Τι είναι ο σίδηρος ;
ΤΙ ΕΙΝΑΙ Ο ΣΙΔΗΡΟΣ ;
Το ορυκτό που χρησιμοποιείτε για την παραγωγή σιδήρου που δεν περιέχουν S , P , As είναι ο αιματίτης( fe3 O3 ) και δευτερεύοντος ο μαγνητίτης (fe3 O4 ) και ο λεμωνίτης ( 2fe2 O3 – 3H3O ). Ενώ άλλα
κοινά ορυκτά είναι ο σιδηρήτης ( feO3 ) και ο χρυσαφένιος σιδηροπυρήτης (feS2 ).
Σύμβολο fe – ατομικό βάρος 55,847,ατομικός αριθμός 26
-ειδικό βάρος 7,86,- σημείο τήξης 1535οC – σημείο βρασμού 3000ο C.
O Σίδηρος είναι ένα αργυρόχρωμο μέταλλο σχετικά μαλακό όταν είναι
απολύτως καθαρό. Γνωστό από την προϊστορική εποχή. Η χρήση του αρχίζει από το 1100 π.χ , οπότε αρχίζει η εποχή του σιδήρου.
Ο σίδηρος έγινε το κύριο υλικό από το οποίο κατασκευάζονται όπλα, εργαλεία ,και διάφορα αντικείμενα της καθημερινής ζωής. Στην Ελλάδα έγινε γνωστή η επεξεργασία του σιδήρου από τον 12ο π.χ αιώνα με την κάθοδο των Δωριέων που είχαν σιδερένια όπλα κι έτσι μπόρεσαν να υποτάξουν τους Αχαιούς και τις άλλες φυλές που ζούσαν στην Ελλάδα τότε. Στην κεντρική Ευρώπη έγινε γνωστός αργότερα τον 8ο π.χ αιώνα.
Ο Σίδηρος έχει πλήθος εφαρμογών σήμερα. Μεταξύ των βαρέων μετάλλων είναι το ποιο διαδεδομένο και άφθονο στον γήινο φλοιό.
Ο κεντρικός πυρήνας του πλανήτη μας αποτελείτε κυρίως από καθαρό σίδηρο και νικέλιο. Είναι ποιο μαλακό μέταλλο κι από το αλουμίνιο. Σκληραίνει σημαντικά κατά την διάρκεια της διεργασίας, αποροφώντας
διάφορες προσμίξεις όπως ο άνθρακας.
Στο εμπόριο ο σίδηρος είναι σε τρεις μορφές:
α) τον χυτοσίδηρο
β) το σφυρήλατο σίδηρο
γ) τον χάλυβα.
Ο χυτοσίδηρος παράγεται κυρίως από τον αιματίτη σε ειδικούς καμίνους τις υψικάμινους. Οι πρώτοι υψικάμινοι εμφανίστηκαν στην Γερμανία περίπου το 1350.Ο αργός χυτοσίδηρος τήκεται μεταξύ 1100 και 1300 ο C και αποτελείτε 90% από σίδηρο, 3 – 5% από άνθρακα ενώ περιέχει προσμίξεις μαγγανίου, πυριτίου, φωσφόρου και θείου, που το κάνουν σκληρό, άφραστο και μη σφυρηλατήσιμο .Χρησιμοποιείτε για την κατασκευή χυτών αντικειμένων τα οποία δεν πρόκειται να υποβληθούν σε μεγάλες μηχανικές καταπονήσεις( π.χ βάσεις μηχανών κ.λ.π)
Κυρίως αποτελεί την πρώτη ύλη για την παραγωγή σφυρήλατου σιδήρου και χάλυβα.
Ο σφυρήλατος σίδηρος είναι σχετικά καθαρός σίδηρος ,περιέχει
0,12% – 0,25% άνθρακα και λιγότερο από 0,5% συνολικά από τις υπόλοιπες προσμίξεις. Τήκεται στους 1500 o C, είναι σχετικά μαλακός και εύκολα επεξεργάζεται, όπως αλυσίδες, σύρματα κ.λ.π.
Ο χάλυβας κοινός ατσάλι είναι κράμα σιδήρου , άνθρακα που περιέχει λιγότερο από 2,06% άνθρακα ,λιγότερο από 1% μαγγάνιο και πολύ μικρά ποσοστά πυριτίου ,φωσφόρου, θείου και οξυγόνου
Οι ανοξείδωτοι χάλυβες , οι εργαλειοχάλυβες αποτελούν ειδική κατηγορία χαλύβων που περιέχουν υψηλότερα ποσοστά άλλων μετάλλων.
Το ατσάλι είναι από τα σημαντικότερα βιομηχανικά υλικά χαλυβουργίας.
Η ιστορία του χάλυβα ξεκινά γύρω στο 1000 π.χ συστηματικά με την ενανθράκωση σπογγώδους σιδήρου.
Το ανοξείδωτο ατσάλι – inoχ είναι πολύ σκληρό μέταλλο το οποίο δεν σκουριάζει. Αποτελείται από σίδηρο με ένα μικρό ποσοστό άνθρακα και νικελίου, Το οποίο νικέλιο δεν το αφήνει να σκουριάσει και για αυτό είναι και ανοξείδωτο.
Η ΣΚΟΥΡΙΑ
Η Σκουριά του σιδήρου δημιουργείτε όταν ένα κράμα που περιέχει σίδηρο, γνωστό σε όλους χάλυβα εκτεθεί σε υγρασία ή οξυγόνο για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Με την πάροδο του χρόνου το οξυγόνο συνδυάζεται με το μέταλλο και έτσι δημιουργείτε ένα νέο συστατικό το οξείδιο. Αυτό συμβαίνει γιατί τα μόρια του νερού έχουν την ικανότητα να διεισδύσουν και στις πιο μικρές σχισμές του χάλυβα που ακόμα και με γυμνό μάτι δεν τις βλέπεις.
Έτσι δημιουργείτε η οξείδωση (ένα συστατικό που έχει έλλειψη ηλεκτρονίων), έτσι δημιουργείτε η λεγόμενη σκουριά.
Εάν όμως υπάρξει και το στοιχείο του νατρίου όπως με το θαλασσινό νερό, τότε η οξείδωση γίνετε με πολύ γρήγορους ρυθμούς.
Η οξείδωση στον χάλυβα είναι ότι αρχίζει να τον φθείρει στην αρχή εξωτερικά και κατόπιν το κάνει εύθραυστο
Ένας βασικός παράγοντας για την καθυστέρηση της οξείδωσης του χάλυβα είναι το πάχος του μετάλλου. ‘Όσο πιο παχύ είναιτο μέταλλο τόσο πιο αργά δημιουργείται η σκουριά και τόσο πιο δύσκολα προχωράει στο εσωτερικό του.
