Железо – описание и свойства

Железо используется человеком примерно с IV тысячелетия до нашей эры, и во многом это стало возможным благодаря его высокому содержанию в земной коре. По этому показателю железо занимает четвертое место, сразу же после кислорода, кремния и алюминия. В чистом виде железо имеет серебристо-белый цвет. Металл не отличается стойкостью к коррозии и легко окисляется под воздействием влаги и высокой температуры. В обычных условиях железо покрывается тонким слоем оксида, который препятствует дальнейшему развитию коррозии. Однако при повышенной влажности железо ржавеет, и верхний слой не препятствует развитию этого процесса. В природе этот металл практически не встречается в чистом виде, исключая “метеоритное железо” – сплав с никелем, который является очень редким и ценным.

Железные сплавы

Железо служит основанием для различных сплавов, из которых изготавливают подавляющее большинство металлических изделий в различных отраслях промышленности. Основными группами сплавов являются:

• Стали. Металлы, которые входят в эту группу, получаются при сплавлении железа с углеродом (0,022% – 2,14%) и другими легирующими элементами. Сегодня сталь служит основным сырьем в промышленном производстве. При этом различают конструкционные и инструментальные стали. И если первые главным образом используются при производстве различных механизмов, деталей, оборудования, техники, а также при строительстве зданий и сооружений, то вторые отличаются повышенной твердостью и прочностью и применяются при изготовлении инструментов. По своему составу, сплавы подразделяются на углеродистые и легированные. Но, вне зависимости от типа, основным сырьем для получения стали сегодня служат продукты вторичной переработки лома черного металла.
• Чугуны. В эту категорию входят сплавы, процентное содержание углерода в которых превышает 2,14%. Как правило, чугуны содержат некоторое количество примесей таких неметаллических элементов, как сера, кремний, марганец и фосфор. Углерод находится в сплаве в виде цементита или графита. Классификация чугунов осуществляется по содержанию и состоянию углерода, а также проценту примесей и легирующих элементов. Так, различают серые, белые, ковкие, половинчатые и высокопрочные сплавы: каждый тип имеет свою сферу применения.

Область применения железа

Как уже было сказано выше, сфера применения сплавов на основе железа достаточно широка. Кроме того, оно может входить в состав никелевых сплавов, а также использоваться в аккумуляторных батареях. Окись железа или магнетит применяется при создании жестких дисков и магнитных носителей информации, а порошок из него – для заправки лазерных принтеров. И, наконец, ферримагнитные свойства некоторых сплавов на основе железа способствуют их применению при производстве трансформаторов и электродвигателей.

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4. Группы.
Таблица 5. Состав и степень чистоты.
Таблица 6. Перечень основных марок, входящих в группу и содержание лигирующих элементов.