Logam Profile: Besi

Panggunaan wesi dening manungsa wiwit babagan 5000 taun. Iki minangka unsur logam paling akeh kaloro ing kerak bumi lan utamané digunakake kanggo ngasilake baja , salah sawijining bahan struktural paling penting ing donya.

Properties

• Simbol atom: Fe
• Nomer atom: 26
• Kategori unsur: Logam transisi
• Kapadhetan: 7.874g / cm ³
• Titik lebur: 2800 ° F (1538 ° C)
• Titik didih: 5182 ° F (2862 ° C)
• Moh's Hardness: 4

Karakteristik

Wesi murni minangka logam berwarna perak sing ngolah panas lan listrik kanthi apik.

Wesi banget reaktif kanggo ana piyambak supaya mung ana ing alam kerak bumi minangka bijih besi, kayata hematit, magnetit, lan siderit.

Salah sawijining karakter sing ngenalake wesi yaiku kanthi kuat banget. Sing disebabake ing kolom Magnetik sing kuat, maneka wesi saka wesi bisa digeret. Para ilmuwan percaya yen inti bumi diasilake kira-kira 90% wesi. Kekuwatan magnet sing diprodhuksi dening wesi iki yaiku sing nggawe kutub Lor lan Kidul sing magnet.

Sejarah

Wesi kasebut asale ditemokake lan diekstrak minangka akibat saka kobongan kayu ing ndhuwur wesi sing nduweni wesi. Karbon ing kayu kasebut bakal bereaksi kanthi oksigen ing bijih, ninggalake logam wesi sing alus lan alus. Peleburan wesi lan penggunaan wesi kanggo nggawe alat lan senjata wiwit ing Mesopotamia (saiki Irak) antara 2700 lan 3000 SM. Swara ing taun 2000 iki, kawruh wesi peleburan nyebar menyang Eropah lan Afrika sajrone wektu dikenal minangka Zaman Wesi.

Wiwit abad ka-17, nganti sawijining cara sing efisien kanggo ngasilake baja ditemokake ing pertengahan abad kaping-19, zat besi saya digunakake minangka bahan struktural kanggo nggawe kapal, jembatan, lan bangunan. Menara Eiffel, dibangun taun 1889, digawe nganggo luwih saka 7 juta kilogram wesi tempa.

Rust

Karakteristik paling wigati ing wesi yaiku kecenderungan kanggo mbentuk tebu.

Rust (utawa ferric oxide) minangka senyawa coklat lan remuk sing diprodhuksi nalika zat besi kapapar oksigen. Gas oksigen sing ana ing banyu nyepetake proses karat . Tingkat teyeng - sepira cepet dadi wesi dadi ferric oxide - ditemtokake dening isi oksigen saka banyu lan tlatah permukaan wesi. Banyu garam ngandhut oksigen luwih akeh tinimbang banyu seger, sebabe banyu asin cukur wesi luwih cepet tinimbang banyu seger.

Karat bisa dicegah kanthi nutupi wesi karo logam liyane sing luwih atraktif marang oksigen, kayata zinc (proses besi wesi karo zink disebut ' galvanisasi '). Nanging, cara paling efektif kanggo nglindhungi karat yaiku nggunakake baja.

Baja

Baja minangka campuran saka wesi lan maneka warna logam, sing digunakake kanggo nambah sifat (kekuatan, tahan karat, toleransi panas lan liya-liyane) saka wesi. Ngganti jenis lan jumlah unsur sing digabung karo wesi bisa ngasilake macem-macem jinis baja.

Sing paling umum yaiku:

1. Karbon baja, sing ngemot antara 0,5-1,5% karbon. Iki minangka baja sing paling umum lan digunakake kanggo badan, kapal, pisau, mesin lan kabeh jinis pendukung struktural.
2. Logam baja rendah, sing ngemot 1-5% logam liyane (asring nikel utawa tungsten ). Baja nikel bisa tahan tension tingkat dhuwur lan, kanthi mangkono, kerep digunakake ing pambangunan jembatan lan kanggo nggawe roto sepeda. Tungsten steels bisa njaga wujud lan kekuatane ing lingkungan suhu dhuwur lan digunakake ing impact, aplikasi rotary, kayata bor gerobak.

1. Dhuwur logam campuran, sing ngemot 12-18% logam liyane mung digunakake ing aplikasi khusus amarga biaya dhuwur. Salah siji conto baja paduan sing dhuwur yaiku stainless steel, kang asring ngandhut krom lan nikel, nanging bisa digabung karo logam liyane. Baja tahan karat banget kuat lan tahan banget kanggo korosi.

Produksi

Paling wesi diprodhuksi saka ores ditemokake cedhak lumahing bumi. Techniques ekstraksi modern nggunakake tungku blast, sing ditondoi dening tumpukan sing dhuwur (struktur kaya chimney). Wesi dituangake ing tumpukan bebarengan karo coke (arang batu sing sugih karbon) lan watu gamping (kalsium karbonat). Saiki, bijih wesi biasane ngliwati proses sintering sadurunge ngetik tumpukan. Proses iki mbentuk potongan biji sing antara 10-25mm, sing banjur dicampur karo coke lan gamping.

Biji, coke lan watu gamping banjur disemprotake menyang tumpukan ing suhu 1800 ° C. Coke diobong minangka sumber panas lan, bebarengan karo oksigen sing dijupuk ing tungku, mbantu mbentuk gas karbon monoksida sing ngurangi. Limestone dicampur karo impurities ing wesi kanggo mbentuk slag. Slag iku luwih ènthèng tinimbang bijih wesi lebur, saéngga bisa munggah ing permukaan lan bisa dibusak kanthi gampang. Wesi panas banjur dituang menyang cetakan kanggo ngasilake wesi babi utawa langsung disiapake kanggo produksi baja.

Wesi babi isih ana ing antarane 3.5-4.5% karbon, bebarengan karo impurities liyane, lan rapet lan angel bisa digarap. Manéka prosès sing dipigunakaké kanggo ngurangi impurities fosfor lan sulfur ing wesi babi supaya bisa ngasilaké wesi. Wesi wesi, sing ngemot kurang saka 0,25% karbon, angel, gampang dilebur lan gampang dilas, nanging luwih wigati lan larang kanggo ngasilake saka baja karbon rendah.

Ing taun 2010, produksi bijih besi global kira-kira 2,4 yuta ton. Cina, minangka produser paling gedhé, nyathet babagan 37,5% prodhuksi, nanging negara prodhuksi utama liyane kalebu Australia, Brasil, India, lan Rusia.

Aplikasi

Wesi minangka materi struktural utama, nanging wis diganti dening baja ing pirang-pirang aplikasi. Nanging, wesi wesi isih digunakake ing pipa lan kanggo nggawe bagian otomotif, kayata kepala silinder, blok silinder lan kasus gearbox. Wesi wesi isih digunakake kanggo ngasilake barang-barang dekorasi omah, kayata rak anggur, lilin, lan sandiwara.

Referensi

Street, Arthur. & Alexander, WO 1944. Logam ing Service Man . 11th Edition (1998).
Asosiasi Besi Babi Internasional.
Sumber: www.pigiron.org.uk
USGS. Summaries Komoditi Mineral: Wesi lan Steel (2011).
Sumber: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/iron_&_steel