Besi ialah unsur yang biasa bagi setiap orang di planet kita. Dan tidak ada yang mengejutkan dalam hal ini. Memang dari segi kandungannya dalam kerak bumi (sehingga 5%), komponen ini adalah yang paling biasa. Walau bagaimanapun, hanya satu perempat puluh daripada rizab ini boleh didapati dalam deposit yang sesuai untuk pembangunan. Mineral bijih utama besi ialah siderit, bijih besi perang, hematit dan magnetit.
Asal usul nama
Mengapa seterika mempunyai nama ini? Jika kita mempertimbangkan jadual unsur kimia, maka di dalamnya komponen ini ditandakan sebagai "ferrum". Ia dipendekkan sebagai Fe.
Menurut banyak ahli etimologi, perkataan "besi" datang kepada kami daripada bahasa Proto-Slavic, di mana ia berbunyi seperti zelezo. Dan nama ini berasal dari leksikon orang Yunani kuno. Mereka memanggil logam yang begitu terkenal hari ini sebagai "besi".
Ada versi lain. Menurutnya, nama "besi" datang kepada kami dari bahasa Latin, di manabermaksud "berbintang". Penjelasan untuk perkara ini terletak pada fakta bahawa sampel pertama unsur ini ditemui oleh manusia adalah berasal dari meteorit.
Penggunaan seterika
Dalam sejarah umat manusia, terdapat satu zaman di mana manusia lebih menghargai besi daripada emas. Fakta ini direkodkan dalam Odyssey Homer, yang mengatakan bahawa pemenang permainan yang diatur oleh Achilles diberikan, sebagai tambahan kepada emas, sekeping besi. Logam ini penting untuk hampir semua tukang, petani dan pahlawan. Dan keperluan besar untuknya yang menjadi enjin terbaik untuk pengeluaran bahan ini, serta kemajuan teknikal selanjutnya dalam pembuatannya.
9-7 cc. SM. dianggap Zaman Besi dalam sejarah manusia. Dalam tempoh ini, banyak suku dan rakyat Asia dan Eropah mula mengembangkan metalurgi. Namun begitu, besi masih mendapat permintaan tinggi sehingga kini. Lagipun, ia masih menjadi bahan utama yang digunakan untuk pembuatan alatan.
Produk keju
Apakah teknologi untuk menghasilkan bloom iron, yang mula diekstrak oleh manusia pada awal perkembangan metalurgi? Kaedah pertama yang dicipta oleh manusia dipanggil pembuatan keju. Lebih-lebih lagi, ia digunakan selama 3000 tahun, tidak berubah dari zaman akhir Zaman Gangsa sehingga tempoh sehingga abad ke-13. Relau letupan tidak dicipta di Eropah. Kaedah ini dipanggil mentah. Tanduk baginya dibina daripada batu atau tanah liat. Kadang-kadang kepingan sanga bertindak sebagai bahan untuk dinding mereka. Versi terakhir forge dari dalam ialahdisalut dengan tanah liat refraktori, di mana pasir atau tanduk hancur ditambah untuk meningkatkan kualiti.
Apakah yang menjadikan seterika kilat? Lubang yang disediakan diisi dengan padang rumput "mentah" atau bijih paya. Ruang lebur relau tersebut diisi dengan arang, yang kemudiannya dipanaskan dengan teliti. Di bahagian bawah lubang terdapat lubang untuk bekalan udara. Pada mulanya, ia ditiup dengan belos tangan, yang kemudiannya digantikan dengan yang mekanikal.
Dalam penempaan pertama, draf semula jadi telah disusun. Ia dijalankan melalui lubang khas - muncung, yang terletak di dinding bahagian bawah relau. Selalunya, ahli metalurgi purba menyediakan bekalan udara melalui penggunaan reka bentuk yang memungkinkan untuk mendapatkan kesan paip. Mereka mencipta ruang dalaman yang tinggi dan pada masa yang sama sempit. Selalunya relau sedemikian dibina di kaki bukit. Tempat-tempat ini mempunyai tekanan angin semula jadi yang paling hebat, yang digunakan untuk meningkatkan daya tarikan.
Hasil daripada proses yang berterusan, bijih telah ditukar kepada logam. Pada masa yang sama, batu kosong itu beransur-ansur mengalir ke bawah. Butiran besi terbentuk di bahagian bawah relau. Mereka melekat antara satu sama lain, bertukar menjadi apa yang dipanggil "rayap". Ini adalah jisim span longgar yang diresapi dengan sanga. Dalam ketuhar, keropok itu putih-panas. Dalam keadaan inilah mereka mengeluarkannya dan dengan cepat memalsukannya. Kepingan sanga baru sahaja jatuh. Seterusnya, bahan yang terhasil dikimpal menjadi kepingan monolitik. Hasilnya adalah besi yang mencolok. Produk akhir berbentuk seperti roti rata.
Apa tadikomposisi bloom iron? Ia adalah aloi Fe dan karbon, yang sangat kecil dalam produk akhir (jika kita mempertimbangkan peratusan, maka tidak lebih daripada perseratus).
Namun, besi mekar yang diterima orang dalam relau mentah tidaklah keras dan tahan lama. Itulah sebabnya produk yang diperbuat daripada bahan sedemikian cepat gagal. Lembing, kapak dan pisau dibengkokkan dan tidak tajam untuk masa yang lama.
Keluli
Dalam penghasilan besi dalam tempa, bersama dengan ketulan lembutnya, terdapat juga yang mempunyai kekerasan yang lebih tinggi. Ini adalah kepingan bijih yang bersentuhan rapat dengan arang semasa proses peleburan. Seorang lelaki menyedari corak ini dan mula sengaja meningkatkan kawasan yang bersentuhan dengan arang batu. Ini memungkinkan untuk mengarburkan besi. Logam yang terhasil mula memenuhi keperluan tukang dan mereka yang menggunakan produk yang diperbuat daripadanya.
Bahan ini ialah keluli. Ia masih digunakan sehingga hari ini dalam pembuatan sejumlah besar struktur dan produk. Keluli, yang dilebur oleh ahli metalurgi purba, adalah besi kilat, yang mengandungi sehingga 2% karbon.
Terdapat juga perkara seperti keluli lembut. Ia adalah besi kilat, yang mengandungi kurang daripada 0.25% karbon. Jika kita mempertimbangkan sejarah metalurgi, maka ia adalah keluli lembut yang dihasilkan pada peringkat awal pengeluaran keju. Apakah nama lain untuk seterika kilat? Terdapat juga jenis ketiga. Apabila ia mengandungi lebih daripada 2% karbon, makaia adalah besi tuang.
Penciptaan relau letupan
Kaedah mekar untuk mendapatkan besi menggunakan tempa berdarah mentah sangat bergantung pada cuaca. Lagipun, untuk teknologi sedemikian adalah penting bahawa angin mesti bertiup ke dalam tiub yang dihasilkan. Keinginan untuk melarikan diri dari cuaca yang tidak menentu yang menyebabkan seseorang mencipta bulu. Ini adalah peranti yang diperlukan untuk meniup api dalam relau mentah.
Selepas kemunculan belos, tempa untuk pengeluaran logam tidak lagi dibina di lereng bukit. Orang ramai mula menggunakan dapur jenis baru, yang dipanggil "lubang serigala". Mereka adalah binaan, satu bahagian di dalam tanah, dan yang kedua (rumah) menjulang tinggi di atasnya dalam bentuk binaan yang diperbuat daripada batu yang disatukan dengan tanah liat. Di dasar relau sedemikian terdapat satu lubang di mana tiub belos dimasukkan untuk mengipasi api. Arang batu yang diletakkan di dalam rumah telah dibakar, selepas itu adalah mungkin untuk mendapatkan keropok. Dia ditarik keluar melalui lubang, yang terbentuk selepas penyingkiran beberapa batu dari bahagian bawah struktur. Seterusnya, dinding telah dipulihkan dan relau diisi dengan bijih dan arang batu untuk memulakan semula.
Pengeluaran besi terang sentiasa dipertingkatkan. Lama kelamaan, rumah mula dibina lebih besar. Ini memerlukan peningkatan dalam produktiviti mech. Akibatnya, arang batu mula terbakar lebih cepat, menepu besi dengan karbon.
Besi tuang
Apakah yang dipanggil besi kilat berkarbon tinggi? Seperti yang berlakudisebutkan di atas, ini adalah besi tuang yang begitu biasa hari ini. Ciri membezakannya ialah keupayaan untuk mencairkan pada suhu yang agak rendah.
Besi bata - besi tuang dalam bentuk pepejal - adalah mustahil untuk ditempa. Itulah sebabnya ahli metalurgi purba tidak memberi perhatian kepadanya pada mulanya. Dari satu pukulan dengan tukul, bahan ini hancur berkeping-keping. Dalam hal ini, besi tuang, serta sanga, pada mulanya dianggap sebagai bahan buangan. Di England, logam ini juga dipanggil "besi babi". Dan hanya dari masa ke masa, orang menyedari bahawa produk ini, semasa ia dalam bentuk cecair, boleh dituangkan ke dalam acuan untuk mendapatkan pelbagai produk, contohnya, meriam. Terima kasih kepada penemuan ini dalam 14-15 abad. dalam industri mula membina relau letupan untuk pengeluaran besi babi. Ketinggian struktur sedemikian mencapai 3 meter atau lebih. Dengan bantuan mereka, besi faundri telah dilebur untuk pengeluaran bukan sahaja bebola meriam, tetapi juga meriam itu sendiri.
Pembangunan pengeluaran relau letupan
Revolusi sebenar dalam perniagaan metalurgi berlaku pada tahun 80-an abad ke-18. Pada masa itu salah seorang kerani Demidov memutuskan bahawa untuk kecekapan yang lebih besar dalam pengendalian relau letupan, udara harus dibekalkan kepada mereka bukan melalui satu, tetapi melalui dua muncung, yang harus terletak di kedua-dua belah perapian. Secara beransur-ansur, bilangan muncung sedemikian bertambah. Ini membolehkan proses meniup lebih seragam, meningkatkan diameter perapian dan meningkatkan produktiviti relau.
Pembangunan pengeluaran relau letupan juga difasilitasi oleh penggantian arang,yang mana hutan ditebang, untuk kok. Pada tahun 1829, di Scotland, di kilang Clayde, udara panas ditiup ke dalam relau letupan buat kali pertama. Inovasi sedemikian meningkatkan produktiviti relau dengan ketara dan mengurangkan penggunaan bahan api. Pada masa kini, proses relau letupan telah dipertingkatkan dengan menggantikan sebahagian daripada kok dengan gas asli, yang mempunyai kos yang lebih rendah.
Bulat
Apakah nama besi kilat, yang mempunyai sifat unik yang digunakan dalam pembuatan senjata? Kami tahu bahan ini sebagai keluli damask. Logam ini, seperti keluli Damsyik, adalah aloi besi dan karbon. Walau bagaimanapun, tidak seperti spesies lain, ia adalah besi yang mencolok dengan kualiti yang baik. Ia berdaya tahan dan keras, dan juga mampu menghasilkan ketajaman yang luar biasa pada bilah.
Ahli metalurgi dari banyak negara telah cuba membongkar rahsia pengeluaran keluli damask selama lebih daripada satu abad. Sebilangan besar resipi dan kaedah telah dicadangkan termasuk penambahan gading, batu permata, emas dan perak kepada besi. Walau bagaimanapun, rahsia keluli damask didedahkan hanya pada separuh pertama abad ke-20 oleh ahli metalurgi Rusia yang luar biasa P. P. Anosov. Mereka mengambil besi mekar, yang diletakkan di dalam relau dengan arang, di mana api terbuka menyala. Logam cair, tepu dengan karbon. Pada masa itu, ia ditutup dengan sanga dolomit kristal, kadang-kadang dengan penambahan skala besi yang paling tulen. Di bawah lapisan sedemikian, logam dibebaskan dengan sangat intensif daripada silikon, fosforus, sulfur dan oksigen. Namun, bukan itu sahaja. Keluli yang terhasil perlu disejukkan sebanyak mungkinlebih perlahan dan lebih tenang. Ini memungkinkan untuk membentuk, pertama sekali, kristal besar yang mempunyai struktur bercabang (dendrit). Penyejukan sedemikian berlaku secara langsung di dalam perapian, yang dipenuhi dengan arang panas. Pada peringkat seterusnya, penempaan mahir telah dijalankan, di mana struktur yang terhasil tidak seharusnya runtuh.
Sifat unik keluli damask kemudiannya mendapat penjelasan dalam karya ahli metalurgi Rusia yang lain D. K. Chernov. Beliau menjelaskan bahawa dendrit adalah keluli tahan api tetapi agak lembut. Ruang antara "cabang" mereka dalam proses pemejalan besi dipenuhi dengan lebih banyak karbon tepu. Iaitu, keluli lembut dikelilingi oleh keluli yang lebih keras. Ini menerangkan sifat-sifat keluli damask, yang terkandung dalam kelikatannya dan pada masa yang sama kekuatan tinggi. Hibrid keluli sedemikian semasa lebur mengekalkan struktur pokoknya, mengubahnya hanya dari garis lurus kepada satu zigzag. Keanehan corak yang terhasil sebahagian besarnya bergantung pada arah pukulan, kekuatan, serta kemahiran tukang besi.
Keluli Damascus
Pada zaman dahulu, logam ini adalah keluli damask yang sama. Walau bagaimanapun, tidak lama kemudian, keluli Damsyik mula dipanggil bahan yang diperolehi dengan menempa kimpalan daripada sejumlah besar wayar atau jalur. Unsur-unsur ini diperbuat daripada keluli. Selain itu, setiap daripadanya dicirikan oleh kandungan karbon yang berbeza.
Seni membuat logam sedemikian mencapai perkembangan terbesarnya pada Zaman Pertengahan. Sebagai contoh, dalam struktur bilah Jepun yang terkenal, para penyelidik mendapatikira-kira 4 juta benang keluli dengan ketebalan mikroskopik. Komposisi ini menjadikan proses membuat senjata menjadi sangat sukar.
Pengeluaran dalam keadaan moden
Ahli metalurgi purba meninggalkan sampel kemahiran mereka bukan sahaja dalam senjata. Contoh besi berbunga tulen yang paling menarik ialah tiang terkenal yang terletak berhampiran ibu negara India. Ahli arkeologi menentukan umur monumen seni metalurgi ini. Ternyata lajur itu dibina lagi 1.5 ribu tahun yang lalu. Tetapi perkara yang paling mengejutkan terletak pada hakikat bahawa hari ini adalah mustahil untuk mengesan walaupun sedikit kesan kakisan di permukaannya. Bahan ruangan itu tertakluk kepada pemeriksaan yang teliti. Ternyata ini adalah besi kilat tulen, yang mengandungi hanya 0.28% kekotoran. Penemuan sedemikian mengejutkan ahli metalurgi moden.
Lama-kelamaan besi mencolok secara beransur-ansur kehilangan popularitinya. Logam yang dilebur dalam perapian terbuka atau relau letupan mula menikmati permintaan terbesar. Walau bagaimanapun, apabila menggunakan kaedah ini, produk yang tidak mencukupi ketulenan diperolehi. Itulah sebabnya kaedah tertua untuk menghasilkan bahan ini baru-baru ini menerima hayat kedua, yang membolehkan menghasilkan logam dengan ciri kualiti tertinggi.
Apakah yang dipanggil seterika kilat hari ini? Ia biasa kepada kita sebagai logam pengurangan langsung. Sudah tentu, besi mekar hari ini tidak dihasilkan dengan cara yang sama seperti pada zaman dahulu. Untuk pengeluarannya, teknologi paling moden digunakan. Mereka memungkinkan untuk menghasilkan logam yang hampir tidak adakekotoran asing. Relau tiub berputar digunakan dalam pengeluaran. Unsur struktur sedemikian digunakan untuk membakar pelbagai bahan pukal menggunakan suhu tinggi dalam kimia, simen dan banyak industri lain.
Apakah yang kini dipanggil seterika kilat? Ia dianggap tulen dan digunakan untuk mendapatkan kaedah yang pada dasarnya tidak jauh berbeza daripada yang wujud pada zaman dahulu. Namun, ahli metalurgi menggunakan bijih besi, yang dipanaskan dalam proses mendapatkan produk akhir. Walau bagaimanapun, hari ini bahan mentah pada mulanya tertakluk kepada pemprosesan tambahan. Ia diperkaya, mencipta sejenis pekat.
Industri moden menggunakan dua kaedah. Kedua-duanya membolehkan anda mendapatkan seterika kilat daripada pekat.
Kaedah pertama ini adalah berdasarkan membawa bahan mentah ke suhu yang diperlukan menggunakan bahan api pepejal. Proses sedemikian hampir sama dengan yang dijalankan oleh ahli metalurgi purba. Daripada bahan api pepejal, gas boleh digunakan, iaitu gabungan hidrogen dan karbon monoksida.
Apa yang mendahului mendapatkan bahan ini? Apakah nama seterika kilat hari ini? Selepas memanaskan pekat bijih besi, pelet kekal di dalam relau. Dari merekalah logam tulen kemudiannya dihasilkan.
Kaedah kedua yang digunakan untuk memulihkan besi adalah hampir sama dalam teknologi dengan yang pertama. Satu-satunya perbezaan ialah ahli metalurgi menggunakan hidrogen tulen sebagai bahan api untuk memanaskan pekat. Dengan kaedah ini, besi diperoleh dengan lebih cepat. Tepat sekalioleh itu, ia dibezakan oleh kualiti yang lebih tinggi, kerana dalam proses interaksi hidrogen dengan bijih yang diperkaya, hanya dua bahan diperolehi. Yang pertama adalah besi tulen, dan yang kedua ialah air. Ia boleh diandaikan bahawa kaedah ini sangat popular dalam metalurgi moden. Walau bagaimanapun, hari ini ia jarang digunakan, dan, sebagai peraturan, hanya untuk pengeluaran serbuk besi. Ini dijelaskan oleh fakta bahawa agak sukar untuk mendapatkan hidrogen tulen, baik dari segi menyelesaikan isu teknikal dan kerana kesukaran ekonomi. Menyimpan bahan api yang diterima juga merupakan tugas yang sukar.
Baru-baru ini, saintis telah membangunkan satu lagi kaedah ketiga untuk penghasilan zat besi terkurang. Ia melibatkan mendapatkan logam daripada pekat bijih, tanpa melalui peringkat transformasinya menjadi pelet. Kajian telah menunjukkan bahawa dengan kaedah ini, besi tulen boleh dihasilkan dengan lebih cepat. Walau bagaimanapun, kaedah ini belum lagi dilaksanakan dalam industri, kerana ia memerlukan perubahan teknologi yang ketara dan perubahan dalam peralatan perusahaan metalurgi.
Apakah nama seterika kilat hari ini? Bahan ini biasa kepada kita sebagai logam pengurangan langsung, kadang-kadang ia juga dipanggil spongy. Ini adalah bahan yang menjimatkan kos, berkualiti tinggi, mesra alam yang tidak mempunyai kekotoran fosforus dan sulfur. Disebabkan ciri-cirinya, besi mekar digunakan dalam industri kejuruteraan (penerbangan, pembinaan kapal dan instrumentasi).
Fechral
Seperti yang anda lihat, hari ini apabila menggunakanteknologi paling moden menggunakan bahan seperti besi mekar. Fechral juga merupakan aloi yang dicari. Selain besi, ia mengandungi komponen seperti kromium dan aluminium. Nikel juga terdapat dalam strukturnya, tetapi tidak melebihi 0.6%.
Fechral mempunyai rintangan elektrik yang baik, kekerasan yang tinggi, berfungsi dengan baik dengan seramik alumina tinggi, tidak mempunyai kecenderungan untuk berlubang dan tahan haba dalam suasana yang mengandungi sulfur dan sebatiannya, hidrogen dan karbon. Tetapi kehadiran besi dalam aloi menjadikannya agak rapuh, menjadikannya sukar untuk memproses bahan dalam pembuatan pelbagai produk.
Fechral digunakan dalam pembuatan elemen pemanas untuk relau makmal dan industri, suhu operasi maksimum ialah 1400 darjah. Kadangkala bahagian daripada aloi ini digunakan untuk tujuan lain. Mereka diletakkan di dalam peralatan pemanasan rumah, serta dalam peranti elektrik tindakan haba. Fechral telah digunakan secara meluas dalam pengeluaran rokok elektronik. Juga, aloi besi, aluminium dan kromium adalah dalam permintaan dalam bidang pembuatan elemen rintangan. Ini boleh, sebagai contoh, perintang brek permulaan bagi lokomotif elektrik.
Fechral digunakan untuk menghasilkan wayar, serta benang dan reben. Kadang-kadang bulatan dan rod diperolehi daripadanya. Semua produk ini digunakan dalam pembuatan pelbagai bentuk pemanas untuk ketuhar elektrik.
