Сплавы железа сообщение по химии

Обновлено: 05.07.2024

Железо как материал стало известно с 3–4 тыс. до н. э. Поначалу в поле зрения человека попало метеоритное железо, так что в те времена оно ценилось выше золота. Затем хетты освоили разработку осадочных месторождений, а римляне научились плавить чугун.

С тех пор область использования металла только расширялась. И поэтому сегодня мы поговорим о применении железа и его соединений в жизни человека: в быту, народном хозяйстве, промышленности и об использовании металла в иных сферах.

Состав и свойства

Строение и свойства железа обуславливают его популярность относительно разных отраслей промышленности. Состав представляет собой основной материал с примесями другим веществ. Количество дополнительных металлов не превышает 0,8%. К основным параметрам относятся:

Температура плавления — 1539 градусов по Цельсию.
Твердость по Бринеллю — 350–450 Мн/кв. м.
Удельная масса — 55,8.
Плотность — 7,409 г/куб см.
Теплопроводность — 74,04 Вт/(м·К) (при комнатной температуре).
Электропроводность — 9,7·10-8 ом·м.

Нельзя забывать, что железо считается одним из важнейших элементов в организме человека. Однако он крайне сложно усваивается из пищи. Суточная норма, которую должен употреблять мужчина — 10 мг. Женщины должны потреблять 20 мг этого вещества, чтобы организм работал нормально.

Добыча металла

Среди руд, содержащих железо, сырьем для промышленного производства являются:

Гетит и гидрогетит формируют образования в коре выветривания, размером сотни метров. В зоне шельфа и озерах коллоидные растворы минералов в результате осаждения образуют оолиты (бобовые железные руды).

Пирит и пирротин, широко распространенные в природе минералы железа, используются в качестве сырья для производства серной кислоты.

К часто встречающимся минералам железа относятся также:

сидерит;
леллингит;
марказит;
ильменит;
ярозит.

Минерал мелантерит, представляющий собой хрупкие зеленые кристаллы со стеклянным блеском, используется в фармацевтической промышленности для производства железосодержащих препаратов.

Основное месторождение этого металла находится в Бразилии. В последнее время внимание сосредоточивается на разработке конкреций, присутствующих на морском дне, в которых содержатся железо и марганец.

История открытия

Доменный процесс производства чугуна

Доменный процесс производства чугуна составляют следующие стадии:

а) подготовка (обжиг) сульфидных и карбонатных руд — перевод в оксидную руду:

FeS2→Fe2O3 (O2,800°С, -SO2) FeCO3→Fe2O3 (O2,500-600°С, -CO2)

б) сжигание кокса при горячем дутье:

С(кокс) + O2 (воздух) →СO2 (600—700°С) СO2 + С(кокс) ⇌ 2СО (700—1000 °С)

в) восстановление оксидной руды угарным газом СО последовательно:

(FeIIFe2III)O4
→(CO)
FeO
→(CO)
Fe

г) науглероживание железа (до 6,67 % С) и расплавление чугуна:

Fе(т)→(C(кокс)
900—1200°С)
Fе(ж) (чугун, t пл 1145°С)

В чугуне всегда в виде зерен присутствуют цементит Fe2С и графит.

Сферы применения

Этот материл применяется в разных отраслях промышленности:

Смеси и однородный металл применяются в машиностроении. Из них изготавливаются внутренние детали, корпуса, подвижные механизмы.
Судостроение, самолётостроение, ракетостроение.
Строительство — изготовление крепежей, расходных материалов.
Приборостроение — изготовление электроники для дома.
Радиоэлектроника — создание элементов для электроприборов.
Медицина, станкостроение, химическая промышленность.
Изготовление оружия.

Если для чего-то не подходит однородный материал, подойдут соединения на его основе, характеристики которых значительно отличаются.

Выводы

Выбор спектрального прибора для анализа сложных сплавов обусловлен особенностями производства и частотой проведения исследований:

При необходимости проведения анализа только цветных металлов и сплавов с невысокими требованиями к легитимности, можно обратить внимание на эмиссионный искровой спектрометр.
Если к указанным выше требованиям присоединяется необходимость определять большое число элементов и повышенные требования к погрешности, то оптимальный вариант — спектрометр с низковольтной искрой в среде аргона.
На производствах, занимающихся выпуском жаропрочных и жаростойких сталей может быть рассмотрен вариант применения спектрометров РФА. При этом его вероятно придется дополнить прибором для исследования легких элементов.

Разновидности сплавов на основе железа

Сплав железа — это соединение, которое состоит из основного металла и дополнительных примесей. Соединения на основе этого материала называются чёрными металлами. К ним относятся:

Сталь — соединение углерода с другими элементами. Углерода в составе сплава может содержаться до 2.14%. Выделяют конструкционные углеродистые, строительные, специальные и легированные стали.
Чугун — смесь, которая пользуется огромной популярностью. Соединения могут содержать до 3,5% углерода. Дополнительно смеси содержать марганец, фосфор, серу.
Перлит — смесь на основе железа. Содержит не более 0.8% углерода.
Феррит — его называют чистым материалом. Связанно это с низким содержанием углерода, сторонних примесей (около 0.04%).
Цементит — химическое соединение железа с углеродом.
Аустенит — соединение с содержанием углерода до 2.14%. Дополнительно имеет сторонние примеси.

Легированная сталь

Состав и структура сплавов

Из-за большого количество соединений на основе железа была разработана маркировка, по которой можно отделить стали с высоким содержанием углерода от менее углеродистых, определить наличие основных легирующих элементов в составе материала, их количество. Зависимо от количества дополнительных элементов изменяются свойства соединений. К ним относится бор, ванадий, молибден, марганец, титан, углерод, хром, никель, кремний, вольфрам.

Характеристики смесей зависят от их структуры, состава. От этого изменяется прочность, пластичность, температура плавления, плотность, электропроводность и другие параметры. Например, структура чугуна определяет его хрупкость при ударах, больших физических нагрузках.

Свойства и маркировка сплавов

Относительно маркировки, первые цифры, которые идут на маркировке, говорят о процентном содержании углерода в составе. Далее идут заглавные буквы основных легирующих элементов. Начало маркировки могут начинать дополнительные буквы. Они указывают на назначение сплава.

Пластичность и вязкость будут уменьшаться при повышении количества углерода в составе сплава. На другие свойства металлов влияют основные легирующие элементы.

Использование в строительстве

Сталь и чугун уникальным образом сочетают прочность, эксплуатационную долговечность и доступную стоимость. Поэтому заменить его каким-либо другим конструкционным материалом не представляется возможным. В строительстве продукция металлопроката является базовой наряду с бетоном и кирпичом.

Капитальное строительство

Металлу можно придать любую форму: от самой простой – прут, до причудливой сложной – кованое железо. В строительстве находят применение для всех вариантов.

Кроме того, что сталь сама по себе отличается прочностью, тем более после специальной обработки, в этой области активно применяется и еще одна особенность. Дело в том, что профильные изделия из металла ничем не уступают по прочности цельной детали таких же размеров и формы. А это значительно уменьшает материалоемкость строительных элементов, уменьшает их стоимость, снижает вес и так далее. В строительстве такое сочетание исключительно важно.

Применяемый металлопрокат разделяют на 3 основные группы.

Фасонный – швеллеры, двутавры, угловой и обычный профиль, а также перфорированный. Сюда же относят и специальный профиль, применяемый, например, в шахтных выработках. Фасонный металлопрокат применяют при возведении всех типов каркасов для любого сооружения – от зданий до мостов и плотин. Его же используют при необходимости усилить конструкцию.
Сортовой – арматура, балки, трубы, круги и прочее. Эти элементы используются едва ли не чаще, чем фасонный и очень многообразны: арматура – стальные прутья разного диаметра, гладкие и с ребрами. Арматура предназначена для повышения прочности здания, причем показателем является не только стойкость к стационарной нагрузке, но и повышение прочности при нагрузке на растяжение и изгиб. Арматуру используют при возведении фундамента, перекрытий, железобетонных плит, усиления стен, а также при упрочнении кирпичной кладки и других конструктивных узлов – лестниц, например;
трубы – причем используются и круглые, и профильные. Предпочтительнее трубы прямоугольного квадратного сечения, поскольку их сварка и крепление более проста, чем в случае круглых, а стойкость к нагрузкам такая же;
балка – вариант цельнолитого изделия, когда требуется прочность при самых высоких нагрузках.

Листовой прокат – листы горячего и холодного проката с покрытием и без. Это кровельные листы, профнастил, металлочерепица и так далее. Профнастил применяют не только для устройства кровли, но и при сооружении разнообразных ограждений, поскольку материал соединяет относительную легкость с высокой прочностью и стойкостью к перепадам температур.

В строительстве чаще используют листы с покрытием – оцинкованные, например, или с полимерным защитным слоем. Такой вариант намного долговечнее, так как не подвержен коррозии.

Нержавеющие стали для листового проката применяют редко, поскольку стоимость сплава выше.

Отделочные работы

Основой их часто выступают металлические изделия – и трубы, и профиль, и листовое железо.

Коммуникации

Несмотря на то что стальной трубопровод активно вытесняет пластиковые и металлопластиковые, до полной сдачи позиций еще чрезвычайно далеко. Причина проста: с прочностью и стойкостью стали мало что сравнится.

Водопровод и канализация – если для обслуживания частного дома или квартиры можно подключать пластиковые изделия, то о магистрали и даже трубопроводе, обслуживающем многоквартирный дом этого сказать нельзя. Допускаются только железные трубы, причем соответствующие твердо установленным стандартам.
Газопровод – вариантов нет, используется только сталь.
Системы отопления – в здании система может включать пластиковые трубы. Городские и районные магистрали, не говоря уже о трубопроводе, непосредственно обслуживающем котельную, могут быть только железными. Начальная температура нагретой воды намного выше той, которую может выдержать пластиковые водоводы, не говоря уж о давлении.
Батареи и радиаторы, как правило, тоже используются железные или чугунные – у чугуна выше теплоемкость и стойкость к гидроударам. Какими бы современными вариантами отопители не заменялись, сталь в конструкции все равно наличествует. Электрические радиаторы – конвекторные, масляные, всегда изготавливаются из стали, поскольку последняя, обладая высокой теплопроводностью, моментально отдает тепло воздуху.
Кабели – проводку в доме чаще всего прячут в пластиковые короба. Однако силовые кабели с большим сечением защищаются металлическими трубами.
Дымоходы – стальные трубы являются вариантом самым простым, доступным и легким. Для их изготовления применяют специальную жаростойкую сталь, причем устойчивую к коррозии.

Оборудование и предметы быта

Любая техника, устанавливаемая в доме, производится из стали.

Отопительные котлы – на каком бы топливе аппараты не работали, корпуса их всегда изготавливаются из стали. В твердотопливных печах есть чугунные детали.
Кухонное оборудование – плиты, духовки, микроволновки, пароварки и так далее имеют стальные корпуса и детали. На кухне сталь является и востребованным отделочным материалом: рабочие столешницы, например, отделка фартука. Сталь – материал очень декоративный и лишь кажется простым.
Стиральные машины, сушилки и посудомойки также не обходятся без железа.
Сантехника из стали применяется редко – из-за высокой теплопроводности, а вот чугунные ванны и умывальники устанавливают до сих пор. Материал лучше хранит тепло и очень долговечен.
Посуда и столовые приборы, подставки и вазы, держатели и фурнитура, электрооборудование и мелкие аксессуары – места, где железо не используется, на пальцах можно пересчитать.
Кованое железо – декоративные предметы такого рода являются настоящим произведением искусства, особенно когда речь идет о горячей ковке, при которой каждое изделие, каждая деталь изготавливается вручную и только один раз. Кованые решетки, перила, камины, ограждения украшают дворцы и современные павильоны, и, конечно, жилые квартиры.

Железо – главный конструкционный материал. В строительстве сталь и чугун являются базовыми материалами наряду со строительным камнем. Применение и разнообразие сплавов не поддается описанию.

Еще больше полезной информации по вопросу применения железа содержится в этом видео:

Автоматные стали

Эти стали имеют улучшенную обрабатываемость на станках (резанием) как следствие добавки серы, свинца, селена и/или кальция. Такие стали называются соответственно сернистыми, свинцовосодержащими, селеносодержащими и/или кальцийсо-держащими автоматными. Фосфор может тоже улучшать обрабатываемость стали, способствуя образованию самоломающейся стружки во время механической обработки.

(См. Кодирование сталей, Составы автоматных сталей, Обрабатываемость на станках, Механические свойства автоматных сталей.)

Состав, свойства и маркировка

По объёму потребления основным из ферросплавов является ферросилиций. Он содержит кремний, который используется для удаления кислорода из расплава. В процессе раскисления используется высокое сродство кремния к кислороду. Операция раскисления кремнием становится более эффективной, когда в ферросилиции присутствует марганец, образующий сложные силикаты. Эти силикаты надёжно связывают кислород, улучшая качество готовой продукции.

Ферросилиций получают путем восстановления кремнезема или песка с помощью кокса в присутствии железа. Материал обладает хорошей стойкостью к истиранию, хорошей стойкостью к коррозии, высоким удельным весом и высоким магнетизмом. Температура плавления и плотность ферросилиция зависят от содержания в нем кремния, и он доступен по невысокой цене.

Химический состав ферросилиция:

железо – не менее 21…22;

алюминий – не более 0,50.

В виде примесей/добавок присутствуют также углерод, марганец, сера и фосфор.

Ферросилиций – сплав железа с углеродом – обладает следующими физическими свойствами:

Плотность, г/см3 – 3,2.

Температура плавления, 0С – 1200…1250.

Температура кипения, 0С – 2355.

Ферросилиций отечественного производства выпускается по техническим требованиям ГОСТ 1415-93 и маркируется ФСХХ, где последние два знака – цифры, означающие процент кремния (например, ферросилиций ФС75 содержит около 75% кремния).

Железоникелевые и железокобальтовые сплавы обеспечивают снижение потерь в магнитопроводах, а также снижают чувствительность деталей к атмосферной коррозии. Некоторые из них обладают эффектом памяти.

Наиболее широкий диапазон магнитных свойств и чётко выраженную структуру демонстрируют сплавы никель-железо с процентным содержанием никеля 35…80%. Изменение состава достигается выбором температуры отжига и подходящей высокой скоростью охлаждения.

Общее название таких материалов – пермаллой. В отечественной практике сплавы на основе железа - пермаллои производят по ГОСТ 10160-62.

Согласно этому стандарту выпускаются пермаллои следующих групп:

Нелегированные (45Н, 50Н, цифры обозначают процент никеля).

Дополнительно легированные хромом и медью, иногда называемые элинварами (50ХНС, 78ХНД).

Особо следует выделить инвар (маркировка 36Н) – железоникелевый прецизионный сплав с минимальным значением коэффициента теплового расширения. Маркировка и технические требования соответствуют положениям ГОСТ 10160-62.

Сплавы железа с титаном (а также железа с титаном и алюминием, в небольших количествах присутствуют также марганец) характеризуются малой плотностью и большой прочностью. Известно, что такие свойствам сплавы обязаны особым формулам интерметаллидных соединений, которые имеются в структуре. Выпускаются в США.

История открытия

Честь открытия ферросплавов принадлежит Франции, где в середине XIX века впервые были использованы специальные добавки, позволяющие удалить из расплава имеющийся там кислород. Вместе с тем желаемой эффективности раскисления удалось добиться лишь в электрометаллургическом процессе, когда контроль за температурой ванны с жидким металлом является наиболее точным. Поэтому в промышленных масштабах ферросилиций был применён Ф. Бекетом в 1907 г.

Первый пермаллой, который содержал около 80 % никеля и 20 % железа, был открыт в 1914 г. Г. Элменом, сотрудником исследовательской лаборатории компании Bеll Telephone (США). Свойства сплавов железа с никелем оказались востребованными в активно развивающихся технологиях телефонной связи, которые потребовали материалов с весьма высокой магнитной проницаемостью. Пермаллои были использованы для изготовления магнитных сердечников, а также для целей блокировки паразитных магнитных полей.

Соединения железа с титаном и алюминием относятся к пока ещё закрытой зоне исследований в области материаловедения.

Сферы применения

Как уже отмечалось, ферросилиций как активный раскислитель используется преимущественно в металлургии. Сплавы ферросилиция используются также для извлечения марганца, хрома и других легирующих элементов из шлака. Велика доля применения данных материалов для восстановления оксида хрома в конце периода обезуглероживания, за счёт чего удаётся улучшить вспенивание шлаков при плавке нержавеющей стали в электрических печах.

Области применения сплавов на основе железа, никеля и кобальта – производство точных измерительных приборов и техники, работающей в сильных магнитных полях.

Соединения железа с титаном и алюминием применяются в ракетной и авиакосмической технике.

Производство и обработка

Параметры рассматриваемых материалов – высокая размерная точность и стабильность магнитных характеристик – в полной мере могут быть достигнуты лишь при их производстве методами электрометаллургии. То же касается инвара и, тем более – высокоточных сплавов железа с титаном и алюминием.

Механическая обработка таких сплавов затруднена, поэтому при получении деталей используют процессы обработки давлением или точного литья.

Железо считается самым популярным материалом. Его используют во всех отраслях промышленности. Людям этот металл знаком с глубокой древности. Когда кузнецы научились получать чистый материал, он превзошёл известные на то время сплавы, вытеснил их из производства. Сплавы железа появились в результате попыток людей изменить характеристики этого металла.

Сплав железа

Состав и свойства

Температура плавления — 1539 градусов по Цельсию.
Твердость по Бринеллю — 350–450 Мн/кв. м.
Удельная масса — 55,8.
Плотность — 7,409 г/куб см.
Теплопроводность — 74,04 Вт/(м·К) (при комнатной температуре).
Электропроводность — 9,7·10-8 ом·м.

Нельзя забывать, что железо считается одним из важнейших элементов в организме человека. Однако он крайне сложно усваивается из пищи. Суточная норма, которую должен употреблять мужчина — 10 мг. Женщины должны потреблять 20 мг этого вещества, чтобы организм работал нормально.

Влияние легирующих элементов на равновесную структуру и свойства сталей.

В качестве легирующих наиболее часто используют следующие элементы: Cr, Ni, Mn, Si, Mo, W, V, Ti, Co, Nb. Реже используются Al, Cu, B и некоторые другие.

Почти все легирующие элементы изменяют:

температуру полиморфных превращений железа;
температуру эвтектойдной и эвтектической реакций;
растворимость углерода в аустените;
взаимодействия с углеродом образуют карбиды;
взаимодействия друг с другом или с железом образуют интерметаллиды.

По влиянию на температуры А3и А4легирующие элементы можно разбить на две группы:

в первую группу входят элементы, которые понижают А3и повышают А4. К ним относятся Ni, Mn, C, N и др. Такие сплавы называют – аустенитными сталями (рис.30);
во вторую группу входят элементы, которые повышают А3и понижают А4. Таких элементов большинство Cr, Mo, W, V, Si, Ti и др. Такие сплавы называют – ферритными сталями (рис.31)

Рис.30 Стали легированные первой группой элементов (стали аустенитного класса)

Рис.31 Стали легированные второй группой элементов (стали ферритного класса)

Одна группа легирующих элементов не образуют карбидов, а другая группа легирующих элементов могут образовывать карбиды (специальные карбиды), кроме того они могут вступать во взаимодействия с цементитом образуя легированный цементит (рис.32).

Легированный цементит записывают обычно как (Fe, Cr)3 С или (Fe, Mn)3 С или в общем виде Ме3С.

Сильные карбидообразователи – Mo, W, V, Ti – образуют с углеродом фазы внедрения. При этом чаще всего карбиды имеют формулу МС или М2С. Фазы внедрения, отличающиеся очень высокой тугоплавкостью, практически нерастворимы в аустените. Для распада и растворения таких фаз, сталь необходимо нагревать до температур ~ 1300оС. Вследствие нерастворимости фаз внедрения происходит обеднение аустенита углеродом при легировании стали сильными карбидообразователями.

Рис.32 Взаимодействие легирующих элементов с углеродом

Легирующие элементы влияют на температуры фазовых превращений сталей при нагреве и на состав точек S и Е диаграммы (рис.33).

Рис.33 Влияние легирующих элементов на критические точки стали

Под влиянием легирования изменяется положение узловых концентрационных точек диаграммы Fe – С. Большинство легирующих элементов уменьшает растворимость углерода в аустените при всех температурах, что равносильно сдвигу линии SE влево, в сторону меньших концентраций углерода.

Максимальная растворимость углерода в аустените (точка Е) наиболее резко уменьшается под влиянием элементов, замыкающих γ – область в безуглеродистых сплавах: Cr, Si, W, V, Ti. Очевидно, что в присутствии этих легирующих элементов ледебурит в структуре сплава появится при меньших концентрациях углерода, чем не в легированных железоуглеродистых сплавах. Например, в стали, легированной 10 – 11% Cr, ледебурит появляется в структуре при содержании углерода ~ 1%. Характерно, что небольшое количество ледебуритной эвтектике при пониженном содержании углерода не снижает способности сплава обрабатываться давлением в горячем состоянии, тогда как нелегированный белый чугун (С> 2,14%) теряет способность к обработке давлением даже при малых количествах эвтектической составляющей структуре.

В связи с этим легированные стали, содержащие ледебуритную составляющую, относятся к сталям, а не к белым чугунам и классифицируют как ледебуритные.

История открытия

Сферы применения

Этот материл применяется в разных отраслях промышленности:

Смеси и однородный металл применяются в машиностроении. Из них изготавливаются внутренние детали, корпуса, подвижные механизмы.
Судостроение, самолётостроение, ракетостроение.
Строительство — изготовление крепежей, расходных материалов.
Приборостроение — изготовление электроники для дома.
Радиоэлектроника — создание элементов для электроприборов.
Медицина, станкостроение, химическая промышленность.
Изготовление оружия.

Физические и химические свойства железа

Химический элемент № 26 является самым распространенным в Солнечной системе. По данным исследований содержание железа в ядре Земли составляет 79–85,5%. По распространенности в коре планеты оно уступает только алюминию.
Металл в чистом виде имеет белый цвет с серебристым оттенком, отличается пластичностью. Наличие примесей определяет его физические параметры. Железу свойственно реагировать на магнит.
Для этого химического элемента характерен полиморфизм, который имеет место при нагревании. Повышенная концентрация металла наблюдается в местах извержения пород. Промышленные месторождения формируются в результате внешних и внутренних процессов, происходящих в земной коре.
В речной воде содержится приблизительно 2 мг/л металла, а показатель для морской воды меньше в 100–1000 раз.
Железо имеет несколько степеней окисления, определяющих его геохимическую особенность нахождения в определенной среде. В нейтральной форме металл находится в ядре Земли.
Оксид железа является основной формой нахождения в природе, а оксидное железо размещается в самой верхней части земной коры в составе осадочных образований.
Содержание химического элемента № 26 в минералах с нестабильным составом увеличивается с уменьшением температурного градиента. Кипение происходит при нагревании до + 2861 °C. Удельная теплота плавления составляет 247,1 КДж/кг.

Разновидности сплавов на основе железа

Сталь — соединение углерода с другими элементами. Углерода в составе сплава может содержаться до 2.14%. Выделяют конструкционные углеродистые, строительные, специальные и легированные стали.
Чугун — смесь, которая пользуется огромной популярностью. Соединения могут содержать до 3,5% углерода. Дополнительно смеси содержать марганец, фосфор, серу.
Перлит — смесь на основе железа. Содержит не более 0.8% углерода.
Феррит — его называют чистым материалом. Связанно это с низким содержанием углерода, сторонних примесей (около 0.04%).
Цементит — химическое соединение железа с углеродом.
Аустенит — соединение с содержанием углерода до 2.14%. Дополнительно имеет сторонние примеси.

Легированная сталь

Состав и структура сплавов

Свойства и маркировка сплавов

Сплавы железа

Строго говоря, единственным представителем собственно черных металлов является железо, однако к этому классу металлов относят и так называемые железные сплавы: чугун, сталь, ферросплавы.

Железо – пластичный блестящий металл серо-белого цвета, способный растворять углерод и другие элементы, что создает условия для получения сплавов на его основе. Железо легко куется в холодном и нагретом состоянии, поддается различным способам механической обработки (прокатке, штамповке, резанию и др.). Это наиболее доступный и дешевый металл.

В твердом состоянии оно имеет несколько кристаллических модификаций, которые могут переходить одна в другую при нагревании или охлаждении. Изменившееся строение кристаллической решетки, приобретенное металлом при более низкой температуре, принято обозначать буквой α (α -железо), при более высокой – буквой β (β -железо), при дальнейшем повышении температуры – буквой γ (γ -железо). Так, при нагревании свыше 723 °C α -железо переходит в γ -железо. Это наиболее важное превращение широко используют в термообработке. Оно сопровождается перестройкой решетки с распадом существующих кристаллов и образованием новых. При этом резко увеличивается способность железа растворять углерод и улучшаются механические свойства его сплавов.

Железо образует сплавы со многими металлами и неметаллами. Наиболее разнообразные свойства имеют железоуглеродистые сплавы, что связано с их структурой. К структурным составляющим железоуглеродистых сплавов относятся: феррит, аустенит, цементит, перлит, ледебурит.

Феррит

Феррит – твердый раствор углерода (до 0,02 %) в a-железе. Поскольку α -железо растворяет углерод при комнатной температуре лишь в тысячных долях процента, то свойства феррита близки к свойствам чистого железа. Он имеет небольшую прочность и твердость, но очень пластичен. Эта структура преобладает у тонколистовой и низкоуглеродистой стали.

Железо — важнейший микроэлемент в организме человека и животных, так как входит в состав гемоглобина, ферментов, других сложных комплексов и стимулирует функцию кроветворных органов. Недостаток железа в организме приводит к болезни крови — анемии.

Чистое металлическое железо применяют для изготовления сердцевин трансформаторов электромоторов, электромагнитов и мембран микрофонов, потому что оно способно быстро намагничиваться и размагничиваться.

Сплавы железа (чугун и сталь) являются основными конструкционными материалами практически во всех отраслях современного производства.

Хлорид железа (\(III\)) применяют для очистки воды, в текстильной промышленности, в органическом синтезе как катализатор.

Читайте также: