Vasfémek szerkezete, típusai, jellemzői, tulajdonságai és példa



az vasfémek olyanok, amelyek vasat (Fe) tartalmaznak, valamint kis mennyiségben más fémeket, amelyek az ötvözeteik bizonyos előnyös tulajdonságait adják hozzá. Bár a vas több oxidációs állapotban is létezhet, a leggyakoribb a +2 (vas) és a +3 (vas).

A "vas" kifejezés azonban a vas jelenlétére utal, függetlenül az anyag oxidációs állapotától. A vas a földkéreg negyedik leggyakoribb eleme, de világszerte ez a fő földi elem. Ezért történelmileg és iparian vasfémek vettek részt az ember fejlődésében.

Ez a helyzet a bőséges és módosítható tulajdonságai miatt. Ezek a vasfémek a vasból az ásványtani forrásokból, például: hematitból (Fe2O3), magnetit (Faith3O4) és a siderita (FeCO3). A teljesítménynek köszönhetően ezek az oxidok a vasfeldolgozásban kívánatosabbak.

A felső képen izzó "tűznyelv" öntöttvas van. Az összes vasfémből a legfontosabb a vasötvözet, amely kis mennyiségű hozzáadott szén: acél.

index

  • 1 Szerkezet
  • 2 Jellemzők és tulajdonságok
  • 3 Példák
    • 3.1 Kovácsolt vagy édes vas
    • 3.2 Nyersvas vagy nyersvas
    • 3.3 Tiszta vas
    • 3.4 Öntött vagy öntöttvas (öntödék)
    • 3.5 Szürke vas
    • 3.6 Hajlékony vas
    • 3.7 Acélok
  • 4 Acél és alkalmazásai
    • 4.1 Szén- vagy építési acél
    • 4.2 Szilíciumacél
    • 4.3 Horganyzott acél
    • 4.4 Rozsdamentes acél
    • 4.5 Mangánacél
    • 4.6 Invar acél
  • 5 Referenciák

struktúra

Mivel a vas a vasfémek fő összetevője, szerkezetük tiszta szilárd anyaguk kristályos deformációjából áll.

Következésképpen a vasötvözetek, mint például az acél, nem más, mint más atomok intersticiális bevonása a kristályos vas elrendezésbe.

Mi ez az elrendezés? A vas az allotropokat (különböző szilárd struktúrákat) képezi a hőmérsékletnek megfelelően, amelyen az expozíció áll fenn, megváltoztatva a mágneses tulajdonságait. Így szobahőmérsékleten egy bcc tömböt mutat be, amelyet alfa-vasnak is neveznek (a kocka a bal oldalon, felső kép).

Azonban magas hőmérsékleten (912-1394 (ºC)) az elrendezés ccp vagy fcc: a vas gamma (a jobb oldali kocka). Ha ez a hőmérséklet túllépi, a vas visszatér a bcc formába, hogy végül megolvadjon.

Az alfa-gamma struktúra változását fázisátalakításnak nevezzük. A gamma-fázis képes „befogni” a szénatomokat, míg az alfa-fázis nem.

Az acél esetében tehát szerkezete látható a szénatomot körülvevő vas-atomok halmazaként.

Ily módon a vasfémek szerkezete függ a vasfázisok eloszlásától és más szilárd anyagok atomjaitól.

Jellemzők és tulajdonságok

A tiszta vas puha és nagyon képlékeny fém, rendkívül érzékeny a külső tényezők korróziójára és oxidációjára. Ha azonban más fém vagy szén különböző arányait tartalmazza, új tulajdonságokat és tulajdonságokat szerez.

Valójában ezek a változások hasznosítják a vasfémeket számtalan alkalmazásban.

A vasötvözetek általában ellenállóak, tartósak és tartósak, világos szürke színűek és mágneses tulajdonságokkal rendelkeznek.

Példák

Kovácsoltvas vagy édes

Karbon tartalma kevesebb, mint 0,03%. Ezüst színű, könnyen oxidálódik és repedések belsejében. Ráadásul a képlékeny és formázható, jó villamosenergia-vezető és nehéz hegeszteni.

Ez az a fajta vasfém, amelyet az ember először fegyverek, edények és szerkezetek gyártásában használt. Jelenleg lemezek, szegecsek, rácsok stb. Mivel ez egy jó elektromos vezető, az elektromágnesek magjában használatos.

Vas a durva vagy öntöttvasban

A nagynyomású kemencék kezdeti termékében 3-4% szenet és más elemeket, például szilíciumot, magnéziumot és foszfort tartalmaz. Fő célja, hogy beavatkozzon más fémek előállításába.

Tiszta vas

Szürkefehér, mágneses tulajdonságú fém. A keménysége ellenére törékeny és törékeny. Olvadáspontja magas (1500 ºC). Gyorsan oxidálódik.

Ez egy jó elektromos vezető, így elektromos és elektronikus alkatrészekben használják. A többi, kevéssé hasznos.

Öntöttvas vagy öntöttvas (öntödék)

Magas széntartalmúak (1,76% és 6,67% között). Ezek nehezebbek az acélnál, de törékenyebbek. Alacsonyabb hőmérsékleten olvadnak, mint a tiszta vas, körülbelül 1100 ° C.

Mivel formázható, különféle méretű és összetett darabokat lehet gyártani vele. Szürke típusú öntöttvasot használnak ilyen típusú vasban, amely stabilitást és formázhatóságot biztosít.

Nagyobb ellenállásuk van a korrózióval szemben, mint az acél. Emellett olcsó és sűrű. Ezek viszonylag alacsony hőmérsékleten folyékonyak, és kitölthetik a formákat.

Szintén jó tömörítési tulajdonságokkal rendelkeznek, de törékenyek, és hajlításuk előtt megszakadnak, így nem nagyon bonyolultak..

Szürke vas

Ez a leggyakoribb öntöttvas, a szürke árnyalata a grafit jelenléte miatt. A szén koncentrációja 2,5% és 4% között van; ezenkívül 1-3% szilikonot tartalmaz a grafit stabilizálására.

Az alapöntvények sok tulajdonságát mutatja, amelyek nagy folyékonyságúak. Rugalmatlan és rövidre hajlik a törés előtt.

Hajlékony vas

Szén alakú gránit formájában szén-dioxidot adunk 3,2% és 3,6% közötti koncentrációban. A grafit gömbalakja nagyobb ellenállást biztosít az ütközésekkel és a hajthatósággal szemben, mint a szürke vas, ami lehetővé teszi annak részletes kialakítását élekkel.

acélok

Széntartalom 0,03 és 1,76% között. Jellemzői közé tartozik a keménység, a tartósság és a fizikai erőfeszítések ellenállása. Általában könnyen oxidálódnak. Hegeszthetőek, és kovácsolt vagy mechanikusan feldolgozhatók.

Szintén nagyobb keménységűek és kevésbé folyékonyak, mint az öntöttvasok. Ezért magas hőmérsékletre van szükség ahhoz, hogy az öntőformákban áramoljon.

Acél és alkalmazásai

Többféle acél van, mindegyik különböző alkalmazással:

Szénacél vagy építés

A szén koncentrációja változhat, négy formát képezve: enyhe acél (0,25% szén), félig édes acél (0,35% szén), félig kemény acél (0,45% szén) és kemény (0,5%) ).

Szerszámok, acéllemezek, vasúti járművek, körmök, csavarok, autók és csónakok fejlesztésére használják.

Szilíciumacél

Elektromos acél vagy mágneses acél. A szilícium koncentrációja 1% és 5% között változik, a Fe 95% és 99% között változik, a szén pedig 0,5%..

Ezenkívül kis mennyiségű mangánt és alumíniumot adunk hozzá. Nagy keménységgel és nagy elektromos ellenállással rendelkezik. Ezt mágnesek és elektromos transzformátorok gyártására használják.

Horganyzott acél

Cink bevonattal van ellátva, amely megvédi az oxidációt és a korróziót. Ezért hasznos csőalkatrészek és szerszámok gyártásához.

Rozsdamentes acél

Cr (14-18%), Ni (7-9%), Fe (73-79%) és C (0,2%) összetételű. Ellenáll az oxidációnak és a korróziónak. Az evőeszközök, valamint a vágóanyagok gyártásához használják.

Mangánacél

A készítmény Mn (10-18%), Fe (82-90%) és C (1,12%). Kemény és kopásálló. Ezt vasúti sínekre, széfekre és páncélra használják.

Invar acél

36% Ni-t, 64% Fe-t és 0,5% szénatomot tartalmaz. Alacsony tágulási együtthatója van. Az indikátor mérlegek építéséhez használják; például: mérőszalagok.

referenciák

  1. Whitten, Davis, Peck és Stanley. (2008). Kémia. 8. kiadás, CENGAGE Learning.
  2. Admin. (2017. szeptember 19.). Mi a vas, honnan jön, és hány fajta vas van? A (z) 2018. április 22-én érkezett: termiser.com
  3. Wikipedia. (2018). Vas. 2018. április 22-én, a következő címen szerezhető be: en.wikipedia.org
  4. Metals. Általános tulajdonságok. Fémek kitermelése és osztályozása. A következő dátum: 2018. április 22., innen: edu.xunta.gal
  5. Jose Ferrer. (2018. január). A vas- és nem-ferreális anyagok fémkohászati ​​jellemzése. A (z) 2018. április 22-én érkezett: steemit.com
  6. Essa, UK. (2013. november). A vasfémek alapszerkezetei. A következő dátum: 2018. április 22-én érkezett: ukessays.com
  7. Cdang. (2011. július 7.). Iron Alfa & Iron Gamma. [Ábra]. A következő dátum: 2018. április 22., a következő címről: commons.wikimedia.org
  8. Włodi. (2008. június 15.). Rozsdamentes acél zsinór. [Ábra]. A következő dátum: 2018. április 22., a következő címről: commons.wikimedia.org