Struktur, Jenis, Ciri, Ciri dan Contoh Logam Ferrous



The logam ferus adalah mereka yang mengandungi besi (Fe), serta sejumlah kecil logam lain yang ditambah untuk memberikan sifat-sifat bermanfaat tertentu kepada aloi mereka. Walaupun besi boleh wujud dalam beberapa keadaan pengoksidaan, +2 (ferrous) dan +3 (ferric) adalah yang paling biasa.

Walau bagaimanapun, istilah "feros" merujuk kepada kehadiran besi tanpa mengira keadaan pengoksidaannya dalam bahan tersebut. Besi adalah unsur yang paling banyak keempat di kerak bumi, tetapi secara global, ia adalah unsur daratan utama. Oleh itu, logam ferus dari segi sejarah dan industri telah mengambil bahagian dalam evolusi manusia.

Ini telah berlaku kerana sifatnya yang banyak dan sifat yang boleh diubah suai. Logam-logam ferus ini bermula dari pengekstrakan besi dari sumber mineralogi, seperti: hematit (Fe2O3), magnetite (Iman3O4) dan siderita (FeCO3). Oleh kerana prestasi, oksida ini lebih diingini dalam pemprosesan besi.

Imej atas menunjukkan "besi api" lidah api. Daripada semua logam ferus, yang paling penting terdiri daripada aloi besi dengan sejumlah kecil karbon tambah: keluli.

Indeks

  • 1 Struktur
  • 2 Ciri-ciri dan sifat
  • 3 Contoh
    • 3.1 besi palsu atau manis
    • 3.2 besi mentah atau besi babi
    • 3.3 besi tulen
    • 3.4 Cast atau cast iron (foundries)
    • 3.5 besi kelabu
    • 3.6 besi mulur
    • 3.7 Keluli
  • 4 Keluli dan aplikasinya
    • 4.1 Karbon atau keluli pembinaan
    • 4.2 keluli silikon
    • 4.3 Keluli tergalvani
    • 4.4 Keluli tahan karat
    • 4.5 keluli mangan
    • 4.6 Invar keluli
  • 5 Rujukan

Struktur

Kerana besi adalah komponen utama logam ferus, struktur mereka terdiri daripada ubah bentuk kristal pepejal tulen mereka.

Oleh itu, aloi ferrous seperti keluli tidak lebih daripada kemasukan interstitial atom-atom lain dalam susunan besi kristal.

Apakah susunan ini? Besi membentuk allotropes (struktur pepejal yang berlainan) mengikut suhu di mana ia terdedah, mengubah sifat magnetnya. Oleh itu, pada suhu bilik ia membentangkan pelbagai bcc, juga dikenali sebagai alfa-besi (kiub di sebelah kiri, imej atas).

Walau bagaimanapun, dalam pelbagai suhu tinggi (912-1394 (ºC)), susunannya menunjukkan ccp atau fcc: gamma besi (kiub di sebelah kanan). Apabila suhu ini melebihi, besi akan kembali ke bentuk bcc untuk akhirnya meleleh.

Perubahan struktur alpha-gamma ini dikenali sebagai transformasi fasa. Fasa gamma dapat "memenjarakan" atom karbon, sedangkan fasa alfa tidak.

Oleh itu, dalam hal keluli, strukturnya dapat digambarkan sebagai set atom besi yang mengelilingi atom karbon.

Dengan cara ini, struktur logam ferus bergantung kepada pengagihan fasa besi dan atom-atom spesies lain dalam pepejal.

Ciri-ciri dan sifat

Besi tulen adalah logam lembut dan mulur, sangat sensitif terhadap kakisan dan pengoksidaan faktor luaran. Bagaimanapun, apabila ia termasuk perkadaran berlainan logam atau karbon lain, ia memperoleh ciri-ciri dan sifat baru.

Malah, perubahan ini menjadikan logam ferus berguna untuk aplikasi yang tidak banyak.

Aloi ferus umumnya tahan, tahan lama dan kuat, warna kelabu cerah dan sifat-sifat magnetik.

Contohnya

Besi tempa atau manis

Ia mempunyai kandungan karbon kurang daripada 0.03%. Ia berwarna perak, mudah mengoksida dan retak secara dalaman. Di samping itu, ia adalah mulur dan boleh dibentuk, pengalir elektrik yang baik dan sukar dikimpal.

Ia adalah jenis logam ferus yang pertama kali digunakan manusia dalam pembuatan senjata, perkakas dan pembinaan. Kini digunakan dalam plat, rivet, kisi, dll. Kerana konduktor elektrik yang baik, ia digunakan dalam teras elektromagnet.

Besi dalam besi kasar atau besi

Dalam produk permulaan relau letupan, ia mengandungi karbon 3-4% dan kesan unsur-unsur lain seperti silikon, magnesium dan fosforus. Penggunaan utamanya adalah untuk campur tangan dalam pengeluaran logam ferrous lain.

Besi tulen

Ia adalah logam putih abu-abu dengan sifat magnetik. Walaupun kekerasannya rapuh dan rapuh. Titik leburnya tinggi (1500 ºC) Dan mengoksidakan dengan cepat.

Ia adalah konduktor elektrik yang baik, jadi ia digunakan dalam komponen elektrik dan elektronik. Untuk yang lain, ia tidak banyak digunakan.

Tuang besi atau besi tuang (foundries)

Mereka mempunyai kandungan karbon tinggi (antara 1.76% dan 6.67%). Mereka lebih keras daripada keluli tetapi lebih rapuh. Mereka mencairkan pada suhu yang lebih rendah daripada besi tulen, sekitar 1100 ºC.

Kerana ia boleh dibentuk, keping pelbagai saiz dan kerumitan boleh dibuat dengannya. Tuang besi jenis kelabu digunakan dalam jenis besi ini, yang memberikannya kestabilan dan cetakan.

Mereka mempunyai ketahanan yang lebih besar terhadap kakisan daripada keluli. Di samping itu, mereka murah dan padat. Mereka mempunyai ketidakstabilan pada suhu yang agak rendah, dan boleh mengisi acuan.

Juga, mereka mempunyai sifat mampatan yang baik, tetapi mereka rapuh dan pecah sebelum membongkok, jadi mereka tidak berfungsi untuk kepingan yang sangat rumit.

Besi kelabu

Ia adalah besi tuang yang paling biasa, warna kelabu kerana kehadiran grafit. Ia mempunyai kepekatan karbon antara 2.5% dan 4%; Selain itu, ia mengandungi silikon 1-3% untuk menstabilkan grafit.

Ia membentangkan banyak sifat-sifat asas cor dasar, yang mempunyai ketidakstabilan yang tinggi. Ia tidak fleksibel dan membungkuk sejurus sebelum berbuka.

Besi mulur

Karbon ditambah, dalam bentuk granit sfera, pada kepekatan antara 3.2% dan 3.6%. Bentuk grafit sfera memberikan rintangan yang lebih besar terhadap kesan dan kebolehlihatan daripada besi kelabu, yang membolehkan penggunaannya dalam reka bentuk terperinci dengan tepi.

Keluli

Kandungan karbon antara 0.03% dan 1.76%. Antara sifatnya adalah kekerasan, ketabahan dan ketahanan terhadap usaha fizikal. Secara umum, mereka mengoksida dengan mudah. Mereka boleh dipasangkan dan boleh diproses di dalam bekas atau mekanikal.

Juga, mereka mempunyai kekerasan yang lebih besar dan kurang cair daripada besi pelakon. Atas sebab ini, mereka memerlukan suhu yang tinggi untuk mengalir dalam acuan.

Keluli dan aplikasinya

Terdapat beberapa jenis keluli, masing-masing dengan aplikasi yang berlainan:

Keluli karbon atau pembinaan

Kepekatan karbon boleh berbeza, membentuk empat bentuk: keluli ringan (0.25% karbon), keluli separa manis (0.35% karbon), keluli separa keras (0.45% karbon) dan keras (0.5% ).

Ia digunakan dalam pembangunan peralatan, lembaran keluli, kenderaan keretapi, kuku, skru, kereta dan bot.

Keluli silikon

Juga dipanggil keluli elektrik atau keluli magnet. Kepekatan silikonnya berbeza-beza antara 1% dan 5%, Fe berubah antara 95% dan 99%, dan karbon mempunyai 0.5%.

Di samping itu, sejumlah kecil mangan dan aluminium ditambah. Ia mempunyai kekerasan yang hebat dan rintangan elektrik yang tinggi. Ia digunakan dalam pembuatan magnet dan transformer elektrik.

Keluli bergalvani

Ia ditutup dengan salutan zink yang melindunginya daripada pengoksidaan dan kakisan. Oleh itu, ia berguna untuk pembuatan alat dan alat paip.

Keluli tahan karat

Ia mempunyai komposisi Cr (14-18%), Ni (7-9%), Fe (73-79%) dan C (0.2%). Ia tahan kepada pengoksidaan dan kakisan. Ia digunakan dalam pengeluaran peralatan makan serta bahan pemotongan.

Keluli mangan

Komposisinya adalah Mn (10-18%), Fe (82-90%) dan C (1.12%). Ia keras dan tahan memakai. Ia digunakan di keretapi kereta api, peti besi dan perisai.

Invar keluli

Ia membentangkan 36% Ni, 64% Fe dan 0.5% karbon. Ia mempunyai pekali pengembangan yang rendah. Ia digunakan dalam pembinaan skala penunjuk; contohnya: langkah pita.

Rujukan

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia 8th ed., CENGAGE Learning.
  2. Admin (19 September 2017). Apakah besi, dari manakah ia berasal dan berapa jenis besi yang ada? Diambil pada 22 April 2018, dari: termiser.com
  3. Wikipedia. (2018). Besi. Diambil pada 22 April 2018, dari: en.wikipedia.org
  4. Logam. Harta umum. Pengekstrakan dan klasifikasi logam. Diambil pada 22 April 2018, dari: edu.xunta.gal
  5. Jose Ferrer. (Januari 2018). Pencirian logamurgi bahan-bahan ferus dan bukan feral. Diambil pada 22 April 2018, dari: steemit.com
  6. Esei, Inggeris. (November 2013). Struktur Asas Logam Ferrous. Diambil pada 22 April 2018, dari: ukessays.com
  7. Cdang (7 Julai 2011). Gamma Besi Alfa & Besi. [Rajah] Diperoleh pada 22 April 2018, dari: commons.wikimedia.org
  8. Wodi. (15 Jun 2008). Braids Stainless Steel. [Rajah] Diperoleh pada 22 April 2018, dari: commons.wikimedia.org