Cấu trúc kim loại màu, loại, đặc điểm, tính chất và ví dụ



các kim loại màu là những chất có chứa sắt (Fe), cũng như một lượng nhỏ kim loại khác được thêm vào để mang lại những đặc tính có lợi nhất định cho hợp kim của chúng. Mặc dù sắt có thể tồn tại ở một số trạng thái oxy hóa, +2 (kim loại) và +3 (sắt) là phổ biến nhất.

Tuy nhiên, thuật ngữ "kim loại" dùng để chỉ sự hiện diện của sắt bất kể trạng thái oxy hóa của nó trong vật liệu. Sắt là nguyên tố phổ biến thứ tư trong lớp vỏ trái đất, nhưng trên toàn cầu, đây là nguyên tố chính trên mặt đất. Do đó, kim loại màu trong lịch sử và công nghiệp đã tham gia vào sự tiến hóa của con người.

Đây là trường hợp do sự phong phú và tính chất có thể sửa đổi lớn của nó. Các kim loại màu này bắt đầu từ việc khai thác sắt từ các nguồn khoáng vật, như: hematit (Fe2Ôi3), từ tính (Faith3Ôi4) và siderita (FeCO3). Do hiệu suất, các oxit này được mong muốn hơn trong chế biến sắt.

Hình trên cho thấy một "lưỡi lửa" bằng sợi đốt. Trong tất cả các kim loại màu, quan trọng nhất bao gồm một hợp kim sắt với một lượng nhỏ carbon bổ sung: thép.

Chỉ số

  • 1 cấu trúc
  • 2 Đặc điểm và tính chất
  • 3 ví dụ
    • 3.1 Sắt rèn hoặc sắt ngọt
    • 3.2 Sắt thô hoặc gang
    • 3.3 Sắt nguyên chất
    • 3.4 Đúc hoặc gang (đúc)
    • 3.5 Sắt xám
    • 3.6 Sắt dễ uốn
    • 3.7 Thép
  • 4 Thép và các ứng dụng của nó
    • 4.1 Carbon hoặc thép xây dựng
    • 4.2 Thép silic
    • 4.3 Thép mạ kẽm
    • 4.4 Thép không gỉ
    • 4.5 Thép mangan
    • 4.6 Thép Invar
  • 5 tài liệu tham khảo

Cấu trúc

Bởi vì sắt là thành phần chính của kim loại đen, cấu trúc của chúng bao gồm các biến dạng tinh thể của chất rắn nguyên chất của chúng.

Do đó, các hợp kim màu như thép không nhiều hơn sự bao gồm giữa các nguyên tử khác trong sự sắp xếp sắt tinh thể.

Sự sắp xếp này là gì? Sắt hình thành các đồng vị (cấu trúc rắn khác nhau) theo nhiệt độ mà nó tiếp xúc, thay đổi tính chất từ ​​của nó. Do đó, ở nhiệt độ phòng, nó thể hiện một mảng bcc, còn được gọi là alpha-iron (hình khối bên trái, hình trên cùng).

Tuy nhiên, trong một phạm vi nhiệt độ cao (912-1394 (ºC)), sự sắp xếp cho thấy ccp hoặc fcc: sắt-gamma (khối bên phải). Khi nhiệt độ này vượt quá, bàn ủi trở về dạng bcc để cuối cùng tan chảy.

Sự thay đổi cấu trúc alpha-gamma này được gọi là biến đổi pha. Pha gamma có thể "giam cầm" các nguyên tử carbon, trong khi pha alpha thì không.

Do đó, trong trường hợp của thép, cấu trúc của nó có thể được hình dung như các bộ nguyên tử sắt bao quanh một nguyên tử carbon.

Theo cách này, cấu trúc của kim loại màu phụ thuộc vào sự phân bố các pha sắt và nguyên tử của các loài khác trong chất rắn.

Đặc điểm và tính chất

Sắt nguyên chất là một kim loại mềm và rất dễ uốn, rất nhạy cảm với sự ăn mòn và oxy hóa của các yếu tố bên ngoài. Tuy nhiên, khi nó bao gồm các tỷ lệ khác nhau của kim loại hoặc carbon khác, nó có được các đặc tính và tính chất mới.

Trên thực tế, chính những thay đổi này làm cho kim loại đen trở nên hữu ích cho vô số ứng dụng.

Các hợp kim màu nói chung có khả năng chịu lực, bền và bền, có màu xám sáng và có đặc tính từ tính.

Ví dụ

Sắt rèn hoặc ngọt

Nó có hàm lượng carbon dưới 0,03%. Nó có màu bạc, dễ bị oxy hóa và nứt vỡ bên trong. Ngoài ra, nó dễ uốn và dễ uốn, dẫn điện tốt và khó hàn.

Nó là loại kim loại màu mà con người sử dụng đầu tiên trong sản xuất vũ khí, đồ dùng và công trình. Hiện đang được sử dụng trong các tấm, đinh tán, lưới, vv Vì nó là một chất dẫn điện tốt, nó được sử dụng trong lõi của nam châm điện.

Sắt trong gang hoặc gang

Trong sản phẩm ban đầu của lò cao, nó chứa 3-4% carbon và dấu vết của các nguyên tố khác như silicon, magiê và phốt pho. Công dụng chính của nó là can thiệp vào việc sản xuất các kim loại màu khác.

Sắt nguyên chất

Nó là một kim loại màu trắng xám với đặc tính từ tính. Mặc dù độ cứng của nó rất dễ vỡ và dễ vỡ. Điểm nóng chảy của nó cao (1500 ºC.) Và oxy hóa nhanh chóng.

Nó là một chất dẫn điện tốt, vì vậy nó được sử dụng trong các linh kiện điện và điện tử. Đối với phần còn lại, nó là ít sử dụng.

Gang hoặc gang (đúc)

Chúng có hàm lượng carbon cao (từ 1,76% đến 6,67%). Chúng cứng hơn thép nhưng dễ vỡ hơn. Chúng nóng chảy ở nhiệt độ thấp hơn sắt nguyên chất, khoảng 1100 ºC.

Bởi vì nó có thể đúc được, các mảnh có kích thước và độ phức tạp khác nhau có thể được sản xuất cùng với nó. Gang loại xám được sử dụng trong loại sắt này, mang lại sự ổn định và dễ bị mốc.

Chúng có khả năng chống ăn mòn cao hơn thép. Ngoài ra, chúng rẻ và dày đặc. Chúng có tính lưu động ở nhiệt độ tương đối thấp, và có thể lấp đầy các khuôn.

Ngoài ra, chúng có đặc tính nén tốt, nhưng chúng dễ vỡ và vỡ trước khi uốn, vì vậy chúng không hoạt động đối với các mảnh rất phức tạp.

Sắt xám

Nó là gang phổ biến nhất, màu xám của nó do sự hiện diện của than chì. Nó có nồng độ carbon từ 2,5% đến 4%; Ngoài ra, nó có chứa 1-3% silicone để ổn định than chì.

Nó trình bày nhiều thuộc tính của bàn là đúc cơ bản, có tính lưu động cao. Nó không linh hoạt và uốn cong ngay trước khi phá vỡ.

Sắt dễ uốn

Carbon được thêm vào, dưới dạng đá granit hình cầu, với nồng độ từ 3,2% đến 3,6%. Hình dạng hình cầu của than chì mang lại cho nó khả năng chống va đập và dễ uốn hơn so với sắt xám, cho phép sử dụng nó trong các thiết kế chi tiết với các cạnh.

Thép

Hàm lượng carbon trong khoảng 0,03% đến 1,76%. Trong số các phẩm chất của nó là độ cứng, độ bền và khả năng chống lại các nỗ lực thể chất. Nói chung, chúng dễ bị oxy hóa. Chúng có thể hàn và có thể được xử lý trong lò rèn hoặc cơ khí.

Ngoài ra, chúng có độ cứng lớn hơn và ít trôi chảy hơn so với bàn là đúc. Vì lý do này, họ cần nhiệt độ cao để chảy trong khuôn.

Thép và ứng dụng của nó

Có một số loại thép, mỗi loại có ứng dụng khác nhau:

Thép carbon hoặc xây dựng

Nồng độ của carbon có thể thay đổi, thiết lập bốn dạng: thép nhẹ (0,25% carbon), thép nửa ngọt (0,35% carbon), thép bán cứng (0,45% carbon) và cứng (0,5%) ).

Nó được sử dụng trong việc phát triển các công cụ, tấm thép, phương tiện đường sắt, đinh, ốc vít, xe hơi và thuyền.

Thép silic

Cũng được gọi là thép điện hoặc thép từ tính. Nồng độ silic của nó thay đổi từ 1% đến 5%, Fe thay đổi từ 95% đến 99% và carbon có 0,5%.

Ngoài ra, một lượng nhỏ mangan và nhôm được thêm vào. Nó có độ cứng lớn và điện trở cao. Nó được sử dụng trong sản xuất nam châm và máy biến thế điện.

Thép mạ kẽm

Nó được phủ một lớp kẽm bảo vệ nó khỏi quá trình oxy hóa và ăn mòn. Do đó, nó rất hữu ích cho việc sản xuất các bộ phận và công cụ đường ống.

Thép không gỉ

Nó có thành phần gồm Cr (14-18%), Ni (7-9%), Fe (73-79%) và C (0,2%). Nó có khả năng chống oxy hóa và ăn mòn. Nó được sử dụng trong sản xuất dao kéo cũng như vật liệu cắt.

Thép mangan

Thành phần của nó là Mn (10-18%), Fe (82-90%) và C (1.12%). Nó là cứng và chống mặc. Nó được sử dụng trên đường ray xe lửa, két và áo giáp.

Thép Invar

Nó thể hiện 36% Ni, 64% Fe và 0,5% carbon. Nó có một hệ số mở rộng thấp. Nó được sử dụng trong việc xây dựng các thang chỉ số; ví dụ: các biện pháp băng.

Tài liệu tham khảo

  1. Whites, Davis, Peck & Stanley. (2008). Hóa học Tái bản lần thứ 8.
  2. Quản trị viên (Ngày 19 tháng 9 năm 2017). Sắt là gì, nó đến từ đâu và có bao nhiêu loại sắt? Truy cập ngày 22 tháng 4 năm 2018, từ: termiser.com
  3. Wikipedia. (2018). Sắt. Truy cập ngày 22 tháng 4 năm 2018, từ: en.wikipedia.org
  4. Kim loại. Tính chất chung. Khai thác và phân loại kim loại. Truy cập ngày 22 tháng 4 năm 2018, từ: edu.xunta.gal
  5. Jose Ferrer. (Tháng 1 năm 2018). Đặc tính kim loại của vật liệu kim loại màu và không sắt. Truy cập ngày 22 tháng 4 năm 2018, từ: steemit.com
  6. Tiểu luận, Vương quốc Anh. (Tháng 11 năm 2013). Cấu trúc cơ bản của kim loại màu. Truy cập ngày 22 tháng 4 năm 2018, từ: ukessays.com
  7. Cdang (Ngày 7 tháng 7 năm 2011). Sắt Alfa & Gamma sắt. [Hình] Truy cập ngày 22 tháng 4 năm 2018, từ: commons.wikidia.org
  8. Włodi. (Ngày 15 tháng 6 năm 2008). Bện thép không gỉ. [Hình] Truy cập ngày 22 tháng 4 năm 2018, từ: commons.wikidia.org