金属型材：铁性能和特性

铁的使用可追溯到5000年左右。它是地壳中第二大金属元素，主要用于生产钢铁，世界上最重要的结构材料之一。原子符号：Fe

原子数：26

• 元素类别：过渡金属
• 密度：7. 874g / cm 3 999 999熔点：2800°F（沸点：5182°F（2862°C）
• 莫氏硬度：4
• ^特性
• 纯铁是一种银色金属，能够良好地传导热量和电力。
• 铁的反应性太强，不能单独存在，因此铁矿石只能在地壳中天然存在，如铁矿石，如赤铁矿，磁铁矿和菱铁矿。铁的识别特征之一是强磁性。暴露于强磁场，任何一块铁都可以被磁化。科学家认为，地球的核心是由大约90％的铁组成。这种铁产生的磁力是产生磁性的北极和南极。

历史

由于在含铁矿石顶部的木材燃烧，铁可能最初被发现和提取。木材中的碳将与矿石中的氧气反应，留下柔软的可锻铸铁金属。公元前2700年至公元前3000年，美索不达米亚（今日伊拉克）开始铁冶炼和使用铁制工具和武器。在接下来的2000年，铁冶炼知识在铁时代被称为东欧向欧洲和非洲。

<！从17世纪开始，直到19世纪中期才发现生产钢铁的有效方法，越来越多的铁作为结构材料制造船舶，桥梁和建筑物。艾菲尔铁塔于1889年建成，由700多万公斤锻铁制成。铁锈

铁最棘手的特征是其形成锈蚀的倾向。铁锈（或氧化铁）是一种棕色，易碎的化合物，当铁暴露于氧气时产生。水中含有的氧气会加速腐蚀过程。铁锈变成三氧化二铁的速度是由水的氧含量和铁的表面积决定的。盐水比淡水含有更多的氧气，这就是为什么盐水比淡水生铁更快。

可以通过用化学上对氧气更有吸引力的其他金属（如锌）（用锌镀锌的方法称为“镀锌”）涂覆铁来防止锈蚀。然而，最有效的防锈方法是使用钢。

钢

钢是铁和各种其他金属的合金，用于提高性能（强度，耐腐蚀性，耐热性等））铁。用铁合金化的元素的种类和数量可以产生不同类型的钢。

最常见的钢是：

含碳量在0.1-1.5之间的碳钢。 5％碳。这些是最常用的钢，用于汽车车身，船体，刀具，机械和各种结构支撑。

低合金钢，含有1-5％的其他金属（通常为镍或钨）。镍钢能够承受高水平的张力，因此经常用于建造桥梁和制造自行车链条。钨钢在高温环境中保持其形状和强度，并用于冲击，旋转应用，如钻头。

含有12-18％的其他金属的高合金钢由于成本高，仅用于特种应用。高合金钢的一个例子是不锈钢，其通常包含铬和镍，但也可以与各种其它金属合金化。不锈钢非常坚固耐腐蚀。

生产

大多数铁由地球表面附近的矿石生产。现代提取技术使用高炉，其特点是它们的高堆叠（烟囱状结构）。将铁与焦炭（富碳）和石灰石（碳酸钙）一起倒入堆料中。如今铁矿石通常在进入堆垛之前经历烧结过程。该过程形成10-25mm之间的矿石，然后与焦炭和石灰石混合。然后将烧结矿石，焦炭和石灰石倒入堆叠中，在1800℃的温度下燃烧。焦炭作为热源燃烧，并且与喷射到炉中的氧一起，有助于形成还原气体一氧化碳。石灰石与铁中的杂质混合形成渣。炉渣比铁水矿石轻，所以它上升到表面，很容易被去除。然后将热铁倒入模具中以生产生铁或直接制备用于钢铁生产。生铁仍然含有3. 5-4。 5％碳以及其他杂质，易碎，难以加工。为了降低生铁中的磷和硫杂质，为了生产铸铁，使用各种方法。含有少于25％碳的锻铁是坚韧，可延展且易于焊接的，但与低碳钢相比，生产成本要高得多，成本高。

2010年，全球铁矿石产量约为24亿吨。中国是最大的生产国，占全部产量的约37.5％，其他主要生产国包括澳大利亚，巴西，印度和俄罗斯。

应用

铁一次是主要的结构材料，但在大多数应用中长期以来被钢替代。然而，铸铁仍然用于管道，并制造汽车零件，如气缸盖，气缸体和变速箱箱。锻铁仍然用于生产家居装饰品，如酒架，烛台和窗帘杆。

参考文献

1. 亚瑟街。 &Alexander，W. O. 1944.
2. 金属服务人
3. 。第11版（1998）。

国际猪铁协会。来源：www。生铁。有机英国

USGS。矿产品总结：钢铁（2011）。来源：http：//矿物。美国地质勘探局。 GOV /矿物质/酒吧/商品/铁_&_钢