Properties
- Atomic Symbol: Fe
- Atomic Nummer: 26
- Element Kategorie: Iwwergang Metal
- Densitéit: 7.874g / cm 3
- Schmelzpunkt: 2800 ° F (1538 ° C)
- Kënnegoen: 5182 ° F (2862 ° C)
- Moh's Hardness: 4
Charakteristiken
Pure Eisen ass e sëlwerfaarwege Metall, deen Hëtzt a Stroum gutt mécht.
Eisen ass ze reaktiv, fir alleng existéieren ze sinn, sou datt et nëmmen an der Äerdkrust als Eiseneräer, wéi z. B. HEMATITE, MAGNITITE, SIDERITE, geschitt.
Eent vun de Identifikatiounschafte vun Eisen ass datt et staark magnetesch ass . An e staarken Magnéitfeld ausgesinn, kann e Stéck Eisen ginn magnetiséiert ginn. D'Wëssenschaftler gleewen datt den Äerdkierpe vun ongeféier 90% Eisen ass. D'Magnéitkraaft, déi vun dësem Eisen produzéiert gëtt, ass wat d'Magnéitesch Nord- a Südpolen erstallt.
Geschicht
Eisen gouf wahrscheinlech ursprénglech entdeckt an extrahéiert als Resultat vu Brennholz op Brennstoffercher. De Kuelestoff am Holz géif mam Sauerstoff an der Erz reagéiert hunn, e weiche, mëllen Eisemetall. Eisen Schmelz an d'Benotzung vun Eisen fir Tools a Waffen unzefänken zu Mesopotamien (present day Iraq) tëscht 2700 an 3000 v. Chr. Iwwer den nächste 2000 Joer hunn d'Wëssenschmierung vu Wäerter ëstlech an Europa an Afrika während enger Period als Iron Age bekannt.
Vum 17. Joerhonnert un, bis eng efficace Method fir Stahl produzéiert gouf an der Mëtt vum 19. Joerhonnert entdeckt ginn, gouf Eisen méi wéi e strukturellt Material benotzt fir Schëffer, Brécke a Gebaier ze maachen. Den Eiffeltuerm, gebaut 1889, gouf mat méi wéi 7 Millioune Kilogramm Schmelze gemaach.
Rust
Eisen Ironie am trauregsten Charakteristesch ass hir Tendenz op Roum ze bilden.
Rust (oder Eisen) ass eng brong, zerfällt Verbindung, déi produzéiert gëtt wann Eisen duerch Sauerstoff ausgesat ass. De Sauerstoffgas, deen am Waasser befaasst ass, fiert den Prozess vu Korrosioun . De Rescht vu Rust - wéi schnell Eisen an Eisenoxid verwandelt - gëtt duerch den Sauerstoffgehalt vum Waasser an der Uewerfläch vum Uewerfläch festgeluecht. Salzwasser enthält méi Sauerstoff wéi frësch Waasser, dat ass d'Grondwaasser Salz méi séier wéi frëschem Waasser.
Rust kann verhënnert ginn duerch Eisenbeschreiwung mat anere Metalle sinn déi chemesch méi fir Sauerstoff attraktiv sinn, wéi Zink (de Prozess vum Eiseschoss mat Zink gëtt als Galvaniséierter bezeechent ). Allerdéngs ass d'effektivst Method fir Schutz géint Rost ze sinn d'Benotze vu Stol.
Stol
Staal ass eng Legierung vu Eisen an verschidde aner Metalle si gebraucht fir d'Eegenschaften (Kraaft, Korrosiounsbeständegkeet, Toleranz vu Wärme usw.) ze erhéijen). Äert Art a Betrag vun den Elementer mat Eisen ze produzéieren kënnen verschidden Arten vu Ställe produzéieren.
Déi heefegsten Stähle sinn:
- Kuelestiel, déi tëscht 0,5-1,5% Kohlenstoff behaalen. Dëst sinn déi heefegste Stähle an ginn fir Auto Autoen, Schifueren, Messeren, Maschinnen an all Typ vun strukturellen Ënnerstëtzungen benotzt.
- Low-Legge Stähle, déi 1-5% aner Metalle enthalten (oft Nickel oder Wolfram ). Nickel Stéier ass fir méi héich Spannungen ze gewannen an ass dofir esou oft an der Konstruktioun vu Brécke benotzt a fir zum Verkéier Ketten. Wolfram Stähle behalen hir Form a Kraaft an Héichtemperatur-Ëmfeld a ginn an Impakt, drockend Applikatiounen, zB Brochstéck benotzt.
- Héije Legierungsstähle, déi 12-18% vun anere Metalle enthalen, ginn nëmme benotzt a speziell Applikatiounen wéinst hire héije Käschten. Ee Beispill vu engem héigen legalen Stahl ass Edelstahl, deen meeschtens Chrom a Nickel enthält, awer mat verschiddene aner Metalle versuergt ginn. Edelstahl ass ganz staark an héich resistent géint Korrosioun.
Produktioun
Déi meescht Eisen gëtt aus Ozeanen fonnt an der Géigend vun der Äerd Uewersteng fonnt. Modernt Extraitstechniken benotzen d'Héichiewen, déi sech duerch hir héich Stack (Kneipen-ähnlech Strukturen) zeechent. D'Eisen ginn an d'Stapel zesummen mat Kock (kuelendréng Kuel) a Kalkstein (Kalkkarbonat). Hautdesdaags fällt d'Eisenerz normalerweis duerch e Sinterprozess virbereeden, ier de Stack opgitt. Dëse Prozess bitt Stécker vun Erz, déi tëschent 10-25 mm sinn, déi dann mat Kock a Kalkstein gemëscht ginn.
D'Sintergeschicht, Kock a Kalkstein ginn dann an d'Stack gegoss, wou et bei Temperaturen vun 1800 ° C verbrennt. Coke verbrennt als Quelle vu Wärter an ass, zesumme mat Sauerstoff, deen an den Uewerpescht geschoss gëtt, hëlleft fir d'Reduktioun vum Kuelemonoxid ze bilden. D'Kalkstef gemëschte mat Verpakungen am Eisen fir Schlacken ze bilden. Schlag ass heller wéi geschmollte Eisenerz, sou datt et op d'Uewerfläch stees an kann einfach entfernt ginn. D'häerzlech Eisen gëtt dann an d'Schimmel gegëcht fir Schweineisen ze produzéieren oder direkt fir d'Stolproduktioun virbereet ginn.
D'Porlech Eisen gëtt nach ëmmer tëscht 3,5-4,5% Kohlenstoff, zesumme mat anere Verstéiss, an ass brécheg an schwéier ze schaffen. Verschidde Prozesser ginn benotzt fir de Phosphor an d'Schwefelverursachungen an de Schweineisen ze reduzéieren fir Gosséer ze produzéieren. D'Schmelz geschriwwen, dat manner wéi 0,25% Kohlenstoff enthält, ass haltbar, verschlësselt an einfach verschweißt, awer vill méi gezwongen a kostspiller fir produzéieren wéi eisen kuelem Stahl.
Am Joer 2010 ass d'globale Eisenerzproduktioun ongeféier 2,4 Milliarden Tonnen. China, de gréisste Produzent, huet iwwer 37,5% vun der Produktioun ugesinn, während aner grouss Produktiounslien sinn Australien, Brasilien, Indien a Russland.
Applikatiounen
Eisen ass eesäiteg éischtens dat strukturell Material, awer et ass laang an der Majoritéit vun de Stahl ersat. Trotzdem gëtt Goss produzéiert nach ëmmer an Tubem benotzt an Automotive deelzehuelen, wéi Zylinderköpfen, Zylinderkierper a Getränkboxen. D'Schmelz gëtt ëmmer nach benotzt fir Dekoratiounsmëttel Elementer, wéi Wäinzëmmer, Käerzhalter a Gardinen.
Referenzen
Strooss, Arthur. & Alexander, WO 1944. Metalle am Service vum Mënsch . 11. Editioun (1998).
D'International Pig Iron Association.
Source: www.pigiron.org.uk
USGS. Mineral Commodity Summaries: Eisen an Stahl (2011).
Source: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/iron_&_steel