Beth yw haearn pur?
Mae haearn pur yn elfen fetelaidd arian-gwyn gyda nifer atomig o 26. Mae'n toddi ar 1,535 gradd ac mae'n bodoli mewn strwythur crisialog o'r enw ciwbig-haearn ciwbig (BCC) alffa-haearn ar dymheredd yr ystafell. Yn fasnachol, mae "haearn pur" fel rheol yn cyfeirio at haearn gyda hanfodol iawn sy'n cynnwys llai na 0. 02% carbon ac olion lleiaf posibl o elfennau eraill fel manganîs, silicon, neu ffosfforws.pure haearn (mwy na neu'n hafal i i mewn i ffurfio bron i 99.8%) yw ffurf elfennol. Yn wahanol i ddur, nid yw'n cynnwys unrhyw elfennau aloi bwriadol, gan ei gwneud yn unigryw ar gyfer cymwysiadau sy'n gofyn am berfformiad magnetig, hydwythedd na biocompatibility.
Nodweddion Allweddol:
- carbon ultra-isel:<0.02% carbon (vs. 0.2–2.1% in steel).
- Hydwythedd uchel: yn hawdd ei weithio'n oer i mewn i ffoil, gwifrau, neu rannau manwl gywirdeb.
- Priodweddau Magnetig Meddal: Gorfodaeth isel a athreiddedd uchel.
Haearn pur yn erbyn dur: gwahaniaethau cyfansoddiadol
Mae'r gwahaniaeth craidd yn gorwedd mewn cynnwys carbon ac elfennau aloi, sy'n diffinio perfformiad a chymwysiadau.
|
Eiddo |
Haearn |
Ddur |
|
Haearn |
Yn fwy na neu'n hafal i 99.8% |
98–99.5% (cydbwysedd ag aloion) |
|
Carbon (c) |
<0.02% |
0.2–2.1% |
|
Elfennau aloi |
Dim (olrhain amhureddau yn unig) |
MN, CR, NI, MO, ac ati (1-20%) |
Materion Cyfansoddiad:
Effaith 1.Carbon:
- Mae carbon bron-sero haearn pur yn sicrhau meddalwch a hydwythedd, yn ddelfrydol ar gyfer creiddiau electromagnetig neu fewnblaniadau meddygol.
- Mae cynnwys carbon Steel (0. 2–2.1%) yn galluogi caledwch a chryfder ond yn aberthu hydrinedd.
2. Elfennau Alloying:
- Mae dur yn ymgorffori elfennau fel cromiwm (dur gwrthstaen) neu manganîs (dur strwythurol) i wella ymwrthedd neu gryfder cyrydiad.
- Mae haearn pur yn osgoi aloion i gynnal unffurfiaeth magnetig a phurdeb cemegol.
Elfennau aloi:
Haearn pur: ychwanegion lleiaf posibl.
Steels: Yn aml yn cynnwys manganîs, silicon, cromiwm, nicel, ac ati, i wella cryfder, ymwrthedd cyrydiad, neu oddefgarwch gwres.
Prosesau Gweithgynhyrchu
Cynhyrchu haearn pur
1. Mireinio electrolytig: Yn cael gwared ar amhureddau (S, P, Cu) trwy doddiant sylffad haearn electrolysis.
2. Toddi Sefydlu Gwactod (VIM): Yn cyflawni 99.98%+ purdeb trwy ddileu nwyon (O₂, H₂).
Cynhyrchu Dur
1. Ffwrnais Ocsigen Sylfaenol (BOF): Yn trosi haearn moch yn ddur trwy ocsideiddio carbon.
2. Alloying: Yn ychwanegu elfennau (Cr, NI) i wella priodweddau penodol.
Perfformiad mecanyddol:
Pure Iron: Low tensile strength (~250 MPa) and hardness (HB 50–80) but excellent plasticity (elongation >50%).
Steels: Amrywio'n fawr. Er enghraifft:
Dur ysgafn: Cryfder tynnol hyd at 400 MPa; yn cydbwyso cryfder a hydwythedd.
Tool Steel: Hardness >HRC 60; wedi'i gynllunio ar gyfer gwrthiant gwisgo.
Ceisiadau:
Haearn pur: a ddefnyddir mewn dyfeisiau electromagnetig (ee trawsnewidyddion, solenoidau), ymchwil wyddonol, ac fel deunydd sylfaenol ar gyfer aloion.
Steels: Adeiladu dominyddu (rebar, trawstiau), modurol (duroedd cryfder uchel), ac offer (cyllyll dur gwrthstaen).
Pam Dewis Haearn Pur?
Ar gyfer cymwysiadau sy'n gofyn am ddargludedd magnetig, ffurfiadwyedd neu burdeb cemegol (ee, mewn electroneg neu ddyfeisiau meddygol), mae haearn pur yn ddigymar.
