Juodųjų metalų struktūra, tipai, charakteristikos, savybės ir pavyzdys



The juodieji metalai yra tie, kuriuose yra geležies (Fe), taip pat nedideli kitų metalų kiekiai, kurie pridedami tam, kad jų lydiniams būtų suteiktos tam tikros naudingos savybės. Nors geležis gali egzistuoti keliose oksidacijos būsenose, dažniausiai pasitaiko +2 (geležies) ir +3 (geležies).

Tačiau terminas „geležies“ reiškia geležies buvimą, nepriklausomai nuo jo oksidacijos būsenos medžiagoje. Geležis yra ketvirtas gausiausias žemės plutos elementas, bet visame pasaulyje jis yra pagrindinis sausumos elementas. Todėl istoriškai ir pramoniškai juodieji metalai dalyvavo žmogaus evoliucijoje.

Taip atsitiko dėl savo didelio gausumo ir modifikuojamų savybių. Šie juodieji metalai prasideda nuo geležies gavybos iš mineraloginių šaltinių, tokių kaip: hematitas (Fe2O3), magnetitas (tikėjimas3O4) ir siderita (FeCO)3). Dėl šių savybių šie oksidai yra labiau pageidaujami geležies apdirbimo procese.

Viršutiniame vaizde yra ketaus ugnies liežuvis. Iš visų juodųjų metalų svarbiausia yra geležies lydinys, kuriame yra nedidelis kiekis anglies: plieno.

Indeksas

  • 1 Struktūra
  • 2 Savybės ir savybės
  • 3 Pavyzdžiai
    • 3.1 Kaltas arba saldus geležis
    • 3.2 Žaliasis geležis arba ketus
    • 3.3 Grynas geležis
    • 3.4. Ketus arba ketus (liejyklos)
    • 3.5 Pilka geležis
    • 3.6 Kaliojo ketaus
    • 3.7 Plienas
  • 4 Plienas ir jo panaudojimas
    • 4.1 Anglies arba statybinis plienas
    • 4.2 Silicio plienas
    • 4.3 Cinkuotas plienas
    • 4.4 Nerūdijantis plienas
    • 4.5 Mangano plienas
    • 4.6 Invarinis plienas
  • 5 Nuorodos

Struktūra

Kadangi geležis yra pagrindinė juodųjų metalų sudedamoji dalis, jų struktūrą sudaro jų gryno kieto kristalo deformacijos.

Todėl geležies lydiniai, pvz., Plienas, yra ne tik kiti tarpai tarp kitų atomų kristaliniame geležies įrenginyje..

Kas yra šis susitarimas? Geležis sudaro allotropes (skirtingas kietas struktūras) pagal temperatūrą, kurioje ji yra veikiama, keičiant jo magnetines savybes. Taigi kambario temperatūroje jis pateikia bcc masyvą, taip pat žinomą kaip alfa-geležies (kubas kairėje, viršutinis vaizdas).

Tačiau daugelyje aukštų temperatūrų (912-1394 (ºC)) išdėstymas rodo ccp arba fcc: geležies-gama (kubas dešinėje). Kai ši temperatūra bus viršyta, geležis grįžta į bcc formą, kad galiausiai ištirptų.

Šis alfa-gama struktūros pokytis vadinamas fazės transformacija. Gama fazė gali „įkalinti“ anglies atomus, o alfa fazė nėra.

Taigi plieno atveju jos struktūra gali būti vizualizuojama kaip geležies atomų, supančių anglies atomą, rinkiniai.

Tokiu būdu juodųjų metalų struktūra priklauso nuo geležies fazių pasiskirstymo ir kitų rūšių atomų kietoje medžiagoje.

Savybės ir savybės

Grynas geležis yra minkštas ir labai kaliojo metalas, labai jautrus korozijai ir išorinių veiksnių oksidacijai. Tačiau, kai jame yra kitokio kito metalo ar anglies kiekio, jis įgyja naujų savybių ir savybių.

Tiesą sakant, būtent šie pokyčiai daro juoduosius metalus naudingais daugybei programų.

Juodųjų metalų lydiniai paprastai yra atsparūs, patvarūs ir atsparūs, ryškiai pilkos spalvos ir su magnetinėmis savybėmis.

Pavyzdžiai

Kalvystė arba saldus

Jos anglies kiekis yra mažesnis nei 0,03%. Tai spalvotas sidabras, lengvai oksiduojasi ir įtrūksta viduje. Be to, tai yra plastiškas ir formuojamas, geras elektros laidininkas ir sunku suvirinti.

Tai yra juodųjų metalų tipas, kurį žmogus pirmą kartą naudojo gamindamas ginklus, reikmenis ir konstrukcijas. Šiuo metu naudojamas plokštelėse, kniedėse, grotelėse ir tt Kadangi tai yra geras elektros laidininkas, jis naudojamas elektromagnetų šerdyje.

Geležis neapdorotame arba ketaus

Pradiniame aukštakrosnių gaminyje yra 3-4% anglies ir kitų elementų, pvz., Silicio, magnio ir fosforo. Jos pagrindinė paskirtis - įsikišti į kitų juodųjų metalų gamybą.

Grynas geležis

Tai pilkšvai baltas metalas su magnetinėmis savybėmis. Nepaisant jo kietumo, jis yra trapus ir trapus. Jo lydymosi temperatūra yra aukšta (1500 ° C). Ir greitai oksiduojasi.

Tai geras elektros laidininkas, todėl jis naudojamas elektriniuose ir elektroniniuose komponentuose. Likusiam, tai nėra labai naudinga.

Ketus arba ketus (liejyklos)

Jie turi didelį anglies kiekį (nuo 1,76% iki 6,67%). Jie yra sunkesni už plieną, bet yra silpnesni. Jie tirpsta žemesnėje temperatūroje nei grynas geležis, maždaug 1100 ° C.

Dėl to gali būti gaminami įvairių dydžių ir sudėtingumo gabalai. Šio tipo geležyje naudojamas pilkojo ketaus, kuris suteikia jam stabilumą ir formuojamumą.

Jie turi didesnį atsparumą korozijai nei plienas. Be to, jie yra pigūs ir tankūs. Jie turi sklandumą esant santykinai žemoms temperatūroms ir gali užpildyti formas.

Be to, jie turi geras suspaudimo savybes, tačiau jie yra trapūs ir lūžta prieš lenkimą, todėl jie neveikia labai sudėtingais gabalais.

Pilka geležis

Tai yra labiausiai paplitęs ketaus, jo pilkas atspalvis dėl grafito. Jo anglies koncentracija yra nuo 2,5% iki 4%; be to, juose yra 1-3% silikono, kuris stabilizuoja grafitą.

Jame pateikiami daugelio pagrindinio ketaus atributai, turintys didelį sklandumą. Jis yra nelankstus ir lenkiasi netrukus prieš sulaužymą.

Kaliojo ketaus

Pridedama anglies rutulio granito forma, kurios koncentracija yra nuo 3,2% iki 3,6%. Sferinė grafito forma suteikia jai didesnį atsparumą smūgiams ir tempiamumui nei pilkasis geležis, kuris leidžia jį naudoti detaliuose dizainuose su kraštais.

Plienas

Anglies kiekis yra nuo 0,03 iki 1,76%. Tarp jo savybių yra kietumas, tvirtumas ir atsparumas fizinėms pastangoms. Paprastai jie lengvai oksiduojasi. Jie yra suvirinami ir gali būti apdorojami kalvėje arba mechaniškai.

Be to, jie turi didesnį kietumą ir mažiau sklandumą nei liejiniai. Dėl šios priežasties jiems reikia aukštos temperatūros, kad tekėtų į formą.

Plienas ir jo panaudojimas

Yra keletas plieno tipų, kurių kiekvienas turi skirtingas programas:

Anglies plienas arba konstrukcija

Anglies koncentracija gali skirtis, nustatant keturias formas: švelnų plieną (0,25% anglies), pusiau saldų plieną (0,35% anglies), pusiau kietą plieną (0,45% anglies) ir kietą (0,5%) ).

Jis naudojamas įrankių, plieno lakštų, geležinkelių transporto priemonių, vinių, varžtų, automobilių ir valčių kūrimui.

Silicio plienas

Taip pat vadinamas elektriniu arba magnetiniu plienu. Jo silicio koncentracija svyruoja nuo 1% iki 5%, Fe svyruoja nuo 95% iki 99%, o anglis - 0,5%..

Be to, pridedami nedideli mangano ir aliuminio kiekiai. Jis turi didelį kietumą ir didelį atsparumą elektrai. Jis naudojamas magnetams ir elektros transformatoriams gaminti.

Cinkuotas plienas

Ji padengta cinko danga, kuri apsaugo ją nuo oksidacijos ir korozijos. Todėl tai naudinga gaminant vamzdžių dalis ir įrankius.

Nerūdijantis plienas

Jo sudėtis yra Cr (14-18%), Ni (7-9%), Fe (73-79%) ir C (0,2%). Jis atsparus oksidacijai ir korozijai. Jis naudojamas tiek stalo įrankiams, tiek pjaustymo medžiagoms gaminti.

Mangano plienas

Jo sudėtis yra Mn (10-18%), Fe (82-90%) ir C (1,12%). Jis yra kietas ir atsparus dilimui. Jis naudojamas traukinių bėgiams, seifams ir šarvams.

Invarinis plienas

Jame yra 36% Ni, 64% Fe ir 0,5% anglies. Jis turi mažą plėtimosi koeficientą. Jis naudojamas rodiklių skalėms statyti; pavyzdžiui: juostos matavimo priemonės.

Nuorodos

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemija 8-asis leidinys, CENGAGE Learning.
  2. Administratorius (2017 m. Rugsėjo 19 d.). Kas yra geležis, iš kur jis kilęs ir kiek geležies rūšių yra? Gauta 2018 m. Balandžio 22 d., Iš: termiser.com
  3. Vikipedija. (2018). Geležis. Gauta 2018 m. Balandžio 22 d., Iš: en.wikipedia.org
  4. Metalai. Bendrosios savybės. Metalų gavyba ir klasifikavimas. Gauta 2018 m. Balandžio 22 d., Iš: edu.xunta.gal
  5. Jose Ferrer. (2018 m. Sausio mėn.). Juodųjų metalų ir nematerialinių medžiagų metalurginis apibūdinimas. Gauta 2018 m. Balandžio 22 d., Iš: steemit.com
  6. Esė, UK. (2013 m. Lapkričio mėn.). Pagrindinės juodųjų metalų struktūros. Gauta 2018 m. Balandžio 22 d., Iš: ukessays.com
  7. Cdang (2011 m. Liepos 7 d.). Geležies alfa ir geležies gama. [Pav.] Gauta 2018 m. Balandžio 22 d., Iš: commons.wikimedia.org
  8. Włodi. (2008 m. Birželio 15 d.). Nerūdijančio plieno juostos. [Pav.] Gauta 2018 m. Balandžio 22 d., Iš: commons.wikimedia.org