Mali
- Ishi ya Atomiki: Fe
- Idadi ya Atomiki: 26
- Jamii Element: Metal Transition
- Uzito wiani: 7.874g / cm 3
- Kiwango Kiwango: 2800 ° F (1538 ° C)
- Point ya kuchemsha: 5182 ° F (2862 ° C)
- Ugumu wa Moh: 4
Tabia
Siri safi ni chuma cha rangi ya fedha ambacho hufanya joto na umeme vizuri.
Iron ni tendaji sana ili kuwepo peke yake hivyo inatokea tu kwa kawaida katika ukubwa wa dunia kama ores chuma, kama vile hematite, magnetite, na siderite.
Moja ya sifa za kutambua chuma ni kwamba ni magnetic yenye nguvu . Iliyoonyeshwa kwenye uwanja wenye nguvu ya sumaku, kipande chochote cha chuma kinaweza kuwa na sumaku. Wanasayansi wanaamini kuwa msingi wa dunia ni wa chuma cha 90%. Nguvu ya magnetic inayozalishwa na chuma hii ndiyo inajenga miti ya magharibi ya Kaskazini na Kusini.
Historia
Kwa kawaida chuma kiligunduliwa na kuchomwa kwa sababu ya kuni inayowaka juu ya chuma kilicho na chuma. Kadi ndani ya kuni ingekuwa ikitibiwa na oksijeni katika mgodi, na kuacha chuma chaini cha chuma cha chuma. Iron smelting na matumizi ya chuma kufanya zana na silaha ilianza Mesopotamia (leo Iraq) kati ya 2700 na 3000 KK. Zaidi ya miaka ifuatayo 2000, ujuzi wa chuma wa chuma huenea mashariki huko Ulaya na Afrika wakati wa kipindi kinachojulikana kama Iron Age.
Kutoka karne ya 17, mpaka njia ya ufanisi ya kuzalisha chuma iligundulika katikati ya karne ya 19, chuma kilikuwa kinatumiwa kuwa nyenzo za miundo ya kufanya meli, madaraja, na majengo. Mnara wa Eiffel, ulijengwa mwaka wa 1889, ulifanywa kwa kutumia zaidi ya kilo milioni 7 za chuma kilichofanyika.
Rust
Tabia mbaya zaidi ya Iron ni tabia yake ya kuunda kutu.
Rust (au ferride oxide) ni kiwanja cha rangi ya rangi ya rangi ya rangi ya kahawia, ambayo huzalishwa wakati chuma kinapatikana kwa oksijeni. Gesi ya oksijeni ambayo imejumuishwa katika maji inachukua hatua ya kutu . Kiwango cha kutu - jinsi chuma haraka hugeuka katika oksidi ya feri - inatajwa na maudhui ya oksijeni ya maji na eneo la uso la chuma. Maji ya chumvi yana oksijeni zaidi kuliko maji safi, kwa nini maji ya chumvi hupiga chuma haraka kuliko maji safi.
Vumbi vinaweza kuzuiwa na mipako ya chuma na metali nyingine ambazo ni kemikali zinazovutia zaidi oksijeni, kama vile zinki (mchakato wa mipako ya chuma na zinc inaitwa ' galvanizing '). Hata hivyo, njia bora zaidi ya kulinda dhidi ya kutu ni matumizi ya chuma.
Steel
Steel ni alloy ya chuma na metali nyingine, ambayo hutumiwa kuimarisha mali (nguvu, upinzani dhidi ya kutu, uvumilivu wa joto nk) ya chuma. Kubadilisha aina na kiasi cha vipengee vya chuma vinaweza kuzalisha aina tofauti za chuma.
Vito vya kawaida ni:
- Vyombo vya kaboni, ambavyo vina kati ya 0.5-1.5% ya kaboni. Hizi ni vyumba vya kawaida na hutumiwa kwa miili ya magari, mikokoteni ya meli, visu, mashine na aina zote za msaada wa miundo.
- Vyuma vya chini vya alloy, ambavyo vinakuwa na metali 1-5% nyingine (mara nyingi nickel au tungsten ). Nickel chuma inaweza kuhimili viwango vya juu vya mvutano na hivyo, mara nyingi hutumiwa katika ujenzi wa madaraja na kwa kufanya minyororo ya baiskeli. Vito vya tungsten huweka sura na nguvu zao katika hali ya juu ya joto na hutumiwa katika athari, maombi ya rotary, kama vile bits drill.
- Vyuma vya juu vya alloy, ambazo vina 12-18% ya metali zingine zinatumiwa tu katika maombi maalum kutokana na gharama zao za juu. Mfano mmoja wa chuma cha juu cha alloy ni chuma cha pua, ambacho mara nyingi kina chromiamu na nickel, lakini kinaweza kuunganishwa na metali nyingine mbalimbali pia. Chuma cha pua ni kali sana na haiwezi kupumua.
Uzalishaji
Wengi chuma huzalishwa kutoka ores kupatikana karibu na uso wa dunia. Mbinu za kisasa za uchimbaji hutumia vifuniko vya mlipuko, ambazo zina sifa ya mizigo yao mirefu (miundo kama ya chimney). Supu hutiwa ndani ya magunia pamoja na coke (makaa ya mawe ya kaboni) na chokaa (calcium carbonate). Siku hizi, ore ya chuma huenda kwa kawaida kupitia mchakato wa kutengeneza kabla ya kuingia kwenye stack. Utaratibu huu hufanya vipande vya madini ambayo ni kati ya 10-25mm, ambayo huchanganywa na coke na chokaa.
Ore iliyokatwa, coke na chokaa ni kisha hutiwa ndani ya stack ambapo inakaa joto la 1800 ° C. Coke huwaka kama chanzo cha joto na, pamoja na oksijeni ambayo hupigwa kwenye tanuru, inasaidia kuunda kupunguza gesi ya monoxide ya kaboni. Chanjo huchanganya na uchafu katika chuma ili kuunda slag. Slag ni nyepesi kuliko chuma chochote cha chuma, hivyo kinaongezeka hadi juu na kinaweza kuondolewa kwa urahisi. Chuma cha moto hutiwa ndani ya udongo ili kuzalisha chuma cha nguruwe au kuandaa moja kwa moja kwa uzalishaji wa chuma.
Nguruwe ya chuma bado ina kati ya kaboni 3.5-4.5%, pamoja na uchafu mwingine, na ni ngumu na vigumu kufanya kazi nayo. Michakato mbalimbali hutumiwa ili kupunguza uchafu wa fosforasi na sulfuri katika chuma cha nguruwe ili kuzalisha chuma kilichopigwa. Nguvu iliyojengwa, iliyo na chini ya asilimia 0.25 ya kaboni, ni ngumu, isiyoweza kubadilika na imeunganishwa kwa urahisi, lakini ni kazi ngumu zaidi na ya gharama kubwa ya kuzalisha kuliko chuma cha chini cha kaboni.
Mwaka 2010, uzalishaji wa madini ya chuma duniani ulikuwa karibu tani bilioni 2.4. China, mtayarishaji mkubwa, ulifikia asilimia 37.5 ya uzalishaji wote, wakati nchi nyingine kubwa zinazozalisha ni pamoja na Australia, Brazil, India na Urusi.
Maombi
Iron mara moja ni vifaa vya msingi vya miundo, lakini kwa muda mrefu imechukuliwa na chuma katika maombi mengi. Hata hivyo, chuma cha kutupwa bado kinatumiwa kwenye mabomba na kufanya sehemu za magari, kama vile vichwa vya silinda, vitalu vya silinda na kesi za gear. Nyenzo iliyojengwa bado hutumiwa kuzalisha vitu vya mapambo ya nyumbani, kama vile racks ya divai, wamiliki wa mishumaa, na viboko vya pazia.
Marejeleo
Anwani, Arthur. & Alexander, WO 1944. Vyuma katika Utumishi wa Mtu . Toleo la 11 (1998).
Chama cha Kimataifa cha Nguruwe ya Nguruwe.
Chanzo: www.pigiron.org.uk
USGS. Muhtasari wa Bidhaa za Madini: Iron na Steel (2011).
Chanzo: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/iron_&_steel