Ako dodávateľ čistého železa som bol svedkom z prvej ruky na kľúčovej úlohe, ktorú nečistoty zohrávajú pri zmene vlastností tohto základného kovu. Čisté železo vo svojom ideálnom stave ponúka jedinečnú skupinu charakteristík, vďaka ktorým je veľmi vyhľadávaná - potom v rôznych odvetviach. Prítomnosť nečistôt však tieto vlastnosti môže významne transformovať, buď pozitívne alebo negatívne.
Fyzické vlastnosti
Jedným z najvýraznejších vplyvov nečistôt na čisté železo je jeho hustota. Nečistoty môžu spôsobiť variácie atómového balenia v mriežke železnej mriežky. Napríklad, ak je atóm nečistoty väčší ako atóm železa, môže narušiť pravidelné usporiadanie atómov železa, čo vedie k zvýšeniu celkového objemu materiálu, a tým k zníženiu hustoty. Naopak, menšie atómy nečistoty sa môžu zmestiť do intersticiálnych priestorov medzi atómami železa, čo potenciálne zvyšuje hustotu.
Bod topenia čistého železa je dobre definovaný pri okolo 1538 ° C. Nečistoty však môžu znížiť alebo zvýšiť tento bod topenia. Prvky ako síra a fosfor sú dobre známe svojou schopnosťou tvoriť nízke - topenie - bodové eutektiky so železom. Ak sú tieto nečistoty prítomné, eutektické zmesi sa môžu topiť pri teplotách oveľa nižších ako bod topenia čistého železa. To môže byť hlavným problémom v aplikáciách s vysokou teplotou, kde je potrebné zachovať štrukturálnu integritu materiálu na báze železa.
Mechanické vlastnosti
Pevnosť a tvrdosť sú dve kritické mechanické vlastnosti železa. Nečistoty môžu mať hlboký vplyv na tieto charakteristiky. Napríklad uhlík je bežnou nečistotou v železniu. Ak je v malých množstvách prítomný v malých množstvách, môže tvoriť karbid železa (FEVC), známy tiež ako cementit. Prítomnosť cementitu v matrici železa zvyšuje tvrdosť a pevnosť materiálu. Toto je princíp výroby ocele, ktorá je v podstate zliatinou železa a uhlíka. Ak je však obsah uhlíka príliš vysoký, materiál sa stáva krehkým a jeho ťažnosť výrazne klesá.
Trhlinnosť, schopnosť materiálu plasticky deformovať pred zlomeninou, je tiež ovplyvnená nečistotami. Ako stresové koncentrátory môžu pôsobiť ako stresové inklúzie, ako sú oxidy, sulfidy a kremičitany. Ak sa na železo aplikuje zaťaženie, tieto inklúzie môžu iniciovať trhliny, čím sa zníži schopnosť materiálu plasticky deformovať. Výsledkom je, že ťažnosť železa sa zníži a stáva sa náchylnejšou na náhle zlomeniny.
Húževnatosť, ktorá je schopnosťou materiálu absorbovať energiu pred zlomeninou, je tiež ovplyvnená nečistotami. Všeobecne platí, že nečistoty, ktoré spôsobujú ohromenie, ako napríklad nadmerné množstvo fosforu alebo dusíka, znižujú húževnatosť železa. Tieto prvky sa môžu segregovať na hraniciach zŕn, oslabujú väzbu medzi zrnami a zvyšujú náchylný materiál na šírenie trhliny.
Chemické vlastnosti
Odolnosť čistého železa je relatívne slabá. Ľahko reaguje s kyslíkom v prítomnosti vlhkosti za vzniku oxidu železa (hrdza). Nečistoty však môžu buď zvýšiť alebo zhoršiť odolnosť železa korózie. Chróm je príkladom nečistoty, ktorá môže zlepšiť odolnosť proti korózii. Pri pridaní do železa v dostatočnom množstve chróm tvorí na povrchu materiálu pasívnu vrstvu oxidu. Táto vrstva pôsobí ako bariéra, ktorá bráni ďalšej oxidácii a korózii.
Na druhej strane môže mať síra negatívny vplyv na odolnosť proti korózii. Síra môže reagovať so železom za vzniku sulfidu železa. Sulfid železa je pórovitejší a menej ochranný ako vrstva oxidu železa. Môže tiež urýchliť proces korózie podporou tvorby lokálnych elektrochemických buniek na povrchu železa.
Elektrické a magnetické vlastnosti
Pokiaľ ide o elektrickú vodivosť, čisté železo je relatívne dobrý vodič. Nečistoty však môžu narušiť tok elektrónov cez mriežku železa. Napríklad prvky z legúnok, ako je nikel a kremík, môžu zvýšiť elektrický odpor železa. Je to preto, že tieto prvky zavádzajú rozptylové centrá pre elektróny, bránia ich pohybu, a tým znižujú elektrickú vodivosť.
Magnetické vlastnosti sú tiež ovplyvnené nečistotami. Čisté železo je feromagnetické, čo znamená, že sa dá magnetizovať a zachováva si magnetizáciu. Prítomnosť určitých nečistôt však môže zmeniť magnetické správanie železa. Napríklad pridanie ne - magnetických prvkov, ako je meď alebo zinok, môže znížiť magnetickú priepustnosť železa. Na druhej strane malé množstvá kobaltu môžu zvýšiť magnetické vlastnosti železa, vďaka čomu je vhodné pre aplikácie v elektrických transformátoroch a motoroch.
Naše výrobky a vplyv nečistôt
V našej spoločnosti ponúkame celý rad výrobkov z čistého železa vrátaneYt01 čisté železo. Naše YT01 Pure Iron je starostlivo vylepšené, aby sa minimalizovala prítomnosť nečistôt. To zaisťuje, že zachováva požadované vlastnosti čistého železa, ako je vysoká ťažnosť a dobrá elektrická vodivosť. Chápeme však tiež, že v niektorých aplikáciách sa na dosiahnutie konkrétnych vlastností môže vyžadovať kontrolované množstvo nečistôt.
Napríklad nášASTM A848 MachinabilitaProdukt je navrhnutý so špecifickým profilom nečistoty na zvýšenie jeho machináovateľnosti. Dôkladným reguláciou typu a množstva nečistôt môžeme zlepšiť rezanie železa, znížiť opotrebenie nástroja a zlepšiť povrchovú úpravu povrchovej úpravy opracovaných častí.
Dodávame tiežčistý železný prášok, ktorý sa používa v rôznych aplikáciách, vrátane práškovej metalurgie a magnetických materiálov. Čistota nášho železného prášku je v týchto aplikáciách rozhodujúca. Dokonca aj malé množstvo nečistôt môže ovplyvniť proces sintrovania v práškovej metalurgii alebo magnetické vlastnosti konečného produktu.
Záver
Záverom možno povedať, že nečistoty majú ďaleko dosahujúci vplyv na vlastnosti čistého železa. Môžu modifikovať fyzikálne, mechanické, chemické, elektrické a magnetické vlastnosti materiálu, vďaka čomu je vhodné pre širokú škálu aplikácií. Ako dodávateľ čistého železa sa zaväzujeme poskytovať výrobky vysokej kvality s starostlivo kontrolovanou úrovňou nečistoty. Či už potrebujete čisté železo s minimálnymi nečistosťami alebo materiál založený na železo so špecifickými nečistotami - vyvolané vlastnosťami, máme odborné znalosti a zdroje na splnenie vašich požiadaviek.
Ak máte záujem o naše produkty Pure Iron alebo máte akékoľvek otázky týkajúce sa vplyvu nečistôt na vlastnosti železa, odporúčame vám, aby ste nás kontaktovali a požiadali o podrobnú diskusiu. Náš tím odborníkov je pripravený vám pomôcť pri výbere správneho produktu pre vašu konkrétnu aplikáciu.
Odkazy
- Askeland, Dr. a Wright, WJ (2011). Veda a inžinierstvo materiálov. Cengage Learning.
- Callister, WD a Rethwisch, DG (2014). Materiálová veda a inžinierstvo: Úvod. Wiley.
- Smith, WF, & Hashemi, J. (2012). Základy materiálovej vedy a inžinierstva. McGraw - Hill Education.