- κράμα σιδήρου–άνθρακα
- κράμα σιδήρου–άνθρακα–χρωμίου
Ο ανοξείδωτος χάλυβας είναι κράμα σιδήρου–άνθρακα–χρωμίου με ελάχιστη περιεκτικότητα σε χρώμιο 10,5% κ.β. Το χρώμιο δημιουργεί ένα μικροσκοπικό στρώμα (10–100 nm) τριοξειδίου του χρωμίου (Cr2O3), το οποίο προστατεύει το μεταλλικό υπόστρωμα από την οξείδωση και την διάβρωση. Εκτός από χρώμιο, οι ανοξείδωτοι χάλυβες μπορεί να περιέχουν και άλλα κραματικά στοιχεία, όπως νικέλιο, μολυβδαίνιο, μαγγάνιο, κ.λπ.
Οι ανοξείδωτοι χάλυβες παράγονται σε ηλεκτρικές καμίνους με ανάτηξη παλαιοσιδήρου (σκραπ), σιδηροκραμάτων (π.χ. σιδηροχρώμιο, σιδηρονικέλιο, κ.λπ.) και άλλων μεταλλικών προσθηκών. Χρησιμοποιούνται ευρέως σε πολλές εφαρμογές που απαιτούν αντοχή στην διάβρωση για λόγους οικονομικούς (π.χ. χημική βιομηχανία), για λόγους αισθητικούς (π.χ. αρχιτεκτονική) ή για λόγους υγιεινής (π.χ. μαγειρικά σκεύη).
Σε σύγκριση με τους κοινούς χάλυβες, οι ανοξείδωτοι χάλυβες, εκτός από την πολύ υψηλότερη αντοχή στην διάβρωση, παρουσιάζουν επιπλέον και υψηλότερη μηχανική αντοχή. Ωστόσο, είναι πιο σκληροί από τους κοινούς χάλυβες και γι' αυτό πιο δυσκατέργαστοι. Οι ανοξείδωτοι χάλυβες παρουσιάζουν επίσης χαμηλή θερμική αγωγιμότητα σε σύγκριση με τους κοινούς χάλυβες.
Ο χάλυβας (κοινώς ατσάλι) είναι κράμα σιδήρου–άνθρακα που περιέχει λιγότερο από 2,06% κ.β. άνθρακα, λιγότερο από 1,0% μαγγάνιο και πολύ μικρά ποσοστά πυριτίου, φωσφόρου, θείου και οξυγόνου. Οι κραματωμένοι χάλυβες, όπως π.χ. οι ανοξείδωτοι χάλυβες, οι εργαλειοχάλυβες, κ.λπ., αποτελούν ειδική κατηγορία χαλύβων που περιέχουν υψηλότερα ποσοστά άλλων μετάλλων.
Είναι το πιο διαδεδομένο κατασκευαστικό υλικό μετά το σκυρόδεμα και το ξύλο. Χρησιμοποιείται παντού: από την αρχιτεκτονική και τη ναυπηγική μέχρι την κατασκευή χειρουργικών εργαλείων.
Το ατσάλι είναι ένα από τα σημαντικότερα βιομηχανικά υλικά και οι χαλυβουργίες (εργοστάσια παραγωγής χάλυβα) ανήκουν στις βαριές βιομηχανίες. Σε παλαιότερες εποχές, η βιομηχανική παραγωγή μιας χώρας αξιολογούνταν από την παραγωγή της σε χάλυβα. Μια από τις τρεις Ευρωπαϊκές Κοινότητες που ιδρύθηκαν το 1957 ήταν και η Ευρωπαϊκή Κοινότητα Άνθρακα και Χάλυβα.
Είναι το πιο διαδεδομένο κατασκευαστικό υλικό μετά το σκυρόδεμα και το ξύλο. Χρησιμοποιείται παντού: από την αρχιτεκτονική και τη ναυπηγική μέχρι την κατασκευή χειρουργικών εργαλείων.
Το ατσάλι είναι ένα από τα σημαντικότερα βιομηχανικά υλικά και οι χαλυβουργίες (εργοστάσια παραγωγής χάλυβα) ανήκουν στις βαριές βιομηχανίες. Σε παλαιότερες εποχές, η βιομηχανική παραγωγή μιας χώρας αξιολογούνταν από την παραγωγή της σε χάλυβα. Μια από τις τρεις Ευρωπαϊκές Κοινότητες που ιδρύθηκαν το 1957 ήταν και η Ευρωπαϊκή Κοινότητα Άνθρακα και Χάλυβα.
Μεταλλουργία είναι ένας κλάδος της επιστήμης των υλικών σχετικός με την παρασκευή μετάλλων και κραμάτων από μεταλλεύματα ή άλλες πρώτες ύλες, καθώς και την κατεργασία των μετάλλων και των κραμάτων για την τροποποίηση των ιδιοτήτων αυτών των υλικών. Αναλόγως, ο κλάδος της μεταλλουργίας διακρίνεται σε εξαγωγική μεταλλουργία και μεταλλογνωσία ή φυσική μεταλλουργία.
ασημόγκριζα
Όπως και τα υπόλοιπα χημικά στοιχεία της ομάδας 8 (VIII σύμφωνα με την παλαιότερη ομαδοποίηση), ο σίδηρος βρίσκεται σε σχετικά μεγάλο εύρος αριθμών οξείδωσης από -2 ως και +6, αν και οι αριθμοί οξείδωσης +2 και +3 είναι οι συνηθισμένοι του. Στοιχειακός σίδηρος βρίσκεται σε μετεωρίτες και άλλα χαμηλής συγκέντρωσης οξυγόνου και υγρασίας περιβάλλοντα. Είναι πολύ ευαίσθητο στην παρουσία οξυγόνου και νερού. Επιφάνειες νεοσχηματισμένου στοιχειακού σιδήρου φαίνονται ασημόγκριζα, αλλά οξειδώνονται στον κανονικό ατμοσφαιρικό αέρα, δίνοντας οξείδια του σιδήρου, γνωστά ως «σκουριά». Αντίθετα από πολλά άλλα μέταλλα, που σχηματίζουν μόνο ένα προστατευτικό στρώμα οξειδίου, το οξείδιο του σιδήρου καταλαμβάνει μεγαλύτερο όγκο σε σύγκριση με το κομμάτι μεταλλικού (δηλαδή στοιχειακού) σιδήρου από το οποίο προήλθε. Έτσι, κατά διαστήματα «σκάει», εκθέτοντας νέες επιφάνειες μεταλλικού σιδήρου για διάβρωση.
Ο σίδηρος ήταν γνωστός από την προϊστορική εποχή, συγκεκριμένα από την Εποχή του Σιδήρου. Όμως, επειδή κάποια κράματα χαλκού τήκονται σε χαμηλότερη θερμοκρασία, ήταν τα πρώτα μέταλλα που χρησιμοποιήθηκαν στην ανθρώπινη ιστορία. Ο καθαρός μεταλλικός σίδηρος είναι μαλακός, μαλακότερος και από το αλουμίνιο, αλλά είναι αδύνατο να εξαχθεί κατά τη διεργασία της ερυθροπύρωσης. Το υλικό σκληραίνει σημαντικά κατά την διάρκεια της διεργασίας, απορροφώντας διάφορες προσμίξεις, όπως ο άνθρακας. Με συγκέντρωση άνθρακα μεταξύ 0,2% και 2,1% παράγεται χάλυβας (steel ή «ατσάλι» εκ του λατινικού acciaio), που μπορεί να είναι μέχρι και 1.000 φορές σκληρότερος από τον καθαρό μεταλλικό σίδηρο. Ο «ακατέργαστος σίδηρος» (crude iron) παράγεται σε υψικαμίνους, όπου σιδηρομετάλλευμα, συνήθως αιματίτης (Fe2O3) ανάγεται από κωκ (C και παραγόμενο CO) σε «επεξεργασμένο σίδηρο» (pig iron), που συμπεριέχει σχετικά μεγάλη συγκέντρωση άνθρακα. Με παραπέρα «εξευγενισμό» (refinement) με οξυγόνο ανάγεται το ανθρακούχο περιεχόμενο, ελαττώνοντας τη συγκέντρωση του άνθρακα στο κράμα στις προδιαγραφές του χάλυβα. Χάλυβες και διάφορα κράματα σιδήρου με σχετικά μικρή περιεκτικότητα σε άνθρακα που περιέχουν και κάποια άλλα μέταλλα ή και στοιχεία («κράματα χάλυβα» alloy steels) χρησιμοποιούνται πλέον πολύ ευρύτερα στη σύγχρονη βιομηχανική χρήση, εξαιτίας του μεγάλου εύρους επιθυμητών ιδιοτήτων, αλλά και της σχετικής αφθονίας του σιδήρου, που έχει να κάνει με το σχετικά χαμηλό κόστος παραγωγής.
Οι χημικές ενώσεις του σιδήρου, που περιλαμβάνουν τις «σιδηρο-» (ενώσεις του FeII) και τις «σιδηρη-» (ενώσεις του FeIII) (κυρίως) ενώσεις, έχουν επίσης πολλές εφαρμογές. Μίγμα (σκόνης) οξειδίου του σιδήρου (FeO) και σκόνης αλουμινίου μπορεί να αναφλεγεί, δημιουργώντας τη γνωστή αντίδραση θερμίτη, που χρησιμοποιείται στη συγκόλληση και στον καθαρισμό μεταλλευμάτων. Δημιουργεί δυαδικές ενώσεις με τα αλογόνα και τα χαλκογόνα. Ανάμεσα στις οργανομεταλλικές ενώσεις του σιδήρου είναι η φερροκίνη, η πρώτη ένωση σάντουιτς που ανακαλύφθηκε.
Ο σίδηρος παίζει σημαντικό ρόλο στη βιοχημεία, σχηματίζοντας σύμπλοκα με το μοριακό οξυγόνο (O2) στην αιμογλοβίνη και στη μυογλοβίνη, δυο συνηθισμένες μεταφορικές πρωτεΐνες οξυγόνου, που το μεταφέρουν στα σπονδυλωτά. Ο σίδηρος είναι ακόμη το μέταλλο που βρίσκεται στο ενεργό κέντρο πολλών σημαντικών οξειδοαναγωγικών ενζύμων που ασχολούνται με την κυτταρική αναπνοή και την οξειδοαναγωγή πολλών βιοχημικών ενώσεων σε φυτά και ζώα.
θερμοκρασία τήξης 1535 °C και θερμοκρασία βρασμού 2750 °C
Craftsman Steel Structures
Το χημικό στοιχείο σίδηρος (αγγλικά: iron, λατινικά: ferrum) είναι μέταλλο της 1ης κύριας σειράς των στοιχείων μετάπτωσης με ατομικό αριθμό 26 και ατομικό βάρος 55,847. Έχει θερμοκρασία τήξης 1535 °C και θερμοκρασία βρασμού 2750 °C. Είναι το πιο άφθονο χημικό στοιχείο κατά μάζα του πλανήτη Γη και το τέταρτο πιο άφθονο στοιχείο στον στερεό φλοιό της, μετά το Οξυγόνο (Ο), το Πυρίτιο (Si) και το Αργίλιο (Al) [1]. Ακόμη, ο σίδηρος είναι πολύ συνηθισμένος στους πετρώδεις πλανήτες, πλανήτες νάνους, δορυφόρους και αστεροειδείς του ηλιακού συστήματος κι αυτό χάρη στην άφθονη παραγωγή τους ως τελικό προϊόν πυρηνικής σύντηξης σε άστρα υψηλής μάζας.
Το σίδερο είναι μια οικιακή συσκευή που χρησιμοποιείται για να ισιώνει υφάσματα και ιδιαίτερα ρούχα. Για αυτή την διαδικασία του σιδερώματος χρησιμοποιείται θερμότητα, πίεση και ατμός. Το ηλεκτρικό σίδερο μετατρέπει ηλεκτρική ενέργεια σε θερμότητα και τη μεταφέρει σε έναν μεταλλικό πάτο. Ένας θερμοστάτης περιορίζει την θερμοκρασία σε 220 °C. Ένα μικρό δοχείο περιέχει το απαραίτητο νερό (συνήθως αποσταγμένο) που μετατρέπεται σε ατμό και βοηθάει στο σιδέρωμα, μαλακώνοντας τις ίνες των ρούχων.
Χρησιμοποιείται στα ρούχα από τον 15ο αιώνα. Τότε, για να σιδερώσουν, απλά ζέσταιναν μεταλλικές πλάκες στην εστία του σπιτιού. Αργότερα το σίδερο έγινε κανονική μεταλλική συσκευή, περίπου στο σχήμα που το γνωρίζουμε σήμερα, με κάρβουνα που τοποθετούνταν στο εσωτερικό του, πάνω από την πλάκα. Τα σύγχρονα σίδερα λειτουργούν με ηλεκτρικό ρεύμα.
Σίδερο παλιού τύπου, που λειτουργούσε με κάρβουνα. Το πάνω μέρος με το χερούλι άνοιγε προς τα πίσω και στο εσωτερικό τοποθετούνταν αναμμένα κάρβουνα
Κατηγορία: Οικιακές συσκευές
allintitle: "Μετάλλων Συγκόλληση Μετάλλων Κοπή"
Χρησιμοποιείται στα ρούχα από τον 15ο αιώνα. Τότε, για να σιδερώσουν, απλά ζέσταιναν μεταλλικές πλάκες στην εστία του σπιτιού. Αργότερα το σίδερο έγινε κανονική μεταλλική συσκευή, περίπου στο σχήμα που το γνωρίζουμε σήμερα, με κάρβουνα που τοποθετούνταν στο εσωτερικό του, πάνω από την πλάκα. Τα σύγχρονα σίδερα λειτουργούν με ηλεκτρικό ρεύμα.
Σίδερο παλιού τύπου, που λειτουργούσε με κάρβουνα. Το πάνω μέρος με το χερούλι άνοιγε προς τα πίσω και στο εσωτερικό τοποθετούνταν αναμμένα κάρβουνα
Κατηγορία: Οικιακές συσκευές
Iron
Chemical Element
Iron is a chemical element with symbol Fe and atomic number 26. It is a metal in the first transition series. It is by mass the most common element on Earth, forming much of Earth's outer and inner core.
- Symbol: Fe
- Atomic mass: 55.845 u ± 0.002 u
- Melting point: 2,800°F (1,538°C)
- Atomic number: 26
- Electron configuration: [Ar] 3d64s2
- Boiling point: 5,184°F (2,862°C)
- Electrons per shell: 2, 8, 14, 2
allintitle: "Μετάλλων Συγκόλληση Μετάλλων Κοπή"
Τεχνίτης Μεταλλικών Κατασκευών
Όπως και τα υπόλοιπα χημικά στοιχεία της ομάδας 8 (VIII σύμφωνα με την παλαιότερη ομαδοποίηση), ο σίδηρος βρίσκεται σε σχετικά μεγάλο εύρος αριθμών οξείδωσης από -2 ως και +6, αν και οι αριθμοί οξείδωσης +2 και +3 είναι οι συνηθισμένοι του. Στοιχειακός σίδηρος βρίσκεται σε μετεωρίτες και άλλα χαμηλής συγκέντρωσης οξυγόνου και υγρασίας περιβάλλοντα. Είναι πολύ ευαίσθητο στην παρουσία οξυγόνου και νερού. Επιφάνειες νεοσχηματισμένου στοιχειακού σιδήρου φαίνονται ασημόγκριζα, αλλά οξειδώνονται στον κανονικό ατμοσφαιρικό αέρα, δίνοντας οξείδια του σιδήρου, γνωστά ως «σκουριά». Αντίθετα από πολλά άλλα μέταλλα, που σχηματίζουν μόνο ένα προστατευτικό στρώμα οξειδίου, το οξείδιο του σιδήρου καταλαμβάνει μεγαλύτερο όγκο σε σύγκριση με το κομμάτι μεταλλικού (δηλαδή στοιχειακού) σιδήρου από το οποίο προήλθε. Έτσι, κατά διαστήματα «σκάει», εκθέτοντας νέες επιφάνειες μεταλλικού σιδήρου για διάβρωση.
Ο σίδηρος ήταν γνωστός από την προϊστορική εποχή, συγκεκριμένα από την Εποχή του Σιδήρου. Όμως, επειδή κάποια κράματα χαλκού τήκονται σε χαμηλότερη θερμοκρασία, ήταν τα πρώτα μέταλλα που χρησιμοποιήθηκαν στην ανθρώπινη ιστορία. Ο καθαρός μεταλλικός σίδηρος είναι μαλακός, μαλακότερος και από το αλουμίνιο, αλλά είναι αδύνατο να εξαχθεί κατά τη διεργασία της ερυθροπύρωσης. Το υλικό σκληραίνει σημαντικά κατά την διάρκεια της διεργασίας, απορροφώντας διάφορες προσμίξεις, όπως ο άνθρακας. Με συγκέντρωση άνθρακα μεταξύ 0,2% και 2,1% παράγεται χάλυβας (steel ή «ατσάλι» εκ του λατινικού acciaio), που μπορεί να είναι μέχρι και 1.000 φορές σκληρότερος από τον καθαρό μεταλλικό σίδηρο. Ο «ακατέργαστος σίδηρος» (crude iron) παράγεται σε υψικαμίνους, όπου σιδηρομετάλλευμα, συνήθως αιματίτης (Fe2O3) ανάγεται από κωκ (C και παραγόμενο CO) σε «επεξεργασμένο σίδηρο» (pig iron), που συμπεριέχει σχετικά μεγάλη συγκέντρωση άνθρακα. Με παραπέρα «εξευγενισμό» (refinement) με οξυγόνο ανάγεται το ανθρακούχο περιεχόμενο, ελαττώνοντας τη συγκέντρωση του άνθρακα στο κράμα στις προδιαγραφές του χάλυβα. Χάλυβες και διάφορα κράματα σιδήρου με σχετικά μικρή περιεκτικότητα σε άνθρακα που περιέχουν και κάποια άλλα μέταλλα ή και στοιχεία («κράματα χάλυβα» alloy steels) χρησιμοποιούνται πλέον πολύ ευρύτερα στη σύγχρονη βιομηχανική χρήση, εξαιτίας του μεγάλου εύρους επιθυμητών ιδιοτήτων, αλλά και της σχετικής αφθονίας του σιδήρου, που έχει να κάνει με το σχετικά χαμηλό κόστος παραγωγής.
Οι χημικές ενώσεις του σιδήρου, που περιλαμβάνουν τις «σιδηρο-» (ενώσεις του FeII) και τις «σιδηρη-» (ενώσεις του FeIII) (κυρίως) ενώσεις, έχουν επίσης πολλές εφαρμογές. Μίγμα (σκόνης) οξειδίου του σιδήρου (FeO) και σκόνης αλουμινίου μπορεί να αναφλεγεί, δημιουργώντας τη γνωστή αντίδραση θερμίτη, που χρησιμοποιείται στη συγκόλληση και στον καθαρισμό μεταλλευμάτων. Δημιουργεί δυαδικές ενώσεις με τα αλογόνα και τα χαλκογόνα. Ανάμεσα στις οργανομεταλλικές ενώσεις του σιδήρου είναι η φερροκίνη, η πρώτη ένωση σάντουιτς που ανακαλύφθηκε.
Ο σίδηρος παίζει σημαντικό ρόλο στη βιοχημεία, σχηματίζοντας σύμπλοκα με το μοριακό οξυγόνο (O2) στην αιμογλοβίνη και στη μυογλοβίνη, δυο συνηθισμένες μεταφορικές πρωτεΐνες οξυγόνου, που το μεταφέρουν στα σπονδυλωτά. Ο σίδηρος είναι ακόμη το μέταλλο που βρίσκεται στο ενεργό κέντρο πολλών σημαντικών οξειδοαναγωγικών ενζύμων που ασχολούνται με την κυτταρική αναπνοή και την οξειδοαναγωγή πολλών βιοχημικών ενώσεων σε φυτά και ζώα.
Το 2005, η παγκόσμια παραγωγή μετάλλων είχε ως εξής:
- χάλυβας: 1,13 δισεκατομμύρια τόνοι[3]
- αλουμίνιο: 23,5 εκατομμύρια τόνοι[4]
- χαλκός: 16,4 εκατομμύρια τόνοι[5]
- ψευδάργυρος: 10,2 εκατομμύρια τόνοι[6]
- μόλυβδος: 7,6 εκατομμύρια τόνοι[6]
- νικέλιο: 1,3 εκατομμύρια τόνοι[7]
- χρυσός: 2.593 τόνοι[8].