sâmbătă, 29 mai 2010

Fier forjat - 9

Feroaliajele sunt aliaje ale fierului cu alte elemente chimice, acestea fiind prezente in procentaje ridicate. Exemple sunt ferosiliciul sau feromanganul; care se utilizeaza la elaborarea otelurilor aliate sau a altor aliaje.

Alte aliaje importante sunt cele cu nichel, dintre care se remarca invarul (36% Ni, rest fier), care caracterizeaza printr-un coeficient de dilatare termica foarte redus si se utilizeaza in aplicatii unde este nevoie de modificari dimensionale minime in raport cu temperatura.

Oxizii de fier sunt folositi la fabricarea de medii magnetice pentru stocarea informatiilor. Deseori ei sunt amestecati cu alti compusi, dar isi pastreaza proprietatile magnetice in solutie.

In medicina se folosesc preparate pe baza de fier ca antianemice.

Fierul este un element esential pentru aproape toate organismele vii. El este inclus, de regula in forma stabila, in metaloproteine, deoarece in forma libera sau expusa duce la producerea de radicali liberi care in general sunt toxici pentru celule. Fierul se poate combina cu orice tip de biomolecula si, ca atare, va adera la membrane, acizi nucleici, proteine etc.

Multe animale inglobeaza fierul in hemuri, o componenta esentiala a citocromilor, proteine implicate in reactii redox (incluzand respiratia celulara), si a proteinelor purtatoare de oxigen hemoglobina si mioglobina. Fierul anorganic implicat in reactii redox se gaseste de asemenea in complexele fier-sulf din multe enzime, cum ar fi nitrogenaza si hitrogenaza. Atunci cand organismul se confrunta cu o infectie bacteriana, fierul este "sechestrat" in interiorul celulelor (de obicei in molecula de depozitare feritina) astfel incat sa nu poata fi folosit de catre bacterii. Fierul absorbit din duoden este legat in transferina si transportat prin sange catre diverse celule, unde este inglobat in proteine prin.mecanisme inca neidentificate [13]. Vezi si Metabolismul fierului in organismul uman.


Vizitati: www.utilferodesign.ro

marți, 11 mai 2010

Fier forjat - 8

Otelul nealiat contine intre 0,06% si 2,11% carbon, cu mici cantitati de mangan, sulf, fosfor si siliciu.

Otelurile aliate contin diferite cantitati de carbon, dar si alte metale, cum ar fi cromul, vanadiul, molibdenul, nichelul, wolframul etc. Ele au de regula domenii de utilizare bine precizate, deoarece continutul de elemente de aliere le creste considerabil pretul. O varietate recenta de oteluri aliate sunt asa-numitele oteluri microaliate ce contin cantitati mici de elemente de aliere, insa cu rezistente si tenacitati ridicate, la costuri minime. Otelurile inoxidabile sunt oteluri aliate care contin cel putin 12% crom.

Fonta bruta contine cca. 4-5% carbon si diverse cantitati de sulf, siliciu si fosfor. Singura ei importanta tehnica este ca pas intermediar de la minereul de fier la otel si fonta de turnata.

Fonta turnata contine 2,11% – 6,67% carbon, 1% – 6% siliciu si mici cantitati de mangan. Proprietatile sale mecanice variaza considerabil in functie de forma sub care apare carbonul in aliaj. Fontele albe contin carbonul sub forma de cementita, ceea ce le face dure, dar fragile. Suprafata de rupere a unei fonte albe prezinta numeroase fatete fine de carburi, de culoare foarte deschisa, argintie, care si dau numele materialului. In fonta cenusie, carbonul se gaseste sub forma libera, de grafit, si are de asemenea proprietati mecanice reduse (desi mai bune decat ale fontelor albe). Variantele mai noi de fonta cenusie, fonta maleabila si fonta modificata contin grafitul sub forma de cristale foarte neregulate (grafit in cuiburi), respectiv sub forma sferoidala (grafit nodular), imbunatatind mult rezistenta si tenacitatea materialului.


Vizitati: www.utilferodesign.ro

vineri, 7 mai 2010

Fier forjat - 7

Materialul util rezultat este de fapt fonta bruta, cu un continut de cca. 4-5% carbon. Aceasta poate fi redusa in continuare pentru obtinerea otelului sau a fierului tehnic pur, in alte cuptoare sau convertizoare.

Fierul chimic pur se poate prepara prin calcinarea precipitatului de hidroxid feric Fe(OH)3 sau a altor saruri de fier. iar la scara industrial prin calcinarea sarurilor de fier cu usoara tendinta de descompunere.

Fierul este in prezent cel mai utilizat metal, cuprinzand 95% din productia mondiala de metale, ca si masa. Datorita combinarii unei rezistente inalte cu un pret redus, el se foloseste in prezent mai ales in cadrul aliajelor, pentru realizarea de diverse piese si structuri.

Alaturi de cobalt si nichel, fierul este unul dintre cele trei materiale feromagnetice care fac posibila aplicarea practica a electromagnetismului la generatoare electrice, transformatoare si motoare electrice.

Aliajele fier-carbon sunt materialele cu cea mai larga raspandire in industrie. Ele se impart in oteluri, cu un continut de carbon de pana la 2,11 % si fonte, cu un continut de carbon mai mare de 2,11 %.

Fierul forjat este un produs maleabil care contine mai putin de 0,2% carbon. Datorita modului de obtinere, piesele din fier forjat contin mici urme, filamente de zgura. Fierul forjat rugineste mai greu, insa a fost inlocuit in prezent in majoritatea aplicatiilor de oteluri cu continut scazut de carbon, care sunt mai ieftine si mai usor de obtinut.

Vizitati: www.utilferodesign.ro

sâmbătă, 1 mai 2010

Fier forjat - 6

La scara industriala, fierul este produs pornind de la minereu printr-o reactie de reducere directa cu carbon, la temperaturi de cca. 2000°C, in furnale (cuptoare inalte). Aceasta permite inlaturarea sub influenta temperaturilor inalte a componentilor neferosi sau pamantosi din minereu. In partea superioara a furnalului se introduce minereu de fier, carbon sub forma de cocs si un flux de genul carbonatului de calciu sau a dolomitului, in timp ce prin partea de jos este insuflat un curent de aer cald. Cocsul reactioneaza cu oxigenul din curentul de aer, formand monoxid de carbon:

6 C + 3 O2 → 6 CO

Furnal la Sestao, SpaniaMonoxidul de carbon reduce minereul de fier (in cazul de jos, hematit), transformandu-l in fier topit si devenind bioxid de carbon:

6 CO + 2 Fe2O3 → 4 Fe + 6 CO2
Fluxul ajuta la topirea impuritatilor din minereu, in special a bioxidului de siliciu si a silicatilor. Sub influenta caldurii din furnal, carbonatul de calciu se descompune in oxid de calciu si bioxid de carbon.:

CaCO3 → CaO + CO2
Oxidul de calciu se combina cu bioxidul de siliciu formand o zgura ce se topeste la temperatura din furnal (ceea ce nu s-ar fi intamplat cu bioxidul de siliciu in stare pura).

CaO + SiO2 → CaSiO3
Zgura topita pluteste deasupra fierului topit, mai dens, si aceste componente pot fi evacuate separat prin deschizaturi speciale in furnal.


Vizitati: www.utilferodesign.ro