Человечество давно освоило железо. Наши далекие предки перешли на железные орудия труда, по достоинству оценив все его преимущества перед камнем и бронзой. Железо осваивалось на нашей планете разными народами очень и очень давно. Сейчас же оно считается одним из главных среди металлов, однако используется железо, как правило, в виде сплавов.
В зависимости от состава этого сплава, железо может плавиться и кипеть при разной температуре. Принято считать, что плавиться железо начинает при температуре около 1535 градусов, а вот кипеть при температуре около 3200 градусов.
автор вопроса выбрал этот ответ лучшим
Источник: www.bolshoyvopros.ru
2 единицы измерения, какова температура кипения железа
Какова температура кипения железа: точное значение для элемента + разбор температур плавления для 6 популярных сплавов на основе ферума + преимущества/недостатки железа + 5 фаз существования элемента + 6 базовых характеристик металла + 4 метода производства сплавов на основе железа.
Какова температура кипения железа?
Железо – один из самых распространённых металлов на земле. Он популярен не только из-за больших запасов, но и сфер применения в промышленности и быту. Оглянитесь вокруг себя, и вы наверняка найдете какой-либо предмет, имеющий в своем составе железо.
Сегодня мы расскажем, какова температура кипения железа, его точка плавления + и другие свойства чистого вещества, а также предоставим краткую характеристику металла вообще.
- 1 Что такое железо?
- 2 Технология плавки сплавов + какова температура кипения железа?
- 2.1 1) Какова температура плавления/кипения железа: точное значение для элемента и сплавов
- 2.2 2) Промышленные технологии плавки железа + применение металла
Что такое железо?
С точки зрения промышленности, железо является главным соорудительным материалом в мире. Его использование повсеместно – от ручки двери до двигателей межпланетных ракет. Причинность подобной популярности проста – распространенность и дешевизна сырья, ведь железо находится на втором месте по доле в земной коре после алюминия. Символьное обозначение железа «Fe»? а его порядковый номер у Менделеева 26.
Важно: не путайте сталь и железо – это совсем разные термины. Железо является чистым химическим элементом, а сталь – сплав ферума и углерода.
| Сохранение свойств упругости при повышении прочности металла – это если речь о высококонцентрированных железных сплавах. | Слабая стойкость к коррозии. Проблему исправить можно, но себестоимость производства увеличивается. |
| Обилие ферритов дает возможность производить материалы на основе железа для любых бытовых и промышленных задач. При чем, смена свойств протекает даже с минимальными вкраплениями примесей. | Из-за накопления электричества, железо поддается коррозии электрохимического типа. По данной причине детали из железа необходимо защищать протекторами, катодами и прочими средствами защиты. |
| Легко поддается механической обработке, что увеличивает вариативность в отношении форм и видов изделий. | Удельный вес чистого железа делает конструкции из него крайне тяжелыми. |
| Магнитные свойства металла позволяют с него получать магнитоприводы. Высокая ковкость железа позволяет делать из него множество декоративных элементов. |
В чистой форме железо обладает хорошей пластичностью, что позволяет его легко ковать, но тяжело лить. Структура металла – это 5 фаз, у каждой из которых собственная кристаллическая структура и решеточные параметры. Детальнее в таблице ниже.
| α | Тип решетки – кубическая, объемно-центрированной формы. Устойчивость фаза – до 770 градусов по Цельсию. Физическая особенность – ферромагнетические свойства. |
| β | Существование фазы протекает при температурных границах от 770 до 918 градусов по Цельсию. Полное сохранение физических и химических свойств, кроме намагничивания. Железо становится парамагнетиком. Структура похожа на предыдущую фазу, но у решетки параметры незначительно отличаются. |
| γ | Температурные границы существования – от 918 градусов до 1395 градусов. Ключевое отличие – решетка кубического + гранецентрического типа. |
| δ | Имеется только нижняя температурная граница в 1395 градусов. Верхний предел отсутствует. Тип решеточной структуры – объемно-центрическая. |
| ε | У фазы не имеется четких температурных границ, но необходимое условие существования – высокое давление + подключение к чистому железу легирующих компонентов. Тип решетки – гексагоническая с плотным расположением кристаллов. |
Физические особенности железа напрямую зависят от чистоты вещества. Помимо полезных легирующих компонентов, что позитивно сказываются на свойствах металла, имеются и отрицательные элементы, способные ухудшить его характеристики. Примерами таковых может быть та же сера с фосфором, которые снижают показатели пластичности, взамен не предоставляя сплаву ничего из положительных свойств.
Базовые характеристики железа:
- вариативная плотность, зависящая от фазы пребывания металла. Обобщенный промежуток – от 7.4 до 7.9 грамма/кубический сантиметр;
- стойкость железа в чистом виде небольшая. Предел прочности у рядового технического железа – 299 МПа, но если речь о быстрорежущей стали, то здесь предел прочности возрастает до значения в 2.7 ГПа;
- чистое железо по шкале Мооса тянет на оценку в 4 балла;
- проводимость чистого ферума ниже нежели у алюминия/меди – 9.7*10^(-8);
- металл поддается ковке, но в чистом виде не поддается литью;
- низкая токсичность, но не биологическая инертность.
Усвоение железа человеческим организмом составляет всего ½ от получаемого, что делает металл для человека менее опасным, нежели другие элементы группы металлов. Главный вред окружающей среде несет не железо в чистом виде, а отходы во время производства – газы и выделяющиеся шлаки. Детальнее о производстве, тепловых характеристиках и областях применения будет рассказано далее.
Технология плавки сплавов + какова температура кипения железа?
По оценкам специалистов, запасы железа по миру составляют почти 200 миллиардов тонн. Любая страна с более-менее развитой экономикой налаживает внутри промышленности собственную добычу железной руды с ее дальнейшей переработкой в ферум.
Но и здесь имеются лидеры ниши – Бразилия, США и Австралия, располагающими наиболее крупными запасами железа вблизи поверхности земли. К слову, ядро нашей планеты состоит на 86% из чистого железа, но проблема в том, что с текущим уровнем промышленных технологий, извлечь его оттуда нереально физически.
1) Какова температура плавления/кипения железа: точное значение для элемента и сплавов
В чистом виде железо используется редко, ибо металл не обладает высококачественными свойствами в отношении каких-либо физических характеристик. Больше 95% металла используется с целью получения сплавов.
Термодинамические характеристики чистого ферума:
- 1539 Цельсия или 1812 Кельвина – температура плавления;
- 2 861 Цельсия или 3 134 Кельвина – температура кипения;
- 14 килоджоулей/моль – удельная теплота плавления;
- 240 килоджоулей/моль – удельная теплота испарения;
- 25 Джоулей/(Кельвины*моль) – молярная теплоемкость.
В 2020 году насчитывается порядка 15 промышленно-значимых разновидностей сплавов на основе железа. Каждый из них располагает собственным набором характеристик в отношении физики и химии. Детальнее по наиболее популярным в таблице ниже.
Все оговоренные сплавы относятся к металлам черной металлургии. Наибольшее применение у чугуна и стали, далее идет перлит и феррит. По объемам добычи/производства выделяются те же страны, что занимаются разработкой месторождений железа.
Описание процесса добычи и плавки железа с помощью графитового тигля:
2) Промышленные технологии плавки железа + применение металла
Месторождения железа разрабатывают 2 способами – шахтным и открытым. Хотя железо и содержится в абсолютно всех горных породах, финансово целесообразно разрабатывать только те месторождения, где концентрация данного химического элемента повышена.
| Прямой | Для производства используется печь шахтного типа, где окатыши руды железа поддаются продувке посредством комбинации угарного газа с аммиаком и кислородом. Рабочий температурный режим – 1000 градусов Цельсия. | ★★★★ |
| Мартеновский | Базовым оборудование выступает мартеновская печь, где белый чугун со скрапом выплавляют при температуре в 2000 Цельсия, дабы избавиться от лишнего углерода. Итог – сталь высокого качества. | ★★★★★ |
| Электроплавильный | Базовое оборудование – печь электрического типа. Рабочая температура составляет от 2 150 до 2 250 градусов по Цельсию. Чугун с примесями при такой температуре становится высококачественной легированной сталью. | ★★★★ |
| Кислородно-конвертерный | Вариант производства, отличающийся повышенной производительностью. В специализированных печах происходит продувка сырья при давлении в 25 килограмм на квадратный сантиметр. Для повышения результата стали может применяться чистый кислород. | ★★★★ |
Из-за особенностей черной металлургии как направления, рынок видит 2 типа товара – или руду или уже готовую продукцию. Заготовки из стали редко, когда можно приобрести, потому, занимаясь бизнесом в данной сфере, придется налаживать производство от «А» до «Я».
Где применяется железо:
- ключевой компонент для производства всех типов стали и других сплавов, используемых в конструкционных целях;
- магнетит используется в компьютерной технике, а именно – устройствах памяти;
- добавка в порошковые принтеры;
- электротехника. Железо – как магнитопровод для трансформаторов и электрических двигателей;
- травление печатных плат;
- как средство борьбы с грибком при строительстве и садоводстве;
- анод в аккумуляторах;
- коагулянты при чистке сточных вод.
Железо важно для человека и в биологическом плане – катализатор процесса обмена кислорода. Организм человека всегда содержит в себе от 2 до 4 граммов железа, из которых 95% расположено в плазме крови. Недостаток ферума в организме приводит к анемии, а избыток к гемохроматозу.
На этом все. Сегодня мы не только узнали какова температура кипения железа, но и дали краткую характеристику самому металлу. Надеемся предоставленная исчерпывающая информация вам пригодится. Удачи!
Источник: wikimetall.ru
Температура кипения железа
Температура кипения (или точка кипения) – температура, при которой происходит кипение жидкости, находящейся под постоянным давлением.
В свою очередь кипение – это процесс интенсивного парообразования, который происходит в жидкости, как на свободной её поверхности, так и внутри её структуры. Кипение, как и испарение, является одним из способов парообразования. В отличие от испарения, кипение может происходить лишь при определённой температуре и давлении.
Температура кипения железа (Ткип) составляет 2861 °C или 3134 K.
Температура кипения железа приведена при нормальных условиях (согласно ИЮПАК), т.е. при давлении 10 5 (100 000) Па.
Для сведения: 101 325 Па = 1 атм = 760 мм рт. ст.
Необходимо иметь в виду, что температура кипения металлов может изменяться в зависимости от условий окружающей среды (давления). Точное значение температуры кипения металлов в зависимости от условий окружающей среды (давления) необходимо смотреть в справочниках.
Коэффициент востребованности 233
- ← Температура кипения свинца
- Температура кипения алюминия →
Мировая экономика
Справочники
Востребованные технологии
- Концепция инновационного развития общественного производства – осуществления Второй индустриализации России на период 2017-2022 гг. (107 903)
- Экономика Второй индустриализации России (105 081)
- Этилен (этен), получение, свойства, химические реакции (41 421)
- Крахмал, свойства, получение и применение (36 139)
- Целлюлоза, свойства, получение и применение (34 339)
- Природный газ, свойства, химический состав, добыча и применение (33 136)
- Программа искусственного интеллекта ЭЛИС (32 427)
- Прямоугольный треугольник, свойства, признаки и формулы (31 974)
- Метан, получение, свойства, химические реакции (31 752)
- Плазма, свойства, виды, получение и применение (30 444)
Поиск технологий
О чём данный сайт?
Настоящий сайт посвящен авторским научным разработкам в области экономики и научной идее осуществления Второй индустриализации России.
Он включает в себя:
– экономику Второй индустриализации России,
– теорию, методологию и инструментарий инновационного развития – осуществления Второй индустриализации России,
– организационный механизм осуществления Второй индустриализации России,
– справочник прорывных технологий.