Das Eisenmetalle Sie enthalten Eisen (Fe) sowie geringe Mengen anderer Metalle, die zugesetzt werden, um ihren Legierungen bestimmte vorteilhafte Eigenschaften zu verleihen. Obwohl Eisen in verschiedenen Oxidationsstufen vorliegen kann, sind +2 (Eisen) und +3 (Eisen) am häufigsten.
Der Begriff "Eisen" bezieht sich jedoch auf das Vorhandensein von Eisen unabhängig von seiner Oxidationsstufe im Material. Eisen ist das vierthäufigste Element in der Erdkruste, aber weltweit ist es das wichtigste Erdelement. Historisch und industriell haben Eisenmetalle daher eine Rolle in der Evolution des Menschen gespielt..
Dies war aufgrund seiner großen Häufigkeit und veränderbaren Eigenschaften der Fall. Diese Eisenmetalle stammen aus der Gewinnung von Eisen aus mineralogischen Quellen wie Hämatit (FezweiODER3), Magnetit (Fe3ODER4) und Siderit (FeCO3). Aufgrund der Leistung sind diese Oxide bei der Eisenverarbeitung am meisten erwünscht.
Das obere Bild zeigt eine glühende „Feuerzunge“ aus Gusseisen. Von allen Eisenmetallen besteht das wichtigste aus einer Eisenlegierung mit geringen Mengen an zugesetztem Kohlenstoff: Stahl..
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Da Eisen der Hauptbestandteil von Eisenmetallen ist, bestehen ihre Strukturen aus kristallinen Verformungen ihres reinen Feststoffs.
Folglich sind Eisenlegierungen wie Stahl nichts anderes als der interstitielle Einschluss anderer Atome in die Kristallanordnung von Eisen..
Was ist das für ein Arrangement? Eisen bildet je nach Temperatur, der es ausgesetzt ist, Allotrope (unterschiedliche feste Strukturen), wodurch sich seine magnetischen Eigenschaften ändern. Daher zeigt es bei Raumtemperatur eine bcc-Anordnung, die auch als Alpha-Eisen bekannt ist (der Würfel links oben)..
Andererseits manifestiert es in einem Bereich hoher Temperaturen (912-1394 (ºC)) die Anordnung ccp oder fcc: das Eisen-Gamma (der Würfel rechts). Sobald diese Temperatur überschritten wird, kehrt das Eisen in die bcc-Form zurück, um schließlich zu schmelzen.
Diese Änderung der Alpha-Gamma-Struktur wird als Phasentransformation bezeichnet. Die Gamma-Phase kann Kohlenstoffatome "einfangen", die Alpha-Phase hingegen nicht.
So kann im Fall von Stahl seine Struktur als Satz von Eisenatomen dargestellt werden, die ein Kohlenstoffatom umgeben..
Auf diese Weise hängt die Struktur von Eisenmetallen von der Verteilung der Eisenphasen und der Atome anderer Spezies im Feststoff ab..
Reines Eisen ist ein weiches und sehr duktiles Metall, das sehr empfindlich gegen Korrosion und Oxidation durch äußere Einflüsse ist. Wenn es jedoch unterschiedliche Anteile eines anderen Metalls oder Kohlenstoffs enthält, erhält es neue Eigenschaften und Eigenschaften..
Tatsächlich sind es diese Änderungen, die Eisenmetalle für unzählige Anwendungen nützlich machen..
Eisenlegierungen sind im Allgemeinen stark, haltbar und zäh, mit hellen grauen Farben und magnetischen Eigenschaften..
Es hat einen Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,03%. Es hat eine silberne Farbe, rostet leicht und reißt innen. Darüber hinaus ist es duktil und formbar, ein guter Stromleiter und schwer zu schweißen..
Es ist die Art von Eisenmetall, die der Mensch zuerst bei der Herstellung von Waffen, Utensilien und Gebäuden verwendete. Es wird derzeit in Platten, Nieten, Spalieren usw. verwendet. Da es ein guter elektrischer Leiter ist, wird es im Kern von Elektromagneten verwendet.
Das ursprüngliche Hochofenprodukt enthält 3-4% Kohlenstoff und Spuren anderer Elemente wie Silizium, Magnesium und Phosphor. Seine Hauptanwendung besteht darin, in die Herstellung anderer Eisenmetalle einzugreifen.
Es ist ein grauweißes Metall mit magnetischen Eigenschaften. Trotz seiner Härte ist es spröde und spröde. Sein Schmelzpunkt ist hoch (1500 ºC) und es oxidiert schnell.
Es ist ein guter elektrischer Leiter, weshalb es in elektrischen und elektronischen Bauteilen verwendet wird. Ansonsten nützt es wenig.
Sie haben einen hohen Kohlenstoffgehalt (zwischen 1,76% und 6,67%). Sie sind härter als Stahl, aber spröder. Sie schmelzen bei einer niedrigeren Temperatur als reines Eisen, etwa 1100 ºC.
Da es formbar ist, ist es möglich, Stücke unterschiedlicher Größe und Komplexität damit herzustellen. Bei dieser Art von Eisen wird Grauguss verwendet, was ihm Stabilität und Formbarkeit verleiht..
Sie haben eine höhere Korrosionsbeständigkeit als Stahl. Sie sind auch billig und dicht. Sie zeigen Fließfähigkeit bei relativ niedrigen Temperaturen und können die Formen füllen.
Sie haben auch gute Kompressionseigenschaften, sind jedoch spröde und brechen vor dem Biegen, sodass sie nicht für sehr aufwändige Teile geeignet sind..
Es ist das am häufigsten verwendete Gusseisen, dessen Grauton auf das Vorhandensein von Graphit zurückzuführen ist. Es hat eine Kohlenstoffkonzentration zwischen 2,5% und 4%; Zusätzlich enthält es 1-3% Silikon zur Stabilisierung des Graphits.
Es hat viele Eigenschaften von einfachen Gusseisen und ist sehr flüssig. Es ist unflexibel und biegt sich kurz vor dem Brechen.
Kohlenstoff wird in Form von kugelförmigem Granit in einer Konzentration zwischen 3,2% und 3,6% zugesetzt. Die Kugelform von Graphit verleiht ihm eine höhere Schlagfestigkeit und Formbarkeit als Grauguss und ermöglicht die Verwendung in detaillierten und kantigen Konstruktionen.
Kohlenstoffgehalt zwischen 0,03% und 1,76%. Zu seinen Eigenschaften gehören Härte, Zähigkeit und Widerstand gegen körperliche Anstrengung. Im Allgemeinen rosten sie leicht. Sie sind schweißbar und können beim Schmieden oder mechanisch verarbeitet werden.
Sie haben auch eine größere Härte und eine geringere Fließfähigkeit als Gusseisen. Aus diesem Grund benötigen sie hohe Temperaturen, um in den Formen zu fließen..
Es gibt verschiedene Stahlsorten mit unterschiedlichen Anwendungen:
Die Kohlenstoffkonzentration kann variieren und vier Formen festlegen: Weichstahl (0,25% Kohlenstoff), halbsüßer Stahl (0,35% Kohlenstoff), halbharter Stahl (0,45% Kohlenstoff) und harter (0,5%).
Es wird zur Herstellung von Werkzeugen, Stahlblechen, Schienenfahrzeugen, Nägeln, Schrauben, Automobilen und Booten verwendet.
Wird auch als Elektrostahl oder Magnetstahl bezeichnet. Seine Siliziumkonzentration variiert zwischen 1% und 5%, Fe variiert zwischen 95% und 99% und Kohlenstoff hat 0,5%.
Zusätzlich werden geringe Mengen Mangan und Aluminium zugesetzt. Es hat eine große Härte und einen hohen elektrischen Widerstand. Es wird zur Herstellung von Magneten und elektrischen Transformatoren verwendet.
Es ist mit einer Zinkbeschichtung beschichtet, die es vor Rost und Korrosion schützt. Daher ist es nützlich für die Herstellung von Rohrteilen und Werkzeugen..
Es hat eine Zusammensetzung aus Cr (14-18%), Ni (7-9%), Fe (73-79%) und C (0,2%). Es ist beständig gegen Oxidation und Korrosion. Es wird sowohl zur Herstellung von Besteck als auch zum Schneiden von Material verwendet.
Seine Zusammensetzung ist Mn (10-18%), Fe (82-90%) und C (1,12%). Es ist hart und widerstandsfähig gegen Verschleiß. Wird auf Eisenbahnschienen, Safes und Rüstungen verwendet.
Es hat 36% Ni, 64% Fe und 0,5% Kohlenstoff. Es hat einen niedrigen Ausdehnungskoeffizienten. Es wird beim Aufbau von Indikatorwaagen verwendet; Zum Beispiel: Maßbänder.
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