Il metallo ferroso Sono quelli che contengono ferro (Fe), oltre a piccole quantità di altri metalli che vengono aggiunti per conferire determinate proprietà benefiche alle loro leghe. Sebbene il ferro possa esistere in vari stati di ossidazione, +2 (ferroso) e +3 (ferrico) sono i più comuni.
Tuttavia, il termine "ferroso" si riferisce alla presenza di ferro indipendentemente dal suo stato di ossidazione nel materiale. Il ferro è il quarto elemento più abbondante nella crosta terrestre, ma a livello globale è il principale elemento terrestre. Pertanto, storicamente e industrialmente, i metalli ferrosi hanno avuto un ruolo nell'evoluzione dell'uomo..
Questo è stato il caso a causa della sua grande abbondanza e proprietà modificabili. Questi metalli ferrosi partono dall'estrazione del ferro da fonti mineralogiche, quali: ematite (FeDueO3), magnetite (Fe3O4) e siderite (FeCO3). A causa delle prestazioni, questi ossidi sono i più desiderati nella lavorazione del ferro.
L'immagine in alto mostra una “lingua di fuoco” in ghisa incandescente. Di tutti i metalli ferrosi, il più importante è costituito da una lega di ferro con piccole quantità di carbonio aggiunto: l'acciaio..
Indice articolo
Poiché il ferro è il componente principale dei metalli ferrosi, le loro strutture sono costituite da deformazioni cristalline del loro solido puro.
Di conseguenza, le leghe ferrose come l'acciaio non sono altro che l'inclusione interstiziale di altri atomi nella disposizione dei cristalli del ferro..
Qual è questa disposizione? Il ferro forma allotropi (diverse strutture solide) a seconda della temperatura a cui è esposto, modificandone le proprietà magnetiche. Pertanto, a temperatura ambiente presenta una disposizione bcc, nota anche come alfa-ferro (il cubo a sinistra, nell'immagine in alto).
D'altra parte, in un intervallo di alte temperature (912-1394 (ºC)), si manifesta la disposizione ccp o fcc: il ferro-gamma (il cubo a destra). Una volta superata questa temperatura, il ferro torna alla forma bcc per fondersi definitivamente.
Questo cambiamento nella struttura alfa-gamma è noto come trasformazione di fase. La fase gamma è in grado di "intrappolare" gli atomi di carbonio, mentre la fase alfa non lo è.
Pertanto, nel caso dell'acciaio, la sua struttura può essere visualizzata come insiemi di atomi di ferro che circondano un atomo di carbonio..
In questo modo, la struttura dei metalli ferrosi dipende dalla distribuzione delle fasi del ferro e degli atomi di altre specie nel solido..
Il ferro puro è un metallo morbido e molto duttile, altamente sensibile alla corrosione e all'ossidazione da fattori esterni. Tuttavia, quando include proporzioni diverse di un altro metallo o carbonio, acquisisce nuove caratteristiche e proprietà..
In effetti, sono questi cambiamenti che rendono i metalli ferrosi utili per una miriade di applicazioni..
Le leghe ferrose sono generalmente forti, durevoli e resistenti, con colori grigiastri brillanti e proprietà magnetiche..
Ha un contenuto di carbonio inferiore allo 0,03%. È di colore argento, si arrugginisce facilmente e si screpola internamente. Inoltre è duttile e modellabile, un buon conduttore di elettricità e difficile da saldare..
È il tipo di metallo ferroso che l'uomo ha utilizzato per la prima volta nella fabbricazione di armi, utensili ed edifici. Attualmente è utilizzato in piastre, rivetti, tralicci, ecc. Poiché è un buon conduttore elettrico, viene utilizzato nel nucleo degli elettromagneti.
Nel prodotto di altoforno iniziale, contiene il 3-4% di carbonio e tracce di altri elementi come silicio, magnesio e fosforo. Il suo utilizzo principale è quello di intervenire nella produzione di altri metalli ferrosi.
È un metallo bianco-grigiastro con proprietà magnetiche. Nonostante la sua durezza, è fragile e fragile. Il suo punto di fusione è alto (1500 ºC) e si ossida rapidamente.
È un buon conduttore elettrico, motivo per cui viene utilizzato nei componenti elettrici ed elettronici. Altrimenti è di scarsa utilità.
Hanno un alto contenuto di carbonio (tra l'1,76% e il 6,67%). Sono più duri dell'acciaio ma più fragili. Si fondono a una temperatura inferiore a quella del ferro puro, intorno ai 1100 ºC.
Poiché è modellabile, è possibile produrre pezzi di diverse dimensioni e complessità con esso. In questo tipo di ferro viene utilizzata la ghisa di tipo grigio, che gli conferisce stabilità e modellabilità..
Hanno una maggiore resistenza alla corrosione rispetto all'acciaio. Inoltre, sono economici e densi. Presentano fluidità a temperature relativamente basse, potendo riempire gli stampi.
Hanno anche buone proprietà di compressione, ma sono fragili e si rompono prima della piegatura, quindi non sono adatti per pezzi molto elaborati..
È la ghisa più comune, la sua tonalità grigia è dovuta alla presenza di grafite. Ha una concentrazione di carbonio tra il 2,5% e il 4%; inoltre, contiene 1-3% di silicone per stabilizzare la grafite.
Ha molti degli attributi delle ghise di base, essendo altamente fluido. È rigido e si piega poco prima di rompersi.
Viene aggiunto carbonio, sotto forma di granito sferico, ad una concentrazione compresa tra il 3,2% e il 3,6%. La forma sferica della grafite conferisce maggiore resistenza agli urti e malleabilità rispetto alla ghisa grigia, consentendone l'utilizzo in progetti dettagliati e con bordi.
Contenuto di carbonio compreso tra 0,03% e 1,76%. Tra le sue qualità ci sono durezza, tenacia e resistenza agli sforzi fisici. In generale si arrugginiscono facilmente. Sono saldabili e possono essere lavorati in forgiatura o meccanicamente.
Hanno anche una maggiore durezza e una minore fluidità rispetto alle ghise. Per questo hanno bisogno di alte temperature per fluire negli stampi..
Esistono diversi tipi di acciaio, ciascuno con diverse applicazioni:
La concentrazione di carbonio può variare, stabilendo quattro forme: acciaio dolce (0,25% di carbonio), acciaio semidolce (0,35% di carbonio), acciaio semiduro (0,45% di carbonio) e duro (0,5%).
Viene utilizzato nella produzione di utensili, lamiere di acciaio, veicoli ferroviari, chiodi, viti, automobili e barche.
Chiamato anche acciaio elettrico o acciaio magnetico. La sua concentrazione di silicio varia tra l'1% e il 5%, Fe varia tra il 95% e il 99% e il carbonio ha lo 0,5%.
Inoltre, vengono aggiunte piccole quantità di manganese e alluminio. Ha una grande durezza e un'elevata resistenza elettrica. È utilizzato nella produzione di magneti e trasformatori elettrici.
È rivestito con un rivestimento di zinco che lo protegge dalla ruggine e dalla corrosione. Pertanto, è utile per realizzare parti di tubi e strumenti..
Ha una composizione di Cr (14-18%), Ni (7-9%), Fe (73-79%) e C (0,2%). È resistente all'ossidazione e alla corrosione. Viene utilizzato nella produzione di posate e materiale da taglio.
La sua composizione è Mn (10-18%), Fe (82-90%) e C (1,12%). È duro e resistente all'usura. Utilizzato su binari del treno, casseforti e armature.
Ha il 36% di Ni, il 64% di Fe e lo 0,5% di carbonio. Ha un basso coefficiente di espansione. Viene utilizzato nella costruzione di scale indicatrici; ad esempio: metro a nastro.
Nessun utente ha ancora commentato questo articolo.