που είναι απαραίτητος για τη μείωση και την ενανθράκωση του μεταλλεύματος.

Η όλη διαδικασία έχει ως εξής:ο ασβεστόλιθος, ο οπτάνθρακας και το σιδηρομετάλλευμα τοποθετούνται στο επάνω τμήμα της υψικάμινου. Στη συνέχεια, λαμβάνει χώρα μια ταχεία καύση με την εισαγωγή μιας έκρηξης προθερμασμένου αέρα. Η εισαγωγή προθερμασμένου αέρα έχει ως αποτέλεσμα τη χημική αντίδραση κατά την οποία όλο το οξυγόνο αφαιρείται από τον σίδηρο.

Μόλις λιώσει ο σίδηρος, η λιωμένη σκωρία (στάχτη από το κοκ, ασβεστόλιθο και οι ενώσεις που έχουν σχηματιστεί από την αντίδραση στη ροή με όλες τις διαφορετικές ουσίες στο μετάλλευμα) επιπλέει πάνω από το υγρό σιδήρου, το οποίο είναι πιο βαρύ.

Κάθε υλικό που υπάρχει στη συνέχεια σχεδιάζεται ξεχωριστά.

Σφυρήλατο σίδερο

Από όλα τα διαφορετικά σιδηρούχα μέταλλα που έχουμε δει μέχρι στιγμής, ο σφυρήλατος σίδηρος είναι αυτός που είναι πιο κοντά στο να είναι καθαρός σίδηρος.

Η διαδικασία παραγωγής επεξεργασμένου σιδήρου περιλαμβάνει την εισαγωγή χυτοσιδήρου σε φούρνο λακκούβων. Στη συνέχεια ο άνθρακας και τυχόν άλλα στοιχεία εξάγονται προσεκτικά, έτσι ώστε αυτό που παραμένει να είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά στον καθαρό σίδηρο.

Το σφυρήλατο σίδερο χρησιμοποιείται κυρίως για διακοσμητικούς σκοπούς, αλλά δεν είναι ασυνήθιστο να χρησιμοποιείται στην κατασκευή αλυσίδων, συρματοπλέγματος, ακόμη και επίπλων.

Εάν υπάρχει ένα σιδηρούχο μέταλλο που οι περισσότεροι άνθρωποι είναι εξοικειωμένοι, ανεξάρτητα από το υπόβαθρο που έχουν, αυτό θα ήταν ο σφυρήλατος σίδηρος λόγω των πολλών καθημερινών χρήσεων και της σχεδόν πανταχού παρουσίας του.