Metal profili: Dəmir

İnsanların dəmirin istifadə etdiyi təxminən 5000 ildir. Yerin qabığında ikinci ən zəngin metal elementdir və əsasən dünyanın ən əhəmiyyətli struktur materiallarından biri olan polad istehsalı üçün istifadə olunur.

Properties

• Atomik Sembol: Fe
• Atom nömrəsi: 26
• Element Kateqoriya: Transition Metal
• Zənginlik: 7.874g / sm ³
• Ərimə nöqtəsi: 2800 ° F (1538 ° C)
• Kaynama nöqtəsi: 5182 ° F (2862 ° C)
• Moh'nin sərtliyi: 4

Xüsusiyyətlər

Təmiz dəmir istilik və elektrik enerjisini yaxşılaşdıran gümüş rəngli bir metaldır.

Dəmir tək başına təkamül üçün çox reaktivdir, belə ki, təbii olaraq, yerin qabığında hematit, maqnetit və siderit kimi dəmir filizi kimi olur.

Demirin müəyyən xüsusiyyətlərindən biri güclü bir maqnitdir . Güclü bir maqnit sahəsinə məruz qaldıqda, hər hansı bir demir parçası mıknatıslaşa bilər. Alimlər yerin nüvəsi təxminən 90% demirdən ibarətdir. Bu dəmir tərəfindən çıxarılan maqnit qüvvəsi, şimal və cənubdakı maqnit şüaları yaratmaqdır.

Tarix

Dəmirin ehtiva edəcəyi ehtimal ki, dəmir ehtiva edən cevherlərin üzərindəki odun yandırılması nəticəsində ehtimal olunan dəmir əvvəlcə aşkar edilmiş və çıxarılıb. Odun içərisindəki karbon cevizdeki oksijen ilə reaksiya verərdi, yumşaq, dartan bir dəmir metal buraxdı. Dəmir əriməsi və dəmirdən istifadə etmək üçün 2700-3000-ci illərdə Mesopotamiyada (indiki İraq) alətlər və silahlar hazırlamaq başlamışdır. Dəmir dövrü kimi tanınan bir dövrdə, 2000 ildən sonra, dəmir əriməsi biliyi şərqə Avropa və Afrikaya yayılmışdır.

XVII əsrdən etibarən, 19-cu əsrin ortalarından etibarən polad istehsalı üçün effektiv metod aşkar edildikdən sonra, dəmir gəmilər, körpülər və binalar üçün struktur material kimi istifadə olunurdu. 1889-cu ildə inşa edilən Eyfel qülləsi, 7 milyon kiloqramdan artıq ferforje istifadə edilmişdir.

Rust

Dəmir ən çətin xarakteristikası, pas meydana gətirmə meylidir.

Rüst (və ya ferrik oksid) dəmir oksigenə məruz qaldıqda çıxarılmış qəhvəyi, yüngül bir mürəkkəbdir. Suda olan oksigen qazı korroziya prosesini sürətləndirir. Dəmir dərəcəsi - necə tez dəmir ferrik oksidə çevrilir - suyun oksigen miqdarı və dəmir səthi sahəsi ilə müəyyən edilir. Duzlu suda təzə suya nisbətən daha çox oksigen var, buna görə də duzlu su dəmiri təzə suya daha tez dəmir edir.

Rust dəmir oksigen üçün kimyəvi cəhətdən daha cəlbedici olan digər metallar ilə örtülməklə qarşısını almaq olar (məsələn, sinklə örtülmə prosesi " galvanizasiya " adlanır). Bununla belə pasdan qorunmanın ən təsirli üsulu poladdan istifadəsidir.

Çelik

Polad dəmir və digər dəmir xəlitələridir . Dəmir xüsusiyyətləri (gücü, korroziyaya müqavimət, istilik tolerantlığı və s.) Artırmaq üçün istifadə olunur. Dəmirlə yüngülləşdirilmiş elementlərin tipi və məbləğinin dəyişdirilməsi müxtəlif növ polad istehsal edə bilər.

Ən ümumi çelikler:

1. 0.5-1.5% karbon içərisində olan karbon çeliği. Bunlar ən çox yayılmış çeliklerdir və avtomatik orqanlar, gəmi gövdələri, bıçaqlar, maşınlar və bütün növ struktur dəstəkləri üçün istifadə olunur.
2. 1-5% digər metallar (tez-tez nikel və ya volfram ) olan aşağı yüngül lehimli çelikler. Nikel polad yüksək səviyyədə gərginliklərə davam edə bilir və buna görə də tez-tez körpülərin tikintisi və velosiped zəncirləri üçün istifadə olunur. Tungsten çelikler, yüksək temperaturlu ortamlarda şekillerini ve gücünü qoruyur ve matkap uçları kimi darbe, döner uygulamalarda istifadə olunur.

1. Digər metalların 12-18% -nə malik olan yüksək ərintilərdən istifadə edilən çelikler yalnız yüksək qiymətə görə ixtisas tətbiqlərində istifadə olunur. Yüksək ərinti çeliğinin bir nümunəsi paslanmayan poladdır, tez-tez krom və nikel ehtiva edir, lakin digər müxtəlif metallar ilə də alaşaya bilər. Paslanmayan polad çox güclüdür və korroziyaya çox davamlıdır.

İstehsalat

Çoxlu dəmir yerin yaxınlığında tapılan cevherlərdən hazırlanır. Müasir ekstraksiya üsulları onların yüksək hündürlüyü (baca kimi strukturları) ilə xarakterizə olan yüksək fırınları istifadə edir. Dəmir koks (karbonla zəngin kömür) və kireçtaşı (kalsium karbonat) ilə yanaşı yığışmalara dökülür. Günümüzdə dəmir filizi normal olaraq yığmaya girmədən sinterləşmə prosesindən keçir. Bu proses 10-25 mm aralığında olan cökə parçalarını təşkil edir, daha sonra koks və kireçtaşı ilə qarışdırılır.

Sinterlənmiş filiz, koks və kireçtaşı 1800 ° C temperaturda yandırdığı yerdə yığılır. Coke burnu istilik mənbəyi kimi və ocağa vurulmuş oksigen ilə yanaşı, azaldıcı qaz karbon monoksitini yaratmağa kömək edir. Kireçtaşı, dəmirdə çirkləri meydana gətirmək üçün çirkləri meydana gətirir. Çuxur eritilmiş dəmir filizindən daha yüngül, buna görə də səthə qalxır və asanlıqla qaldırıla bilər. Daha sonra isti dəmir qəlib dəmirləri və ya polad istehsalı üçün birbaşa hazırlanmış kalıplara dökülür.

Qarğıdalı dəmir hələ də digər çirkləri ilə birlikdə 3.5-4.5% karbon içərisindədir və işlənmiş və çətin bir işdir. Dəmir dəmir istehsalında fiqur və kükürd çirkləri azaltmaq üçün müxtəlif proseslər istifadə olunur. 0,25% -dən az karbondan az olan ferforje dəmir, sərt, asan və asanlıqla qaynaqlanır, lakin daha az işlənmiş və daha az karbonlu poladdan daha çox məhsul istehsal edir.

2010-cu ildə qlobal dəmir filizi istehsalı 2,4 milyard ton ətrafında olub. Ən böyük istehsalçı olan Çin, bütün istehsalın təxminən 37,5% -ni təşkil edir, digər böyük istehsalçı ölkələr isə Avstraliya, Braziliya, Hindistan və Rusiya daxildir.

Proqramlar

Dəmir bir zamanlar birincil struktur maddə idi, lakin bir çox tətbiqdə uzun müddət əvəzlənmişdir. Buna baxmayaraq, dəmir borular hələ də borularda istifadə olunur və silindr başları, silindr blokları və şanzıman qutuları kimi avtomobil hissələri istehsal edir. Dəmir dəmir hələ şərab şkafları, şam tutacaqları və pərdə çubuqları kimi ev dekorlarını hazırlamaq üçün istifadə olunur.

References

Küçə, Arthur. & Alexander, WO 1944. İnsan Xidmətində Metaller . 11-ci nəşr (1998).
Beynəlxalq Donuz Dəmir Assosiasiyası.
Mənbə: www.pigiron.org.uk
USGS. Mineral Əmtəə Xülasəsi: Demir və Çelik (2011).
Mənbə: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/iron_&_steel