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鋼鐵

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1 拼音

gāng tiě

2 注解

地殼中鐵主要以氧化物、硫化物和碳酸鹽形式存在。重要的礦石有赤鐵礦(Fe2O3)、磁鐵礦(FeO·Fe2O3)、褐鐵礦(Fe2O3·2Fe(OH)3)、菱鐵礦(FeCO3)和黃鐵礦(FeS2)等。

欲將鐵礦石中的鐵提煉出來,可置鐵礦石于高爐中冶煉,冶煉過程實為還原反應,以焦炭為還原劑,再加一些石灰石和二氧化硅等作助熔劑。冶煉時先將處于高爐下層的焦炭點燃,使其生成CO2,CO2灼熱的焦炭起反應生成CO,反應可表示如下:

C O2→CO2

CO2 C→2CO

一氧化碳氣體能將鐵礦石中的鐵還原出來

Fe2O3 3CO→2Fe 3CO2

由于爐中溫度很高,還原出來的鐵被熔化為鐵水,鐵水可從高爐中放出。因為在爐中鐵水和碳接觸,鐵水中含碳量較高,約有3%~4%,這種鐵稱為生鐵。生鐵性脆,一般只能澆鑄成型,又稱鑄鐵。生鐵中還含硫、磷、硅、鎂等其他雜質。處于熔融狀態的鐵水,其中碳以Fe3C的形式存在,待鐵水慢慢冷卻,Fe3C則分解為鐵和石墨,此時的鐵其斷口呈灰色,故稱灰口鐵。若將熔融的鐵水快速冷卻,Fe3C來不及分解而保留下來,此時鐵的斷口呈白色,稱白口鐵。白口鐵質硬且脆,不宜加工,一般用來煉鋼。灰口鐵柔軟,有韌性,可以切削加工或澆鑄零件。若在鐵水中加入0.05%鎂,使生鐵中的碳變成球狀,得到的是球墨鑄鐵。球墨鑄鐵可使灰口鐵的強度提高一倍,塑性提高20倍,它具有高的強度、塑性、韌性和熱加工性能,又保留了灰口鐵易切削加工等優點。由于球墨鑄鐵的綜合性能好,在工業上得到廣泛應用。

從高爐冶煉得到的生鐵,含鐵約95%左右,要得到純鐵(含鐵99.9%以上)可采用電解還原鐵鹽的方法。純鐵是銀白色且有金屬光澤,性軟,有延展性,熔點為1535℃,沸點為3000℃。純鐵除了作為分析試劑外,其他用途很少。純鐵在室溫下是體心立方結構,稱為α-Fe。將純鐵加熱,當溫度到達910℃時,由α-Fe轉變為γ-Fe,γ-Fe是面心立方結構。繼續升高溫度,到達1390℃時,γ-Fe轉變為 δ-Fe,它的結構與α-Fe一樣,是體心立方結構。純鐵隨著溫度增加,由一種結構轉變為另一種結構,這種現象稱為相變發生結構轉變時的溫度稱為相變溫度。鋼鐵是鐵和碳的合金體系總稱。其特點是強度高、價格便宜、應用廣泛,鋼鐵約占金屬材料產量的90%,是世界上產量最大的金屬材料。鋼鐵中含碳量大于2.0%的叫生鐵,小于0.02%的叫純鐵,在這兩者之間的稱為鋼。鋼中含碳量小于0.25%的稱低碳鋼,介于0.25%~0.60%的稱中碳鋼,大于0.60%的稱高碳鋼。

所謂煉鋼,其實質是控制生鐵中的含碳量達到鋼的要求,同時除去危害鋼的性能的一些雜質,如S,P等。若想得到特殊性能的合金鋼,當然還要加入一些其他金屬。

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  • 評論總管
    2018/8/20 15:37:42 | #0
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