Калифорний металл что из него делают


Калифорний 252- самый дорогой металл

Калифорний - неприродный, но самый дорогой металл

Когда речь заходит о самом дорогом металле на нашей планете, многие представляют себе платину, родий или титан. На самом же деле, это далеко от правды.

Самым дорогим металлом, полученным химическим путем, является металл под названием Калифорний. Сходством со многими драгоценными металлами у Калифорния является белый цвет и серебристый отблеск, не более того.

Увидеть Калифорний воочию не удастся- вес исчисляется атомами.

Немного истории

Этот необычный металл открыл в 50х годах 20 века Гленн Сиборг. Изначально, невидимый (лишь несколько атомов) Калифорний получили в реакторах, в которых под воздействием нейтронов осуществляли расщепление радиоактивных элементов. Логично, что и полученный металл тоже является радиоактивным и возник он в результате четко направленной ядерной реакции.

Через 8 лет удалось получить химическое соединение Калифорния в более твердом состоянии.


Что же представляет из себя Калифорний?

Калифорний - семнадцать соединенных изотопов, естественно -радиоактивных.
Интересен тот факт, что все изотопы имеют кардинально разный период полураспада , от 2,6 до 900 лет, а также имеют чрезвычайно малую критическую массу.

 

Критическая масса — в ядерной физике минимальная масса делящегося вещества, необходимая для начала самоподдерживающейся цепной реакции деления. Коэффициент размножения нейтронов в таком количестве вещества больше единицы или равен единице. Размеры, соответствующие критической массе, также называют критическими.

Величина критической массы зависит от свойств вещества (таких, как сечения деления и радиационного захвата), от плотности, количества примесей, формы изделия, а также от окружения. Например, наличие отражателей нейтронов может сильно уменьшить критическую массу.

В ядерной энергетике параметр критической массы является определяющим при конструировании и расчётах самых разнообразных устройств, использующих в своей конструкции различные изотопы или смеси изотопов элементов, способных в определенных условиях к ядерному делению с выделением колоссального количества энергии. Например, при проектировании мощных радиоизотопных генераторов, в которых используются в качестве топлива уран и ряд трансурановых элементов, параметр критической массы ограничивает мощность такого устройства. При расчётах и производстве ядерного и термоядерного оружия параметр критической массы существенным образом влияет как на конструкцию взрывного устройства, так и на его стоимость и сроки хранения. В случае проектирования и строительства атомного реактора, параметры критической массы также ограничивают как минимальные, так и максимальные размеры будущего реактора.

Из всех 17 изотопов Калифорния максимально изучен 252й . Он крайне токсичный, но содержит нереальный заряд энергии, выделяющейся в процессе деления атомов: 1 грамм выдает 2,4 биллиарда нейтронов в секунду, а это такая мощность , которую выделяет небольшой ядерный реактор.

Как получают калифорний -252?

252 изотоп Калифорния создают в лабораторных условиях, а точнее в защищенных ядерных реакторах, расщепляя продукты облученные радиоактивным плутонием, кюрием или нейтронами.

Каждая стадия производства самого дорогого металла в мире, заключается в том, что производится распад и превращение исходного элемента в промежуточное состояние - изотоп другого металлического элемента, образующий в результате своего распада новый изотоп.

Калифорний-252 поддать распаду нереально. В результате преобразования, только 0,3% ядер плутония не распадается, поэтому для получения 1 грамма Калифорния требуется 10 кг плутония.

За год в мире получают до 100 микрограмм такого "концентрата энергии", как калифорний-252, а по некоторым оценкам, на нашей планете, его запас не превышает 5 грамм.

Калифорний-252 – самый дорогостоящий и научно важный металл. Его стоимость доходила до 27 миллионов долларов за 1 грамм.

Вопреки высокой стоимости, есть такие отрасли, в которых этот изотоп, а точнее его свойства являются во много раз ценней стоимости.

Где используют Калифорний?

Его активно применяют:

  •  в разработках посвященных разделению ядер, открытию и исследованию дальнего и ближнего космоса,
  •  в процессе нахождения полезных элементов ( золота и серебра),
  •  для нахождения слоев земли, имеющих воду и нефть,
  •  определять на целостность ядерные реакторы, авиа и космические аппараты и прочие.

Использование нейтронной камеры, с источником излучения - Калифорнием -252 , позволят находить даже супер запакованные наркотики , скрытые от обнаружения рентгеновскими лучами.

Кроме того, его излучение используют в таких сферах, как:

  •  металлургия,
  •  нефтепереработка,
  •  угольная промышленности,
  •  химическая промышленности,
  •  медицина.
Применение в медицине

Несмотря на токсичность, его применяют в медицине, как источник целительного излучения, убивающего зараженные и больные ткани тела.
При введении малейшего его количества в ткани тела, разрушаются все атипичные клетки, при этом здоровые клетки облучению не поддаются.

Благодаря этим открытиям нейтронная радиохирургия стала реальным и опробованным способом лечения распространенных заболевания.


Изотоп калифорний-252 особо редкий металл с огромным потенциалом. Практически любой реактор может собирать исходный материал для дальнейшего его преобразования в калифорний -252, что возможно в буду, повлияет на снижение стоимости редчайшего и дорогого металла - "концентрата энергии", и сделав нанотехнологии еще ближе.
Кстати, Калифорний-252 производят только в США и России.

Опубликовано: 10.07.2017

Simple English Wikipedia, бесплатная энциклопедия

Некоторые химические элементы называются металлами . Они являются большинством элементов периодической таблицы. Эти элементы обычно обладают следующими свойствами:

  1. Они могут проводить электричество и тепло.
  2. Их легко сформировать.
  3. У них блестящий вид.
  4. Они имеют высокую температуру плавления.

Большинство металлов остаются твердыми при комнатной температуре, но это не обязательно.Ртуть жидкая. Сплавы - это смеси, в которых хотя бы одна часть смеси представляет собой металл. Примеры металлов: алюминий, медь, железо, олово, золото, свинец, серебро, титан, уран и цинк. Хорошо известные сплавы включают бронзу и сталь.

Изучение металлов называется металлургией.

Признаки сходства металлов (свойства металлов) [изменить | изменить источник]

Большинство металлов твердые, блестящие, они кажутся тяжелыми и плавятся только при очень высоких температурах.Куски металла издают звон колокольчика при ударе чего-то тяжелого (они звонкие). Тепло и электричество могут легко проходить через металл (он проводящий). Кусок металла можно разбить на тонкий лист (он ковкий) или растянуть на тонкую проволоку (он пластичный). Металл трудно разорвать (у него высокая прочность на разрыв) или разбить (у него высокая прочность на сжатие). Если надавить на длинный тонкий кусок металла, он согнется, а не сломается (он эластичный). За исключением цезия, меди и золота, металлы имеют нейтральный серебристый цвет.

Не все металлы обладают этими свойствами. Ртуть, например, жидкая при комнатной температуре, свинец очень мягкий, а тепло и электричество не проходят через железо так, как через медь.

Мост в России металлический, вероятно, железный или стальной.

Металлы очень полезны людям. Их используют для изготовления инструментов, потому что они могут быть прочными и легко поддающимися обработке. Из железа и стали строили мосты, здания или корабли.

Некоторые металлы используются для изготовления таких предметов, как монеты, потому что они твердые и не изнашиваются быстро.Например, медь (блестящая и красного цвета), алюминий (блестящая и белая), золото (желтая и блестящая), а также серебро и никель (также белые и блестящие).

Некоторые металлы, например сталь, можно делать острыми и оставаться острыми, поэтому их можно использовать для изготовления ножей, топоров или бритв.

Редкие металлы с высокой стоимостью, такие как золото, серебро и платина, часто используются для изготовления ювелирных изделий. Металлы также используются для изготовления крепежа и шурупов. Кастрюли, используемые для приготовления пищи, могут быть сделаны из меди, алюминия, стали или железа.Свинец очень тяжелый и плотный, и его можно использовать в качестве балласта на лодках, чтобы не допустить их опрокидывания или защитить людей от ионизирующего излучения.

Многие изделия, сделанные из металлов, на самом деле могут быть сделаны из смесей по крайней мере одного металла с другими металлами или с неметаллами. Эти смеси называются сплавами. Некоторые распространенные сплавы:

Люди впервые начали делать вещи из металла более 9000 лет назад, когда они обнаружили, как получать медь из [] руды. Затем они научились делать более твердый сплав - бронзу, добавляя к ней олово.Около 3000 лет назад они открыли железо. Добавляя небольшое количество углерода в железо, они обнаружили, что из них можно получить особенно полезный сплав - сталь.

В химии металл - это слово, обозначающее группу химических элементов, обладающих определенными свойствами. Атомы металла легко теряют электрон и становятся положительными ионами или катионами. Таким образом, металлы не похожи на два других вида элементов - неметаллы и металлоиды. Большинство элементов периодической таблицы - металлы.

В периодической таблице мы можем провести зигзагообразную линию от элемента бора (символ B) до элемента полония (символ Po). Элементы, через которые проходит эта линия, - это металлоиды. Элементы, расположенные выше и справа от этой линии, являются неметаллами. Остальные элементы - это металлы.

Большинство свойств металлов обусловлено тем, что атомы в металле не очень крепко удерживают свои электроны. Каждый атом отделен от других тонким слоем валентных электронов.

Однако некоторые металлы отличаются. Примером может служить металлический натрий. Он мягкий, плавится при низкой температуре и настолько легкий, что плавает на воде. Однако людям не следует пробовать это, потому что еще одно свойство натрия состоит в том, что он взрывается при соприкосновении с водой.

Большинство металлов химически стабильны и не вступают в реакцию легко, но некоторые реагируют. Реактивными являются щелочные металлы, такие как натрий (символ Na) и щелочноземельные металлы, такие как кальций (символ Ca). Когда металлы действительно вступают в реакцию, они часто реагируют с кислородом.Оксиды металлов являются основными. Оксиды неметаллов кислые.

Соединения, в которых атомы металлов соединены с другими атомами, образуя молекулы, вероятно, являются наиболее распространенными веществами на Земле. Например, поваренная соль - это соединение натрия.

Кусок чистой меди, найденной как самородная медь

Считается, что использование металлов отличает людей от животных. Прежде чем использовать металлы, люди делали инструменты из камня, дерева и костей животных. Сейчас это называется каменным веком.

Никто не знает, когда был найден и использован первый металл. Вероятно, это была так называемая самородная медь, которую иногда находят большими кусками на земле. Люди научились делать из него медные инструменты и другие вещи, хотя для металла он довольно мягкий. Они научились плавке, чтобы получать медь из обычных руд. Когда медь плавили на огне, люди научились делать сплав под названием бронза, который намного тверже и прочнее меди. Из бронзы делали ножи и оружие.Это время в истории человечества примерно после 3300 г. до н.э. часто называют бронзовым веком, то есть временем бронзовых инструментов и оружия.

Примерно в 1200 году до нашей эры некоторые люди научились делать железные орудия труда и оружие. Они были даже тверже и прочнее бронзы, и это было преимуществом на войне. Время железных инструментов и оружия теперь называется железным веком. . Металлы были очень важны в истории человечества и цивилизации. Железо и сталь сыграли важную роль в создании машин. Золото и серебро использовались в качестве денег, чтобы люди могли торговать, то есть обмениваться товарами и услугами на большие расстояния.

В астрономии металл - это любой элемент, кроме водорода или гелия. Это потому, что эти два элемента (а иногда и литий) - единственные, которые образуются вне звезд. В небе спектрометр может видеть признаки металлов и показывать астроному металлы в звезде.

В организме человека некоторые металлы являются незаменимыми питательными веществами, такими как железо, кобальт и цинк. Некоторые металлы могут быть безвредными, например рутений, серебро и индий. Некоторые металлы могут быть токсичными в больших количествах. Другие металлы, такие как кадмий, ртуть и свинец, очень ядовиты.Источники отравления металлами включают горнодобывающую промышленность, хвостохранилища, промышленные отходы, сельскохозяйственные стоки, профессиональные воздействия, краски и обработанную древесину.

.

Использование горных пород, Формирование, Композиция, Рисунки

Окружающая среда, образующая известняк: Подводный вид на систему коралловых рифов с островов Керама в Восточно-Китайском море к юго-западу от Окинавы. Здесь все морское дно покрыто множеством кораллов, которые образуют скелеты из карбоната кальция. Фотография Курта Сторлацци, сделанная Геологической службой США.

Среда, образующая известняк: морская

Большинство известняков образуется в мелководных, спокойных, теплых морских водах.В такой среде организмы могут образовывать карбонат кальция. ракушки и скелеты могут легко извлечь необходимые ингредиенты из океанской воды. Когда эти животные умирают, их панцирь а скелетный мусор накапливается в виде осадка, который может быть литифицирован в известняк. Их отходы также могут способствовать к массе осадка. Известняки, образованные из этого типа отложений, являются биологическими осадочными породами. Их биологическое происхождение часто обнаруживается в породе по наличию окаменелостей.

Некоторые известняки могут образовываться при прямом осаждении карбоната кальция из морской или пресной воды. Образовавшиеся таким образом известняки представляют собой химические осадочные породы. Считается, что они менее многочисленны, чем биологические известняки.

Сегодня на Земле много известнякообразующих сред. Большинство из них находится на мелководье между 30 градусами северной широты и 30 градусами южной широты. Известняк образуется в Карибском море, Индийском океане, Персидском заливе, Мексиканском заливе, вокруг островов Тихого океана и в пределах Индонезийского архипелага.

Одна из этих областей - платформа Багамских островов, расположенная в Атлантическом океане примерно в 100 милях к юго-востоку от южной Флориды (см. Спутниковое изображение). Там многочисленные кораллы, моллюски, водоросли и другие организмы производят огромное количество остатков скелета из карбоната кальция, которые полностью покрывают платформу. Это дает обширное месторождение известняка.

Багамская платформа: Спутниковый снимок НАСА Багамской платформы, где сегодня происходит активное образование известняка.Основная платформа имеет ширину более 100 миль, и там скопилась большая толщина отложений карбоната кальция. На этом изображении темно-синие области - это глубокие воды океана. Неглубокая Багамская платформа выглядит светло-синей. Увеличить изображение.

Среда, образующая известняк: испарение


Известняк сталактит: Капля воды висит и испаряется на вершине сталактита. Изображение Службы национальных парков.

Известняк также может образовываться при испарении. Сталактиты, сталагмиты и другие пещерные образования (часто называемые «образованиями») являются примеры известняка, образовавшегося в результате испарения. В пещере капли воды, просачивающиеся сверху, попадают в пещеру через трещины или другие поры в потолке пещеры. Там они могут испариться, прежде чем упасть на пол пещеры. Когда вода испаряется, растворенный в ней карбонат кальция осаждается на потолке пещеры.Со временем это Процесс испарения может привести к накоплению карбоната кальция в форме сосульки на потолке пещеры. Эти месторождения известны как сталактиты. Если капля упадет на пол и испарится там, сталагмит может вырасти вверх из пола пещеры.

Известняк, из которого состоят эти пещерные образования, известен как «травертин» и представляет собой химическую осадочную породу. Скала, известная как «туф», представляет собой известняк, образованный испарение на горячем источнике, на берегу озера или в другом месте.

Состав известняка

Известняк - это по определению горная порода, которая содержит не менее 50% карбоната кальция в форме кальцита по весу. Все известняки содержат по крайней мере несколько процентов других материалов. Это могут быть мелкие частицы кварца, полевого шпата, глинистых минералов, пирита, сидерита и других минералов. Он также может содержать крупные конкреции кремня, пирита или сидерита.

Содержание карбоната кальция в известняке придает ему свойство, которое часто используется при идентификации породы - он вскипает при контакте с холодным раствором 5% соляной кислоты.

Мел: Мелкозернистый светлый известняк, образованный из остатков скелета карбоната кальция крошечных морских организмов.

Ракушечник: На этой фотографии показан ракушечник, известный как ракушечник. Показанный здесь камень составляет около двух дюймов (пяти сантиметров) в поперечнике.

Туф: Пористый известняк, который образуется в результате осаждения карбоната кальция, часто у горячих источников или вдоль береговой линии озера, где вода насыщена карбонатом кальция.

Разновидности известняка

Известняк имеет много разных названий. Эти названия основаны на том, как образовалась скала, ее внешний вид или его состав и другие факторы. Вот некоторые из наиболее часто используемых разновидностей.

Мел: мягкий известняк с очень мелкой текстурой, обычно белого или светло-серого цвета. Он образован в основном из известковых остатков раковин микроскопических морских организмов, таких как фораминиферы, или известковых остатков многих видов морских водорослей.

Ракушечник: слабосцементированный известняк, состоящий в основном из обломков раковин. Он часто образуется на пляжах, где из-за волнения выделяются фрагменты раковин одинакового размера.

Известняк, содержащий ископаемые: Известняк, содержащий очевидные и многочисленные окаменелости. Обычно это останки панцирей и скелетов организмов, которые произвели известняк.

Литографический известняк: Плотный известняк с очень мелкими и очень однородными зернами, который встречается в тонких слоях, которые легко разделяются, образуя очень гладкую поверхность.В конце 1700-х годов был разработан процесс печати (литография) для воспроизведения изображений путем нанесения их на камень масляными чернилами и последующего использования этого камня для печати нескольких копий изображения.

Оолитовый известняк: Известняк, состоящий в основном из «оолитов» карбоната кальция, небольших сфер, образованных концентрическим осаждением карбоната кальция на песчинке или фрагменте раковины.

Травертин: Известняк, который образуется в результате испарения осадков, часто в пещерах, с образованием таких образований, как сталактиты, сталагмиты и водопад.

Туф: Известняк, образовавшийся в результате осаждения вод, содержащих кальций, на горячих источниках, на берегу озера или в другом месте.

Криноидальный известняк: Известняк, содержащий значительное количество окаменелостей лилий. Лалилины - это организмы, которые имеют морфологию стеблевого растения, но на самом деле являются животными. Редко криноидные и другие виды известняка могут принимать яркий блеск и иметь интересные цвета.Из этих образцов можно сделать необычные органические драгоценные камни. Этот кабошон имеет площадь около 39 квадратных миллиметров и вырезан из материала, найденного в Китае.

Известняк песчанистый: Это изображение представляет собой микроскопический вид полированной поверхности известняка Лоялханна из округа Фейет, штат Пенсильвания. Лойалханна представляет собой известняковый песчаник от позднего Миссисипи до песчанистого известняка, состоящий из кремнистых песчинок, встроенных в матрицу карбоната кальция или связанных цементом из карбоната кальция.Он пересечен с особенностями, которые заставили геологов спорить, имеет ли он происхождение от морских баров или эоловых дюн. На этом изображении между противоположными углами фотографии виден примерно один сантиметр скалы с песчинками диаметром около 1/2 миллиметра. Loyalhanna ценится как противоскользящий агрегат. Когда его используют для бетонного покрытия, зерна песка в частицах заполнителя, обнаженные на мокрой поверхности покрытия, обеспечивают сцепление шин, придавая дорожному покрытию противоскользящие свойства.

Наборы камней и минералов: Получите набор камней, минералов или окаменелостей, чтобы узнать больше о материалах Земли.Лучший способ узнать о камнях - это иметь образцы для тестирования и изучения.

Использование известняка

Известняк - это горная порода с огромным разнообразием использования. Это мог быть единственный камень, который используется больше, чем любой другой. Большая часть известняка превращается в щебень и используется в качестве строительного материала. Применяется в качестве щебня для дорожного основания и железнодорожного балласта. Используется в качестве заполнителя для бетона. Его обжигают в печи с измельченным сланцем для производства цемента.

Некоторые разновидности известняка хорошо подходят для этих целей, потому что они прочные, плотные. породы с малым количеством пор. Эти свойства позволяют им хорошо противостоять истиранию и замораживанию-таянию. Несмотря на то что известняк не так хорошо подходит для этих целей, как некоторые из более твердых силикатных пород, он намного проще для добычи полезных ископаемых и не вызывает такой же износ горного оборудования, дробилок, грохотов и кровати транспортных средств, которые его перевозят.

Некоторые дополнительные, но также важные области применения известняка включают:

Размерный камень: Известняк часто разрезают на блоки и плиты определенных размеров для использования в строительстве и архитектуре.Применяется для облицовки камня, напольной плитки, ступеней лестниц, подоконников и многих других целей.

Кровельные гранулы: Измельченный до мелкого размера известняк используется в качестве погодостойкого и термостойкого покрытия на битумной черепице и кровельных покрытиях. Он также используется в качестве верхнего покрытия на сборных крышах.

Flux Stone: Известняковый щебень используется в плавильных и других процессах рафинирования металлов. В разгар плавления известняк соединяется с примесями и может быть удален из процесса в виде шлака.

Портландцемент: Известняк нагревается в печи с глиной, песком и другими материалами и измельчается до порошка, который затвердевает после смешивания с водой.

AgLime: Карбонат кальция - один из наиболее экономичных нейтрализующих кислоту агентов. При измельчении до размера песка или более мелких частиц известняк становится эффективным материалом для обработки кислых почв. Он широко используется на фермах по всему миру.

Известь: Если карбонат кальция (CaC0 3 ) нагреть до высокой температуры в печи, продукты будут выделять газообразный диоксид углерода (CO 2 ) и оксид кальция (CaO).Оксид кальция - мощный нейтрализующий кислоту агент. Он широко используется в качестве агента для обработки почвы (более быстрого действия, чем аглим) в сельском хозяйстве и в качестве агента нейтрализации кислоты в химической промышленности.

Наполнитель корма для животных: Цыплятам необходим карбонат кальция для производства прочной яичной скорлупы, поэтому карбонат кальция часто предлагается им в качестве пищевой добавки в виде «куриной крупы». Его также добавляют в корм некоторым молочным скотам, которым необходимо восполнить большие потери кальция, теряемые при доении животного.

Шахтная пыль: Также известна как «каменная пыль». Измельченный известняк - это белый порошок, который можно распылять на открытые угольные поверхности в подземной шахте. Это покрытие улучшает освещение и уменьшает количество угольной пыли, которая поднимается и выбрасывается в воздух. Это улучшает воздух для дыхания, а также снижает опасность взрыва, вызванного взвешенными в воздухе частицами горючей угольной пыли.

Известняк имеет много других применений.Порошковый известняк используется в качестве наполнителя в бумаге, краске, резине и пластмассах. Известняковый щебень используется в качестве фильтрующего камня в системах отвода сточных вод. Порошковый известняк также используется в качестве сорбента (вещества, поглощающего загрязнители) на многих предприятиях по сжиганию угля.

Известняк встречается не везде. Это происходит только в областях, подстилаемых осадочными породами. Известняк необходим в других областях и настолько важен, что покупатели будут платить в пять раз больше стоимости камня за доставку, чтобы известняк можно было использовать в их проекте или процессе.

.

сталь | Состав, свойства, типы, марки и факты

Основной металл: железо

Изучение производства и структурных форм железа от феррита и аустенита до легированной стали

Железная руда является одним из самых распространенных элементов на Земле, и одно из основных ее применений - производство стали. В сочетании с углеродом железо полностью меняет свой характер и становится легированной сталью.

Encyclopædia Britannica, Inc. Посмотреть все видеоролики к этой статье

Основным компонентом стали является железо, металл, который в чистом виде не намного тверже меди.За исключением крайних случаев, железо в твердом состоянии, как и все другие металлы, является поликристаллическим, то есть состоит из множества кристаллов, которые соединяются друг с другом на своих границах. Кристалл - это упорядоченное расположение атомов, которое лучше всего можно представить как сферы, соприкасающиеся друг с другом. Они упорядочены в плоскостях, называемых решетками, которые определенным образом пронизывают друг друга. Для железа структуру решетки лучше всего можно представить в виде единичного куба с восемью атомами железа в углах. Для уникальности стали важна аллотропия железа, то есть его существование в двух кристаллических формах.В объемно-центрированном кубе (ОЦК) в центре каждого куба находится дополнительный атом железа. В расположении гранецентрированного куба (ГЦК) есть один дополнительный атом железа в центре каждой из шести граней единичного куба. Существенно, что стороны гранецентрированного куба или расстояния между соседними решетками в ГЦК-схеме примерно на 25 процентов больше, чем в ОЦК-схеме; это означает, что в структуре ГЦК больше места, чем в структуре БЦК, для хранения посторонних ( i.е., легирующих) атомов в твердом растворе.

Железо имеет аллотропию ОЦК ниже 912 ° C (1674 ° F) и от 1394 ° C (2541 ° F) до точки плавления 1538 ° C (2800 ° F). Называемое ферритом, железо в его ОЦК-образовании также называется альфа-железом в более низком температурном диапазоне и дельта-железом в более высокотемпературной зоне. Между 912 ° и 1394 ° C железо находится в порядке ГЦК, которое называется аустенитом или гамма-железом. Аллотропное поведение железа сохраняется, за некоторыми исключениями, в стали, даже когда сплав содержит значительные количества других элементов.

Существует также термин бета-железо, который относится не к механическим свойствам, а, скорее, к сильным магнитным характеристикам железа. При температуре ниже 770 ° C (1420 ° F) железо является ферромагнитным; температуру, выше которой он теряет это свойство, часто называют точкой Кюри.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня

В чистом виде железо мягкое и, как правило, не используется в качестве конструкционного материала; основной метод его упрочнения и превращения в сталь - добавление небольшого количества углерода.В твердой стали углерод обычно присутствует в двух формах. Либо он находится в твердом растворе в аустените и феррите, либо находится в виде карбида. Форма карбида может быть карбидом железа (Fe 3 C, известный как цементит) или карбидом легирующего элемента, такого как титан. (С другой стороны, в сером чугуне углерод проявляется в виде хлопьев или кластеров графита из-за присутствия кремния, подавляющего образование карбидов.)

Влияние углерода лучше всего иллюстрируется диаграммой равновесия железо-углерод.Линия A-B-C представляет точки ликвидуса (, т.е. температуры, при которых расплавленное железо начинает затвердевать), а линия H-J-E-C представляет точки солидуса (при которых затвердевание завершается). Линия A-B-C показывает, что температура затвердевания снижается по мере увеличения содержания углерода в расплаве железа. (Это объясняет, почему серый чугун, содержащий более 2 процентов углерода, обрабатывается при гораздо более низких температурах, чем сталь.) Расплавленная сталь, например, с содержанием углерода 0.77 процентов (показано вертикальной пунктирной линией на рисунке) начинают затвердевать при температуре около 1475 ° C (2660 ° F) и полностью затвердевают при температуре около 1400 ° C (2550 ° F). С этого момента все кристаллы железа находятся в аустенитном - т. Е. ГЦК - расположении и содержат весь углерод в твердом растворе. При дальнейшем охлаждении происходит резкое изменение примерно при 727 ° C (1341 ° F), когда кристаллы аустенита превращаются в тонкую пластинчатую структуру, состоящую из чередующихся пластинок феррита и карбида железа.Эта микроструктура называется перлитом, а изменение называется эвтектоидным превращением. Перлит имеет твердость алмазной пирамиды (DPH) приблизительно 200 килограммов-сил на квадратный миллиметр (285 000 фунтов на квадратный дюйм), по сравнению с DPH 70 килограммов-сил на квадратный миллиметр для чистого железа. Охлаждение стали с более низким содержанием углерода (, например, 0,25 процента) приводит к получению микроструктуры, содержащей около 50 процентов перлита и 50 процентов феррита; он мягче, чем перлит, с DPH около 130.Сталь с содержанием углерода более 0,77 процента, например 1,05 процента, содержит в своей микроструктуре перлит и цементит; он тверже перлита и может иметь DPH 250.

Диаграмма равновесия железо-углерод.

Encyclopædia Britannica, Inc. .

Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Сталь - это железо, смешанное с углеродом и, возможно, другими металлами. Он тверже и прочнее железа. Чугун с содержанием углерода более 1,7% по весу называется чугунным. Сталь отличается от кованого железа, в котором мало или совсем нет углерода.

Steel имеет долгую историю. Люди в Индии и Шри-Ланке производили небольшое количество стали более 2500 лет назад. Он был очень дорогим и часто использовался для изготовления мечей и ножей.В средние века сталь можно было производить только в небольших количествах, так как процесс занимал много времени.

За прошедшее время способ производства стали претерпел множество изменений. Примерно в 1610 году сталь начали производить в Англии, и в течение следующих 100 лет способ ее производства стал лучше и дешевле. Дешевая сталь помогла начать промышленную революцию в Англии и Европе. Первым промышленным конвертером (металлургия) для производства дешевой стали был конвертер Бессемера, за которым последовал мартеновский процесс Сименс-Мартин.

Сегодня наиболее распространенным способом производства стали является кислородно-кислородный процесс. Конвертер представляет собой большой сосуд в форме репы. Заливают жидкое сырое железо, называемое «чугун», и добавляют металлолом, чтобы сбалансировать тепло. Затем в утюг вдувается кислород. Кислород сжигает лишний углерод и другие примеси. Затем добавляют достаточно углерода, чтобы получить желаемое содержание углерода. Затем заливается жидкая сталь. Его можно отливать в формы или раскатывать в листы, плиты, балки и другие так называемые «длинномерные изделия», например, железнодорожные пути.Некоторые специальные стали производятся в электродуговых печах.

Сталь чаще всего производится машинами в огромных зданиях, называемых сталелитейными заводами . Это очень дешевый металл, из которого делают множество вещей. Сталь используется при строительстве зданий и мостов, а также в производстве всех видов машин. Практически все корабли и автомобили сегодня сделаны из стали. Когда стальной предмет старый или сломанный, не подлежащий ремонту, он называется ломом . Его можно переплавить и преобразовать в новый объект. Сталь - это перерабатываемый материал ; то есть можно использовать и повторно использовать одну и ту же сталь.

Сталь - это металлический сплав, содержащий железо и часто углерод.

Каждый материал состоит из очень маленьких частей атомов. Некоторые атомы довольно хорошо держатся вместе, что делает некоторые твердые материалы твердыми. Что-то из чистого железа мягче стали, потому что атомы могут скользить друг по другу. Если добавлены другие атомы, такие как углерод, они будут отличаться от атомов железа и не дают атомам железа так легко раздвигаться. Это делает металл прочнее и тверже.

Изменение количества углерода (или других атомов), добавленного в сталь, изменит то, что интересно и полезно в металле. Это называется свойствами стали. Некоторые свойства:

Сталь с большим содержанием углерода тверже и прочнее чистого железа, но она также легче ломается (становится хрупкой).

Существуют тысячи марок стали. Каждый тип состоит из разных химических элементов.

Все стали содержат некоторые элементы, оказывающие вредное воздействие, например фосфор (P) и серу (S).Производители стали вывозят как можно больше P и S.

Обычная углеродистая сталь состоит только из железа, углерода и нежелательных элементов. Они делятся на три основные группы. Обычная углеродистая сталь с содержанием углерода от 0,05 до 0,2% не твердеет при быстром охлаждении. Сваривать его просто, поэтому его используют для судостроения, котлов, труб, заборной проволоки и других целей, где важна низкая стоимость. Обычные стали используются для изготовления пружин, шестерен и деталей двигателя. Обычная углеродистая сталь с содержанием углерода от 0,45 до 0,8% используется для изготовления очень твердых предметов, таких как ножницы и станки.

Легированные стали - это простая углеродистая сталь с добавлением таких металлов, как бор (B), марганец (Mn), хром (Cr), никель (Ni), молибден (Mo), вольфрам (W) и кобальт (Co). Они придают другие свойства, чем углеродистая сталь. Легированные стали производятся для специализированных целей. Например, хром может быть добавлен для изготовления нержавеющей стали, которая не ржавеет легко, или может быть добавлен бор, чтобы сделать сталь очень твердой, которая также не является хрупкой.

Есть огромное количество вещей, которые люди делают из стали.Это один из самых распространенных и полезных металлов. Многие изделия из железа в прошлом теперь изготавливаются из стали. Некоторые из них:

Викискладе есть медиафайлы, связанные с Steel .
.

Смотрите также