Ferro si presenta naturalmente nella roccia come un minerale di ossido ( ferro mescolato con l'ossigeno ) . Altre impurità quali zolfo , manganese e fosforo possono essere presenti . Ferro è stato estratto 4.000 anni fa . E ' soppiantato l'uso del bronzo ( una lega di rame e stagno ), quando si è scoperto che il ferro era più dura e non piegare o perdere il proprio vantaggio con la stessa facilità .
Ferro fusione
minerale di ferro è fuso in un forno con getti di aria e di un materiale di carbonio aggiunto , tipicamente coke. ( Coca-Cola è il carbone che è stato riscaldato senza ossigeno per bruciare zolfo e altre impurità . ) L'aggiunta di atomi di carbonio a una molecola di ferro cristallina aumenta la malleabilità e la durezza .
Tipi di ferro
il tipo più semplice di ferro per produrre il ferro " battuto " , che è il minerale di ferro fuso ad una temperatura sufficientemente elevata per legare atomi di carbonio compreso tra 0,2-0,8 per cento del ferro fuso . Questo tipo di ferro è duro ma abbastanza malleabile per essere martellato e sagomato . Come altiforni sono state migliorate per una maggiore calore , di ferro con un più alto contenuto di carbonio tra il 3 per cento e il 4,5 per cento potrebbe essere fuso ; questo è stato conosciuto come il ferro " getto ", che è stato immediatamente versato in stampi . E ' stato più difficile , ma fragile , e non poteva essere modellato o martellato .
Steel Making
qualità di acciaio dipende dal ferro fusione ad una temperatura precisa con una quantità controllata di carbonio e altre leghe . Il tenore di carbonio dell'acciaio varia da tra 0,2 per cento e 1,5 per cento . Mentre un maggiore contenuto di carbonio indurisce acciaio , lo rende fragile anche . Questo può essere compensato da una varietà di metodi coinvolti in riscaldamento e raffreddamento dell'acciaio, chiamata " tempera ".
Molecular Structure
Steel è una struttura cristallina di molecole di ferro intervallati da molecole di carbonio . Questo è conosciuto correttamente come " cementite ". La durezza e duttilità dell'acciaio dipende non solo il contenuto di carbonio , ma su come le molecole di carbonio e ferro sono disposti l'uno all'altro . Tensioni interne nella struttura cristallina del siderurgica aumentare o diminuire a seconda della temperatura a cui sono sottoposti e il tasso al quale l'acciaio fuso viene raffreddato .
Tipi di acciaio
Gli acciai al carbonio sono divisi in bassa, media , alta e altissima . Acciai basso e medio carbonio sono malleabili e possono essere saldati . Acciai ad alta ed altissima carbonio sono difficili da saldare e richiedono trattamenti termici e lavorazioni aggiuntive . Altri acciai sono in acciaio inox ( una lega di acciaio, cromo e nichel ) , titanio, acciaio e acciaio al manganese .