Температура плавления и основные свойства железа, классификация металлов

Железо и его свойства

Железо — это химический элемент, который в периодической таблице находится под номером 26. Это один из самых распространенных элементов во всей солнечной системе. Согласно материалам исследований, около 79-85% этого вещества находится в центре Земли. В земной коре его тоже много, но он уступает алюминию.

В чистом виде металл белого цвета с слегка серебристым оттенком. Он пластичен, но присутствующие в нем примеси могут определять его физические свойства. Он реагирует на магнит.

Железо присутствует в воде. В речных водах его концентрация составляет около 2 мг / л металла. В морской воде его содержание может быть в сотни и даже тысячи раз ниже.

Оксид железа — важная, экстрагируемая и встречающаяся в природе форма. Оксид железа может располагаться в самой высокой части земной коры и входить в состав осадочных образований.

Элемент, занимающий двадцать шестое место в таблице Менделеева, может иметь разную степень окисления. Именно они определяют его геохимическую характеристику нахождения в определенной среде. В ядре Земли металл присутствует в нейтральной форме.

Добыча полезных ископаемых

Есть несколько минералов, в которых присутствует железо. Однако в качестве сырья для производства чугуна в промышленности в основном используются:

• гетитовая руда;
• магнезитовая руда;
• гематитовая руда.

А также часто встречаются такие виды минералов:

• сидерит;
• 
  леллингит;
• марказит;
• ярозит.
• ильменит;

Также существует минерал под названием мелантерит. В основном он используется в фармацевтической промышленности. Сам по себе он представляет собой хрупкие кристаллы зеленого цвета, в которых присутствует стекловидный блеск. Из него делают лекарства, в состав которых входит ферум.

Основное месторождение этого металла — Южная Америка или Бразилия.

Физические характеристики, состав и особенности металла железа

Железо — первый строительный материал по важности и распространенности. Он известен с древних времен, и его свойства таковы, что, когда железо научилось плавиться в значительных количествах, металл заменил все другие сплавы. Железный век наступил, и, судя по области его применения, на этот раз он закончится не скоро. Эта статья расскажет вам, каков удельный вес железа, какова его температура плавления в чистом виде.

Разница между температурой плавления и кипения

Точку фазового перехода вещества из твердого кристаллического состояния в жидкость часто называют точкой плавления металла. При слиянии молекулы не имеют определенного расположения, но притяжение удерживает их вместе; в жидком состоянии кристаллическое тело сохраняет свой объем, но теряет форму.

При кипении объем теряется, молекулы слабо взаимодействуют, хаотично перемещаются во всех направлениях и отрываются от поверхности. Точка кипения — это когда давление металлического пара достигает давления внешней среды.

Для наглядности разницу критических точек нагрева лучше всего представить в виде таблицы:

Свойства Точка плавления Точка кипения

Физическое состояние	Сплав превращается в расплав, кристаллическая структура разрушается, зерно исчезает	Переход в газообразное состояние, отдельные молекулы вылетают из расплава
Фаза перехода	Равновесие между жидкой и твердой фазами	Баланс между давлением пара металла и давлением внешнего воздуха
Влияние внешнего давления	Это не меняет	Меняется, падает при разряде

Сплавы для пайки

На практике многие тают при пайке деталей. Если на поверхностях соединяемых материалов нет грязи и окислов, их можно легко сварить сваркой. Сварные швы принято разделять на твердые и мягкие сплавы. Софт наиболее популярны:

• ПОС-33 — 245… 249 ° С;
• ПОС-15 — 278… 282 ° С;
• ПОС-25 — 258… 262 ° С;
• ПОС-61 — 181… 185 ° С;
• ПОС-40 — 236… 241 ° С;
• ПОС-90 — 217… 222 ° С.

Они производятся для компаний, производящих различные радиотехнические устройства.

Паяльные сплавы на основе цинка, меди, серебра и висмута имеют более высокую температуру плавления:

• ПСр-45-715… 721 ° С;
• ПСр-12-780… 790 ° С;
• ПСр-25 — 760… 770 ° С;
• ПМТ-36 — 823… 828;
• ПСр-70 — 778… 783 ° С;
• ПМТ-42 — 830… 837;
• ПМТ-51 — 867… 884 ° С.
• ПСр-10-825… 835 ° С;
• ПСр-65-738… 743 ° С;

Использование прочных сварных швов позволяет создавать прочные соединения.

Внимание! Cp означает, что при пайке используется серебро. Эти сплавы обладают минимальным электрическим сопротивлением.

КЛАССИФИКАЦИЯ

Привет, CIM Ref 1.57

Струнц (8-е издание)	1 / A.07-10
Никель-Струнц (10-е издание)	1.AE.05
Дана (7-е издание)	1.1.17.1

При какой температуре плавится

Металлические элементы, какими бы они ни были, плавятся почти один за другим. Этот процесс происходит при нагревании. Он может быть как внешним, так и внутренним. Первый происходит в печи, а для второго используется резистивный нагрев, пропускающий электричество или индукционный нагрев. Воздействие почти такое же. При нагревании амплитуда молекулярных колебаний увеличивается. Образуются структурные дефекты решетки, которые сопровождаются разрывом межатомных связей. Под сплавлением мы понимаем процесс разрушения решетки и накопления таких дефектов.

У разных веществ разные температуры плавления. Теоретически металлы делятся на:

1. Низкая температура плавления: достаточная температура до 600 градусов Цельсия для получения жидкого вещества.
2. Средняя плавка: требуемая температура от 600 до 1600 ⁰С.
3. Тугоплавкие металлы — это металлы, для плавления которых требуется температура выше 1600 ° C.

Плавление железа

Температура плавления железа довольно высока. Для технически чистого элемента требуется температура +1539 ° С. Это вещество содержит примесь — серу, извлекать ее разрешено только в жидком виде.

Чистый материал без примесей можно получить электролизом солей металлов.

Плавление чугуна

Чугун — лучший металл для литья. Высокая текучесть и низкая усадка делают возможным более эффективное использование на этапе литья. Итак, рассмотрим показатели температуры кипения чугуна в градусах Цельсия:

• Серый — температурный режим может достигать 1260 градусов. После заливки в формы температура может подниматься до 1400.
• Белый — температура достигает 1350 градусов. Разливается по формам с показателем 1450.

Важно! Плавка такого металла, как чугун, на 400 градусов ниже, чем у стали. Это значительно снижает потребление энергии во время обработки.

Плавление стали

Литье стали при температуре 1400 ° C

Сталь — это сплав железа с углеродом. Его главное преимущество — прочность, так как это вещество способно надолго сохранять свой объем и форму. Это связано с тем, что частицы находятся в равновесии. Следовательно, силы притяжения и отталкивания между частицами равны.

Ссылка! Сталь плавится при 1400 градусах Цельсия.

Плавление алюминия и меди

Температура плавления алюминия составляет 660 градусов, а значит, его можно плавить в домашних условиях.

Чистая медь составляет 1083 градуса, а для медных сплавов — от 930 до 1140 градусов.

Понятие о шкале температур

Некоторые неметаллические предметы также имеют аналогичные свойства. Самый распространенный — это вода. Температурная шкала была разработана в отношении свойств жидкости, занимающей доминирующее положение на Земле. Ориентиром являются температуры изменения агрегатных состояний воды:

1. Превращения из жидкости в твердое тело и наоборот принимаются за ноль градусов.
2. Кипение (испарение в жидкости) при нормальном атмосферном давлении (760 мм рт. Ст.) Считается равным 100.

Гидроксид железа (III)

Способы получения

1. Гидроксид железа (III) может быть получен действием раствора аммиака на соль железа (III).

Например, хлорид железа (III) реагирует с водным раствором аммиака с образованием гидроксида железа (III) и хлорида аммония:

FeCl3 + 3NH3 + 3H2O = Fe (OH) 3 + 3NH4Cl

2. Окисление гидроксида железа (II) кислородом или перекисью водорода:

4Fe (OH) 2 + O2 + 2H2O → 4Fe (OH) 3↓

2Fe (OH) 2 + H2O2 → 2Fe (OH) 3

3. Гидроксид железа (III) можно получить действием щелочи на раствор соли железа (III).

Например, хлорид железа (III) реагирует с раствором гидроксида калия с образованием гидроксида железа (III) и хлорида калия:

FeCl3 + 3KOH → Fe (OH) 3 + 3KCl

Видео-опыт получения гидроксида железа (III) взаимодействием хлорида железа (III) и гидроксида калия можно посмотреть здесь.

4. Кроме того, гидроксид железа (III) образуется при взаимодействии растворимых солей железа (III) с растворами карбонатов и сульфитов. Карбонаты и сульфиты железа (III) необратимо гидролизуются в водном растворе.

Например: бромид железа (III) реагирует с карбонатом натрия. При этом выпадает осадок гидроксида железа (III), выделяется диоксид углерода и образуется бромид натрия:

2FeBr3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 2Fe (OH) 3 + CO2 + 6NaBr

Хлорид железа (III) реагирует с сульфитом натрия с образованием гидроксида алюминия, диоксида серы и хлорида натрия:

2FeCl3 + 3Na2SO3 + 6H2O = 2Fe (OH) 3 + 3SO2 + 6NaCl

Химические свойства

1. Гидроксид железа (III) обладает мягкими амфотерными свойствами с преобладанием основных. В качестве основания гидроксид железа (III) реагирует с растворимыми кислотами.

Например, гидроксид железа (III) реагирует с азотной кислотой с образованием нитрата железа (III):

Fe (OH) 3 + 3HNO3 → Fe (NO3) 3 + 3H2O

Fe (ОН) 3 + 3HCl → FeCl3 + 3H2O

2Fe (OH) 3 + 3H2SO4 → Fe2 (SO4) 3 + 6H2O

Fe (OH) 3 + 3HBr → FeBr3 + 3H2O

2. Гидроксид железа (III) взаимодействует с кислотными оксидами сильных кислот.

Например, гидроксид железа (III) реагирует с оксидом серы (VI) с образованием сульфата железа (III):

2Fe (OH) 3 + 3SO3 → Fe2 (SO4) 3 + 3H2O

3. Гидроксид железа (III) взаимодействует с растворимыми основаниями (щелочами). В этом случае в расплаве образуются ферритные соли, а в растворе реакция практически не происходит. В этом случае гидроксид железа (III) проявляет кислотные свойства.

Например, гидроксид железа (III) реагирует с гидроксидом калия в расплаве с образованием феррита калия и воды:

КОН + Fe (ОН) 3 → KFeO2 + 2H2O

4. Гидроксид железа (III) при нагревании разлагается:

2Fe (OH) 3 → Fe2O3 + 3H2O

Плавление железа и необходимая температура

Точка плавления металла — это минимальная температура, при которой он переходит из твердого состояния в жидкое. При этом он практически не изменился по объему.

Металл можно производить из руды разными способами, но самым основным из них является доменная печь. Помимо доменных печей, плавка чугуна также используется для обжига дробленой руды с глинистой смесью. Из полученной смеси образуются гранулы, которые обрабатываются в печи с последующим восстановлением водородом. Кроме того, выплавляют чугун в электропечи.

Температура плавления железа очень высока. Для технически чистого элемента это +1539 ° С. В этом веществе есть примесь — сера, которую можно извлечь только в жидком виде. Чистый материал без примесей получают электролизом солей металлов.

Температура плавления металла должна быть выше температуры его воспламенения в кислороде.

(Для Ст. 3 температура плавления составляет -1539 ° C, а температура воспламенения составляет 1100-1200 ° C.)

Углерод значительно снижает температуру плавления. Следовательно, высокоуглеродистые стали и чугуны нельзя резать обычными резцами. Температура плавления металла должна быть выше температуры плавления его оксидов. В противном случае оксидная пленка будет препятствовать попаданию кислорода в металл и не будет горения (сдвигов). (Оксид хрома имеет температуру плавления 2270 ° C, а точка плавления St. 3 составляет -1539 ° C).

Оксиды, образующиеся при резке, должны быть достаточно текучими. Своим избытком они прилипают к кромкам реза, и удалить их очень сложно (оксиды кремния, хрома и т.д. Имеют высокую вязкость). Металл должен плохо проводить тепло, иначе тепла от пламени будет недостаточно для нагрева кромки перед резкой.

Технология кислородной резки

Режущий металл предварительно нагревается нагревательным пламенем горелки, которое образуется в результате сгорания горючего газа, смешанного с кислородом. Когда достигается температура воспламенения металла в кислороде, на горелке открывается клапан чистого кислорода (99-99,8%) и начинается процесс резки. Чистый кислород, поступающий из центрального канала мундштука, предназначенный для окисления разрезаемого металла и удаления оксидов, называется режущим кислородом, в отличие от кислорода нагревательного пламени, который смешивается с горючим газом из боковых каналов мундштука.

Струя режущего кислорода вытесняет расплавленные оксиды в разрезе, что, в свою очередь, нагревает следующий слой металла, способствуя его интенсивному окислению и т.д. В результате отрезанный лист подвергается окислению по всей своей толщине, а расплавленные оксиды удаляются из зоны резания кислородом.

На качество реза влияют:

— потребление кислорода

Недостаток кислорода приводит к неполному окислению

металлическое и неинтенсивное удаление оксидов; а избыток — на охлаждение и отвод тепла от зоны резания.

— чистота кислорода

Уменьшение очистки влияет на качество обрезных кромок;

Чем ниже чистота, тем сильнее шлак прилипает к нижнему краю пропила, чтобы отделиться.

— мощность нагревающего пламени;

Свойства и характеристики металла

Железо — довольно легкий, умеренно тугоплавкий металл серебристо-серого цвета. Он легко вступает в реакцию с разбавленными кислотами и поэтому считается элементом со средней активностью. В сухом воздухе металл постепенно покрывается оксидной пленкой, предотвращающей дальнейшие реакции.

Но при малейшей влажности вместо пленки появляется ржавчина — рыхлый и неоднородный состав. Ржавчина не препятствует дальнейшей коррозии железа. Однако физические свойства металла и, прежде всего, его сплавов с углеродом таковы, что, несмотря на низкую коррозионную стойкость, использование железа более чем оправдано.

Далее вы узнаете, какова плотность железа (в кг на м3) по сравнению, например, с медью или алюминием.

Масса и плотность

Молекулярная масса железа составляет 55,8, что указывает на относительную легкость вещества. А какая плотность железа? Этот показатель определяется модификацией фазы:

• фаза отличается еще меньшей плотностью — 7,59 г / куб см при 1000С;
• α-Fe — 7,87 г / куб см при 20 С и 7,67 г / куб см при 600 С;
• плотность фазы 7,409 г / см.

При повышении температуры плотность железа естественным образом уменьшается.

Температурный диапазон

Металл относится к категории умеренно тугоплавких, что означает относительно невысокую температуру изменения агрегатного состояния:

Железо Ferrum происхождение названия

Откуда происходит название Феррум, у Protoslav * želězo (белорусское Zhaleza, украинское Zalizo, художественное славянское Zhelezo, болгарское Zelazo, сербо-хорватское Zhelezo, польское Zelazo, чешское železo, словенское železo) есть четкие (параллели в балтийских языках) латинский гележис, латышские дзелзы). Это слово связано со словами «железо» и «узелок»; и имеет значение «круглый камень, гранула, блямба».

Существует несколько версий дальнейшей этимологии этого балто-славянского слова.

Один из них коллега Праслав. * želězo с греческим словом χαλκός, что означало железо и медь, по другой версии * želězo связано со словами * žely «черепаха» и * glazъ «скала», с общим семенем «камень». Третья версия берет древнее заимствование из неизвестного языка.

Романские языки (итальянское ferro, французское fer, испанское hierro, port ferro, romano fier) ​​продолжаются lat ferro. Латинское слово ferrum (<* ferzom) могло быть заимствовано из какого-то восточного языка, скорее всего, из финикийского иврита mer Barzel, шумерского barzal, ассирийского parzilla. Отсюда, вероятно, баскская бурдина.

Германские языки заимствовали название железо (готский eisarn, английский iron, немецкий Eisen, голландский ijzer, Dan jern, шведский järn) из кельтского.

Пракельтовское слово * isarno- (> др.-англ. Яарн, др.-англ. Hoiarn), вероятно, восходит к прото-Ie. * h1esh2r-no- «кровавый» со смысловым развитием «кровавый»> «красный»> «железный». По другой гипотезе, это слово восходит к Pra-Ie. * (H) ish2ro- «сильный, святой, обладающий сверхъестественной силой».

Древнегреческое слово σίδηρος могло быть заимствовано из того же источника, что и славянские, германские и балтийские слова, обозначающие серебро.

Название природного карбоната железа (сидерита) происходит от lat siderum — звездчатый; Фактически, первое железо, попавшее в руки людей, было метеоритного происхождения. Возможно, это совпадение не случайно.

Древнегреческое слово сидерос (σίδηρος), обозначающее железо, и латинское сидус, означающее «звезда», вероятно, имеют общее происхождение.

Распространённость Железо Ferrum

Как и в любой химии, элемент имеет изобилие в природе, Fe …

Физиологическое действие

Никель и его соединения токсичны и канцерогены.

Никель — основная причина аллергии (контактного дерматита) на металлы, контактирующие с кожей (украшения, часы, джинсовые заклепки). Никель был назван «Аллергеном года» Американским обществом контактного дерматита в 2008 году. В Европейском союзе содержание никеля в продуктах, контактирующих с кожей человека, ограничено.

В 20 веке было обнаружено, что поджелудочная железа очень богата никелем. Когда никель вводится после инсулина, действие инсулина продлевается и, таким образом, повышается гипогликемическая активность. Никель влияет на ферментативные процессы, окисление аскорбиновой кислоты, ускоряет переход сульфгидрильных групп в дисульфидные. Никель может подавлять действие адреналина и понижать кровяное давление. Чрезмерное поступление никеля в организм вызывает витилиго. Никель откладывается в поджелудочной железе и паращитовидных железах.

Кристаллические решетки металла

В идеале принято считать, что металлы имеют кубическую решетку (в реальном веществе могут быть дефекты). Между молекулами одинаковое расстояние по горизонтали и вертикали.

Для твердого тела характерно постоянство:

• объем, объект не меняет количество занимаемого вещества;
• формы, объект сохраняет свои линейные размеры в различных условиях;
• масса, количество вещества, выраженное в граммах (килограммах, тоннах);
• плотность, единица объема содержит постоянную массу.

При переходе в жидкое состояние, после достижения определенной температуры кристаллические решетки разрушаются. Сейчас мы не можем говорить о постоянстве формы. Жидкость примет тот вид, в котором она налита.

Когда происходит испарение, неизменной остается только масса вещества. Газ займет весь объем, который к нему будет подан. Здесь нельзя утверждать, что плотность — величина постоянная.

При объединении жидкостей возможны варианты:

1. Жидкости полностью растворяются друг в друге, так ведут себя вода и спирт. Во всем объеме концентрация веществ будет одинаковой.
2. Жидкости расслаиваются по плотности, соединение происходит только на границе раздела. Только временно возможно получение механической смеси. Смешивание жидкостей с разными свойствами. Пример — масло и вода.

Образующиеся в результате вещества, растворимые друг в друге, после затвердевания образуют кристаллические решетки нового типа. Чтобы определить:

• Гелиоцентрические кристаллические решетки еще называют объемноцентрированными. Посередине находится молекула одного вещества, а вокруг — четыре других молекулы другого. Такие решетки принято называть рыхлыми, так как в них связь между молекулами металлов слабее.
• Гранецентрированные кристаллические решетки образуют соединения, в которых составляющие молекулы находятся на гранях. Металлурги называют эти кристаллические сплавы плотными. Фактически, плотность сплава может быть выше, чем у каждого из составляющих компонентов (алхимики средневековья искали варианты сплавов, где плотность соответствовала плотности золота).

Соли железа

Нитраты железа

Нитрат железа (II) при нагревании разлагается на оксид железа (III), оксид азота (IV) и кислород:

4Fe (NO3) 2 → 2Fe2O3 + 8NO2 + O2

При нагревании нитрат железа (III) также разлагается на оксид железа (III), оксид азота (IV) и кислород:

4Fe (NO3) 3 → 2Fe2O3 + 12NO2 + 3O2

Гидролиз солей железа

Растворимые соли железа, образованные из кислотных остатков сильных кислот, гидролизуются до катиона. Гидролиз протекает постепенно и обратимо, например частично:

I этап: Fe3 + + H2O ↔ FeOH2 + + H+

Этап II: FeOH2 + + H2O ↔ Fe (OH) 2+ + H+

Стадия III: Fe (OH) 2+ + H2O ↔ Fe (OH) 3 + H+

Однако сульфиты и карбонаты железа (III) и их кислые соли гидролизуются необратимо, полностью, т.е они не существуют в водном растворе, а разлагаются с водой:

Fe2 (SO4) 3 + 6NaHSO3 → 2Fe (OH) 3 + 6SO2 + 3Na2SO4

2FeBr3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Fe (OH) 3 + CO2 + 6NaBr

2Fe (NO3) 3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Fe (OH) 3 + 6NaNO3 + 3CO2

2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Fe (OH) 3 + 6NaCl + 3CO2

Fe2 (SO4) 3 + 3K2CO3 + 3H2O → 2Fe (OH) 3 + 3CO2 + 3K2SO4

При взаимодействии соединений железа (III) с сульфидами возникает ОВР:

2FeCl3 + 3Na2S → 2FeS + S + 6NaCl

Окислительные свойства железа (III)

Соли железа (III) проявляют довольно сильные окислительные свойства. Следовательно, когда соединения железа (III) взаимодействуют с сульфидами, происходит окислительно-восстановительная реакция.

Например: хлорид железа (III) реагирует с сульфидом натрия. При этом образуется либо черный осадок сульфида железа (II) (при избытке сульфида натрия), либо хлорида железа (II) (при избытке хлорида железа (III)), серы и хлорида натрия:

2FeCl3 + 3Na2S → 2FeS + S + 6NaCl

2FeCl3 + H2S → 2FeCl2 + S + 2HCl

По такому же принципу реагируют соли железа (III) с сероводородом:

2FeCl3 + H2S → 2FeCl2 + S + 2HCl

Соли железа (III) также вступают в окислительно-восстановительные реакции с иодидами.

Например, хлорид железа (III) взаимодействует с йодидом калия. При этом образуются хлорид железа (II), молекулярный йод и хлорид калия:

2FeCl3 + 2KI → 2FeCl2 + I2 + 2KCl

Интересна также реакция солей железа (III) с металлами. Мы знаем, что более активные металлы заменяют менее активные на соли. Другими словами, металлы, которые находятся слева в электрохимическом ряду, могут взаимодействовать с солями металлов, которые находятся справа в этом ряду. Исходя из этого правила, соли железа могут взаимодействовать только с металлами, которые встречаются раньше железа. И они взаимодействуют.

Однако соли железа со степенью окисления +3 в этой серии являются небольшим исключением. На самом деле железо характеризуется двумя степенями окисления: +2 и +3. А железо со степенью окисления +3 — более сильный окислитель. Таким образом, железо со степенью окисления +3 находится в ряду активности после меди. Соли железа (III) также могут реагировать с металлами справа от железа! Но до меди включительно. Вот парадокс.

И момент. Соединения железа (III) будут реагировать с этими металлами, но соединения железа (II) не будут реагировать с ними. Таким образом, металлы, находящиеся на линии активности между железом и медью (в том числе медь), при взаимодействии с солями железа (III) восстанавливают железо до степени окисления +2. Но металлы, которые находятся перед железом в процессе жизнедеятельности, могут превратить железо в простое вещество.

Например, хлорид железа (III) реагирует с медью. При этом образуются хлорид железа (II) и хлорид меди (II):

2FeCl3 + Cu → 2FeCl2 + CuCl2

Но реакция нитрата железа (III) с цинком протекает по обычному механизму. А железо восстанавливается до степени окисления 0:

2Fe (NO3) 3 + 3Zn → 2Fe + 3Zn (NO2) 2

История открытия Железо Ferrum

Открытие элемента Ferrum

Железо издревле известно как инструментальный материал. Самые старые изделия из железа, найденные при археологических раскопках, датируются 4 тысячелетием до нашей эры и принадлежат древним шумерским и египетским цивилизациям. Они сделаны из метеоритного железа, то есть сплава железа и никеля (содержание последнего колеблется от 5 до 30%), украшений из египетских гробниц (ок. 3800 г до н.э.) и кинжала из шумерского города Ур (ок. 3100 г.). ДО Н.Э). Нс.). По-видимому, одно из названий железа на греческом и латинском языках происходит от небесного происхождения железного метеорита: «сидер» (что означает «звездный»).

Хатты первыми освоили метод плавки железа. На это указывает самое раннее упоминание железа (2 тыс. До н.э.) в текстах хеттов, основавших свою империю на территории хаттов (современная Анатолия в Турции). Так, в тексте хеттского царя Анитты (около 1800 г до н.э.) говорится:

Когда я поехал в сельскую местность в городе Пурушханда, человек из города Пурушханда подошел, чтобы поклониться мне (…?) И подарил мне 1 железный трон и 1 железный скипетр (?) В знак послушания…

В древности халибы были известны как мастера изделий из железа. В легенде об аргонавтах (их кампания в Колхиде произошла примерно за 50 лет до Троянской войны) говорится, что царь Колхиды Иэт дал Ясону железный плуг, чтобы он вспахивал поле Ареса, и его подданные были описаны как Палтус:

Они не пашут землю, не сажают фруктовые деревья, не пасут свои стада на богатых лугах; они добывают руду и железо на пустошах и торгуют для них едой. День для них не начинается без тяжелой работы, они проводят в темноте ночи и густом дыме, работая весь день…

Аристотель описал свой метод получения стали: «Халибы несколько раз промывают речной песок своей страны, высвобождая таким образом черный концентрат (тяжелую фракцию, состоящую в основном из магнетита и гематита) и расплавляемый в печах; полученный таким образом металл имел серебристый цвет и был нержавеющим».

Для выплавки стали магнетитовые пески добываемые на побережье Чёрного моря

Магнетитовые пески использовались в качестве сырья для выплавки стали, которые часто встречаются по всему побережью Черного моря: эти магнетитовые пески состоят из смеси мелких зерен магнетита, титано-магнетита или ильменита и обломков других пород, поэтому что жидкая сталь халибов была легированной и обладала прекрасными свойствами. Столь своеобразный метод получения железа предполагает, что халибы популяризировали железо только как технологический материал, но их метод не мог быть методом массового промышленного производства изделий из железа. Однако их производство послужило толчком для дальнейшего развития металлургии железа.

Климент Александрийский в своем энциклопедическом труде «Стромата» упоминает, что согласно греческим легендам железо (по-видимому, выплавка его из минерала) было обнаружено на горе Идэ — так называлась горная гряда близ Трои (в Илиаде указано такое как Монте Ида, из которой Зевс был свидетелем битвы греков с троянцами). Произошло это через 73 года после Девкалионского потопа, и этот потоп, согласно парианским хроникам, произошел в 1528 году до нашей эры, то есть метод выплавки железа из минерала был открыт примерно в 1455 году до нашей эры. NS. Однако из описания Климента неясно, говорите ли вы об этой горе в Западной Азии (от Ида ди Фригия до Вергилия) или о горе Ида на острове Крит, о которой римский поэт Вергилий пишет в «Энеиде» как прародина троянцев:

Остров Юпитер, Крит, лежит между широким морем, Наше племя там колыбель, где восходит Ида…

более вероятно, что Климент Александрийский говорит конкретно о фригийской иде близ Трои, поскольку там были древние железные рудники и очаги производства железа и стали. Самые ранние письменные упоминания о железе находятся на глиняных табличках из архивов египетских фараонов Аменхотепа III и Эхнатона и датируются тем же периодом (1450-1400 гг. До н.э.). В нем упоминается обработка железа в Южном Закавказье, которую греки называли Колхидой (и, возможно, слово «колхидос» может быть модификацией слова «паллибос») — то есть, что царь страны Митанни и правитель Армении Южное Закавказье прислало египетского фараона Аменхотепа II «вместе с 318 наложницами, кинжалами и хорошими железными кольцами». Такие же дары хетты преподносили фараонам.

В глубокой древности железо ценилось дороже золота, и по описанию Страбона африканские племена давали 10 фунтов золота за 1 фунт железа, а согласно исследованиям историка Г. Арешяна, у древних хеттов соотношение было 1 : 160 для меди, серебра, золота и железа. : 1280: 6400. В то время железо использовалось в качестве металла для украшений, из него делали троны и другие знаки королевской власти: например, в библейской книге Второзаконие 3.11 описывается «железное ложе» царя. Rephaimian Og.

В гробнице Тутанхамона (около 1350 г до н.э.) было найдено девятнадцать железных предметов, в том числе железный кинжал в золотой оправе, возможно, подаренный хеттами для дипломатических целей. Но хетты не стремились к широкому использованию железа и его технологий, о чем свидетельствует дошедшая до нас переписка между египетским фараоном Тутанхамоном и его тестем Хаттусилом, царем хеттов. Фараон просит прислать еще железа, и хеттский царь уклончиво отвечает, что запасы железа исчерпаны и кузнецы заняты сельскохозяйственными работами, поэтому он не может удовлетворить просьбу царского зятя и посылает только кинжал, сделанный из металла. «хорошее железо» (т.е сталь). Как видите, хетты пытались использовать свои знания для получения военного преимущества и не давали другим возможности сравниться с ними. Видимо поэтому железные изделия распространились только после Троянской войны и падения хеттского государства, когда благодаря коммерческой деятельности греков технология железа стала известна многим и были обнаружены новые месторождения и рудники железа. Затем на смену «бронзовому» веку пришел «железный» век».

Согласно описаниям Гомера, хотя во время Троянской войны (около 1250 г до н.э.), оружие было в основном из меди и бронзы, но железо уже было хорошо известно и пользовалось большим спросом, хотя и скорее как драгоценный металл. Например, в 23-й песне «Илиады» Гомер говорит, что Ахиллес наградил победителя в соревновании по метанию диска диском из железного кристалла. Ахейцы добывали это железо у троянцев и соседних народов (Илиада 7 473), в том числе у калибов, которые сражались на стороне троянцев:

Другие ахейцы покупали вино в обмен: те на медь, те на серое железо, те на бычьи шкуры или рогатые быки, те на своих мертвецов. И веселая вечеринка приготовлена…

Возможно, железо было одной из причин, побудивших ахейских греков перебраться в Малую Азию, где они узнали секреты его производства. И раскопки в Афинах показали это еще в 1100 году до нашей эры. Н.С и позже железные мечи, копья, топоры и даже железные гвозди были уже широко распространены. В библейской книге Иисуса Навина 17.16 (ср. Судей 14.4) описывается, что филистимляне (библейские «ПИЛИСТИМ», и это были протогреческие племена, связанные с более поздними эллинами, в основном пеласгами) имели много железных колесниц, т. Е. На этот раз железо уже получило широкое распространение в больших количествах.

Гомер в «Илиаде» и «Одиссее» называет железо «многотрудный металл», и описывает закалку орудий:

Проворный ковач, сделав топор или топор, погружает в воду металл, нагретый до удвоенной прочности, погружает…

Гомер определяет железо как сложное, потому что в древности основным методом его получения было выдувание сырья: чередующиеся слои железной руды и угля прокаливали в специальных печах (кузницы — от древнего «Рога» — рог, труба, первоначально это была просто труба, вкопанная в землю, обычно горизонтально на склоне оврага). В топке оксиды железа восстанавливаются до металла горячим углем, который забирает кислород, окисляясь до монооксида углерода, и в результате такого отжига руды с углем получается губчатое железо, похожее на суспензию. Шлак очищали от шлака ковкой, отжимая примеси сильными ударами молотка. Первые кузницы имели относительно низкую температуру, значительно ниже точки плавления чугуна, поэтому в чугуне оказалось относительно мало углерода. Для получения прочной стали железный пруток с углеродом приходилось многократно отжигать и ковать, при этом поверхностный слой металла дополнительно пропитывался углеродом и упрочнялся. Так было получено «хорошее железо» — и, хотя для этого потребовалось много труда, полученные таким образом изделия были значительно прочнее и тверже, чем изделия из бронзы.

В будущем они научились делать более эффективные печи (по-русски — доменная печь, доменная печь) для производства стали и использовали мех для подачи воздуха в печь. Римляне уже знали, как довести температуру в печи до выплавки стали (около 1400 ° C, а чистое железо плавится при 1535 ° C). При этом образуется чугун с температурой плавления 1100-1200 ° C, который в твердом состоянии очень хрупкий (даже не поддается ковке) и не обладает эластичностью стали. Первоначально он считался вредным побочным продуктом (по-английски чугун, по-русски чугун, слитки, от которых, собственно, и произошло слово чугун), но затем было обнаружено, что при переплавке в печи с большим количеством продуваемого воздуха при этом чугун превращается в сталь хорошего качества, так как излишки углерода сжигаются.

Двухэтапный процесс производства стали из чугуна оказался более простым и прибыльным, чем брутальный, и этот принцип применялся без существенных изменений на протяжении многих веков, оставаясь по сей день основным методом производства стали черные материалы.

Технология плавки сплавов + какова температура кипения железа?

По оценкам экспертов, мировые запасы железа составляют около 200 миллиардов тонн. Любая страна с более или менее развитой экономикой налаживает собственную добычу железной руды внутри отрасли с ее дальнейшим превращением в феррум.

Но и здесь есть нишевые лидеры: Бразилия, США и Австралия, у которых самые большие запасы железа у поверхности земли. Кстати, ядро ​​нашей планеты на 86% состоит из чистого железа, но проблема в том, что при нынешнем уровне промышленных технологий извлечь его оттуда физически невозможно.

1) Какова температура плавления/кипения железа: точное значение для элемента и сплавов

В чистом виде железо используется редко, поскольку металл не обладает качественными свойствами с точки зрения физических характеристик. Более 95% металла используется для производства сплавов.
Термодинамические характеристики чистого железа:

• 2 861 Цельсия или 3 134 Кельвина — точка кипения;
• 1539 по Цельсию или 1812 по Кельвину — точка плавления;
• 14 килоджоулей / моль — удельная теплота плавления;
• 25 Джоуль / (Кельвин * моль) — молярная теплоемкость.
• 240 килоджоулей / моль — удельная теплота испарения;

В 2020 году насчитывается около 15 промышленно значимых разновидностей сплавов на основе железа. У каждого из них есть свой набор характеристик по физике и химии. Подробнее о самых популярных в таблице ниже.

Технология отпуска стали и температура 45

Лига	Точка плавления (в C)	Особенности
Сталь	1 450–1520	Основа — железо + углерод, доля второй не превышает 2,2% от общей массы. Маркировка сталей по ГОСТу разная и для анализа их типов потребуется не одна статья. Более подробно с проблемой вы можете ознакомиться на нашем сайте в других разделах.
Чугун	1 150 — 1 200	Чрезвычайно популярный сплав с содержанием углерода 3,5% от общей массы. Помимо железа есть марганец, сера и фосфор.
Перлит	1 100–1 200	Доля углерода составляет менее 0,8%. Сам сплав относится к природным — это порода вулканического происхождения.
Феррит	1 100	Ферромагнитные соединения оксида железа с основными оксидами других металлов. Примесь углерода составляет всего 0,04% от общей массы вещества.
Цементит	1250	Химически состоит из углерода и железа. Сплав имеет твердость 800 HB и чрезвычайно низкую пластичность.
Аустенит	730–1550	Доля углерода составляет 2,14%. Особенность материала — способность существовать только при высоких температурах.

Все указанные сплавы — черные металлы. Основное применение — чугун и сталь, затем перлит и феррит. По объемам добычи / производства выделяются те же страны, которые занимаются разработкой месторождений железа.