ОБОЈЕНИ МЕТАЛИ: СТРУКТУРА, ВРСТЕ, КАРАКТЕРИСТИКЕ - ХЕМИЈА - 2024

У обојени метали су оне које садрже гвожђе (Фе) као и мале количине других метала који су додати да даје одређене корисне својства његових легура. Иако гвожђе може постојати у различитим оксидационим стањима, +2 (црна) и +3 (фериц) су најчешћа.

Међутим, појам "жељезо" односи се на присуство гвожђа без обзира на његово стање оксидације у материјалу. Гвожђе је четврти најбогатији елемент у земљиној кори, али глобално је главни елемент земље. Због тога су у историјском и индустријском делу обојени метали учествовали у еволуцији човека.

То се десило због великог обиља и модификованих својстава. Ови обојени метали полазе од вађења гвожђа из минералошких извора, као што су: хематит (Фе ₂ О ₃ ), магнетит (Фе ₃ О ₄ ) и сидерит (ФеЦО ₃ ). Због својих перформанси ови оксиди су најпожељнији у преради гвожђа.

Горња слика приказује ужарени језик од језика од ливеног гвожђа. Од свих обојених метала најважнији се састоји од легуре гвожђа са малим количинама угљеника који су додани: челика.

Структура

Пошто је гвожђе главна компонента обојених метала, њихове структуре састоје се од кристалних деформација њихове чисте чврстоће.

Следствено томе, легуре гвожђа попут челика нису ништа друго до интерстицијска укључења других атома у кристални распоред гвожђа.

Какав је овај аранжман? Гвожђе формира алотропе (различите чврсте структуре) у зависности од температуре којој је изложено, мењајући своја магнетна својства. Тако на собној температури представља бцц аранжман, такође познат као алфа-гвожђе (коцка са леве стране, горња слика).

С друге стране, у распону високих температура (912-1394 (ºЦ)), он показује ццп или фцц распоред: гвожђе-гама (коцка са десне стране). Након прекорачења ове температуре, гвожђе се враћа у бцц облик да би се коначно истопило.

Ова промена алфа-гама структуре позната је и као фазна трансформација. Гама фаза је способна да "ухвати" атоме угљеника, док алфа фаза није.

Тако се у случају челика његова структура може приказати као скуп атома гвожђа који окружују атом угљеника.

На тај начин структура обојених метала зависи од расподјеле фаза гвожђа и атома других врста у чврстом металу.

Карактеристике и својства

Чисто гвожђе је мек и веома дуктилни метал, веома осетљив на корозију и оксидацију од спољашњих фактора. Међутим, када укључује различите пропорције другог метала или угљеника, он добија нове карактеристике и својства.

У ствари, управо ове промене чине црне метале корисним за безброј примена.

Легуре гвожђа су обично јаке, издржљиве и жилаве, са светлим сивкастим бојама и магнетним својствима.

Примери

Ковано гвожђе или слатко

Садржај угљеника је мањи од 0,03%. Сребрне је боје, лако рђа и пукне изнутра. Поред тога, дуктилна је и калупабилна, добар проводник струје и тешко је заваривати.

То је врста обојених метала које је човек први пут користио у производњи оружја, прибора и зграда. Тренутно се користи у плочама, заковицама, решеткама итд. Како је добар електрични проводник, користи се у језгри електромагнета.

Грубо гвожђе или ливено гвожђе

У почетном производу из високе пећи садржи 3-4% угљеника и трагове других елемената попут силицијума, магнезијума и фосфора. Његова главна употреба је интервенција у производњи других обојених метала.

Чисто гвожђе

То је сивкасто-бели метал са магнетним својствима. Упркос тврдоћи, крхка је и ломљива. Тачка топљења му је велика (1500 ºЦ) и брзо се оксидира.

Добар је електрични проводник, због чега се користи у електричним и електронским компонентама. Иначе је од мале користи.

Ливено или ливено гвожђе (ливнице)

Имају висок садржај угљеника (између 1,76% и 6,67%). Тврђи су од челика, али су и ломљивији. Они се топе на нижој температури од чистог гвожђа, око 1100 ° Ц.

Будући да је излив, може се користити за израду комада различитих величина и сложености. Код ове врсте гвожђа користи се сиви лив, који му даје стабилност и могућност кредивања.

Имају већу отпорност на корозију од челика. Такође, јефтине су и густе. Представљају флуидност на релативно ниским температурама, способни су да попуњавају калупе.

Такође имају добра својства стискања, али су ломљива и ломе се пре савијања, тако да нису погодна за веома сложене комаде.

Сиво гвожђе

То је најчешћи ливени гвожђе, а његова сива нијанса је последица присуства графита. Има концентрацију угљеника између 2,5% и 4%; додатно, садржи 1-3% силикона за стабилизацију графита.

Има многе особине основног лива, јер је високо течан. Нефлексибилан је и савија се мало пре пуцања.

Дуктил гвожђе

Додаје се угљеник, у облику сферног гранита, у концентрацији између 3,2% и 3,6%. Сферни облик графита даје му већу отпорност на ударце и пропадљивост од сивог гвожђа, омогућавајући му употребу у детаљним и обрађеним дизајнима.

Челика

Садржај угљеника између 0,03% и 1,76%. Међу његове квалитете спадају тврдоћа, упорност и отпорност на физичке напоре. Генерално, они лако захрђају. Они су завариви и могу се обрадити ковањем или механички.

Такође имају већу тврдоћу и мању флуидност од ливених пегла. Из тог разлога су им потребне високе температуре да би могле тећи у калуповима.

Челик и његове примене

Постоји неколико врста челика, од којих свака има различите примене:

Угљеник или грађевински челик

Концентрација угљеника може варирати, успостављајући четири облика: благи челик (0,25% угљеника), полуслатки челик (0,35% угљеника), полутврди челик (0,45% угљеника) и тврд (0,5%) ).

Користи се у производњи алата, челичних лимова, шинских возила, ексера, шрафова, аутомобила и чамаца.

Силицијум челик

Такође се назива и електрични челик или магнетни челик. Концентрација силицијума варира између 1% и 5%, Фе варира између 95% и 99%, а угљен има 0,5%.

Поред тога, додају се мање количине мангана и алуминијума. Има велику тврдоћу и високу електричну отпорност. Користи се у производњи магнета и електричних трансформатора.

Поцинковани челик

Прекривен је цинковим премазом који га штити од рђе и корозије. Због тога је корисна за производњу цевних делова и алата.

Нерђајући челик

Садржи састав Цр (14-18%), Ни (7-9%), Фе (73-79%) и Ц (0,2%). Отпоран је на рђу и корозију. Користи се у производњи јела и материјала за резање.

Манган челик

Његов састав је Мн (10-18%), Фе (82-90%) и Ц (1,12%). Тврда је и отпорна на хабање. Користи се на шинама, сефовима и оклопу.

Инварни челик

Садржи 36% Ни, 64% Фе и 0,5% угљеника. Има низак коефицијент експанзије. Користи се у изради индикаторских вага; на пример: траке.

Референце

1. Вхиттен, Давис, Пецк и Станлеи. (2008). Хемија. 8. изд., ЦЕНГАГЕ Учење.
2. Админ. (19. септембра 2017). Шта је гвожђе, одакле долази и колико врста гвожђа постоји. Преузето 22. априла 2018. године са: термисер.цом
3. Википедиа. (2018). Гвожђе. Преузето 22. априла 2018. године са: ен.википедиа.орг
4. Металс. Општа својства. Вађење и класификација метала. Преузето 22. априла 2018. године са: еду.кунта.гал
5. Јосе Феррер. (Јануар 2018). Металуршка карактеризација обојених и обојених материјала. Преузето 22. априла 2018. године са: стеемит.цом
6. Есеји, Велика Британија. (Новембар 2013.) Основне конструкције обојених метала. Преузето 22. априла 2018. године са: укессаис.цом
7. Цданг. (7. јула 2011). Ирон Алпха и Ирон Гама. . Преузето 22. априла 2018. године са: цоммонс.викимедиа.орг
8. Вłоди. (15. јун 2008. године). Плетенице од нехрђајућег челика. . Преузето 22. априла 2018. године са: цоммонс.викимедиа.орг