Metal Perfil: Ferro O que é de ferro?

Uso de ferro por seres humanos remonta a cerca de 5000 anos. É o segundo elemento de metal mais abundante na crosta terrestre e é usado primariamente para a produção de aço, um dos materiais estruturais mais importantes no mundo.

Propriedades:

Atomic Symbol: Fe
Número atômico: 26
Elemento Categoria: Metais de Transição
Densidade: 7.874g / cm 3
Ponto de fusão: 2800 ° F (1538 ° C)
Ponto de ebulição: 5182 ° F (2862 ° C)
Dureza de Mohs: 4
Características:
ferro puro é um metal de cor prata que conduz o calor e eletricidade também.




Liga de aço
O ferro é muito reativo para existir sozinho por isso só ocorre naturalmente na crosta da Terra como minérios de ferro, como a hematita, magnetita e siderite.

Uma das características de identificação de ferro é que ele é fortemente magnético. Expostos a um campo magnético forte, qualquer pedaço de ferro pode ser magnetizado. Os cientistas acreditam que o núcleo da Terra é feita-up de cerca de 90% de ferro. A força magnética produzida por este ferro é o que cria os pólos norte e sul magnéticos.

História:
Ferro provavelmente foi originalmente descoberto e extraído como resultado da queima de madeira em cima de ferro contendo minérios. O carbono dentro da madeira teria reagido com o oxigênio no minério, deixando um pano macio, maleável metal de ferro. Fundição de ferro e do uso de ferro para fazer ferramentas e armas começou na Mesopotâmia (atual Iraque) entre 2700 e 3000 aC. Ao longo dos 2000 anos seguintes, o conhecimento fundição de ferro espalhou para o leste para a Europa e África, durante um período conhecido como a Idade do Ferro.

A partir do século 17 em diante, até que um método eficiente para a produção de aço foi descoberto em meados do século 19, de ferro usado cada vez mais como um material estrutural para fazer navios, pontes e edifícios.

A Torre Eiffel, construída em 1889, foi feita com mais de 7 milhões de quilos de ferro forjado.

Rust:
característica mais problemático do Iron é a sua tendência para formar ferrugem. Oxidação (ou óxido de ferro) é um composto de Brown, friável que é produzido quando o ferro não está exposta ao oxigénio. O gás de oxigénio que está contido na água acelera o processo de corrosão. A taxa de oxidação - a rapidez com que o ferro se transforma em óxido de ferro - é determinado pelo teor de oxigénio da água e na superfície do ferro. A água salgada contém mais oxigênio do que a água doce, que é por isso que oxida água sal de ferro mais rapidamente do que a água doce.

A ferrugem pode ser evitada pelo revestimento de ferro com outros metais que são quimicamente mais atraente para o oxigénio, tais como zinco (o processo de revestimento de ferro com zinco é referido como "galvanização"). No entanto, o método mais eficaz para a protecção contra a corrosão é a utilização de aço.

Aço:
O aço é uma liga de ferro e de outros metais diferentes, que são utilizados para melhorar as propriedades (resistência, resistência à corrosão, tolerância ao calor, etc.), de ferro. Alterando o tipo ea quantidade dos elementos ligados com ferro pode produzir diferentes tipos de aço.

Os aços mais comuns são:

Os aços ao carbono, que contêm entre 0,5-1,5% de carbono. Estes são os aços mais comuns e são usados ​​para carrocerias de automóveis, cascos de navios, facas, máquinas e todos os tipos de suportes estruturais.
Ligas de aço de baixo, que contêm entre 1-5% de outros metais (muitas vezes de níquel ou tungsténio). Níquel aço é capaz de resistir a elevados níveis de tensão e está, assim, muitas vezes utilizado na construção de pontes e de colocação correntes de bicicleta. Aços de tungsténio manter a sua forma e resistência em ambientes de alta temperatura e são utilizados em termos de impacto, aplicações rotativas, tais como brocas de perfuração.
Aços de liga elevada, que contêm 12-18% de outros metais são usados ​​apenas em aplicações especiais devido ao seu elevado custo. Um exemplo de uma liga de aço de elevada é o aço inoxidável, o que muitas vezes contém crómio e níquel, mas pode ser ligado com vários outros metais, bem. O aço inoxidável é muito forte e altamente resistente à corrosão.
Produção:
A maioria do ferro é produzido a partir de minérios encontrados perto da superfície da terra. Técnicas de extração modernos usam alto-fornos, que são caracterizadas por suas pilhas altas (estruturas chaminé-like). O ferro é vertida para as pilhas juntamente com o coque (carbono carvão rico) e calcário (carbonato de cálcio). Hoje em dia, o minério de ferro normalmente passa por um processo de sinterização antes de entrar na pilha. Este processo forma pedaços de minério que estão entre 10-25mm, que são então misturados com coque e pedra calcária.

O minério sinterizado, coque e pedra calcária são, em seguida, verteu-se sobre a pilha que está queimaduras a temperaturas de 1800 ° C. Coque queima como uma fonte de calor e, juntamente com o oxigénio que é disparado para dentro da fornalha, ajuda a formar o monóxido de carbono do gás de redução. O calcário mistura com impurezas no ferro para formar escória. A escória é mais leve do que o minério de ferro fundido, de modo que sobe para a superfície e pode ser facilmente removido. O ferro quente é então vertida em moldes para produzir ferro-gusa ou preparados directamente para a produção de aço.

O ferro-gusa ainda contém entre 3,5-4,5% de carbono, juntamente com outras impurezas, e é quebradiço e difícil de trabalhar com ele. Vários processos são utilizados, a fim de reduzir as impurezas de enxofre e de fósforo em ferro fundido para produzir ferro fundido. Ferro forjado, que contém menos de 0,25% de carbono, é resistente, maleável e facilmente soldada, mas é muito mais trabalhoso e caro para produzir do que o aço de baixo carbono.

Em 2010, a produção de minério de ferro global foi de cerca de 2,4 bilhões de toneladas. China, o maior produtor, responsável por cerca de 37,5% de toda a produção, enquanto outros principais países produtores incluem Austrália, Brasil, Índia e Rússia.

Aplicações:
Ferro era uma vez o material estrutural primário, mas tem sido substituído por aço na maioria das aplicações. No entanto, ferro fundido ainda é usado em tubos e fazer peças automotivas, como cabeçotes, blocos de cilindros e casos da caixa de velocidades. Ferro forjado ainda é usado para produzir itens de decoração para casa, como o vinho racks, castiçais e as hastes de cortina.

Referências:
rua, Arthur. & Alexander, WO 1944. Metais em serviço do homem. 11th Edition (1998).
The International Association Ferro Gusa.

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