生铁的化学式(生铁的化学式是啥)

今天跟大家分享一下生铁的化学式(生铁的化学式是啥),以下是这个问题的总结,希望对你有帮助,让我们看一看。

铁是自然界的一种元素,原子序数26,铁单质化学式为:Fe。

纯铁在自然界中很少,也没有必要得到纯铁,因为其物理化学性能对古人来讲用处不大。自古以来冶铁工业冶炼的铁实际上都是铁碳合金。含碳0.5%以下而含有杂质的为熟铁,又称锻铁、软铁;其中杂质少的为低碳钢;含碳0.5%-2%,而杂质少的,为中碳钢或高碳钢;含碳2%-5%为生铁,因为只能用浇铸、铸造的方法成型,因此又称铸铁。

纯铁在自然界中几乎不存在,铁在自然界中一般以铁矿石的形态存在,有:Fe2O3(赤铁矿)、Fe3O4(磁铁矿)、FeCO3(菱铁矿)、FeS2(黄铁矿)等。在一定温度下,这些铁矿石和还原剂接触,还原出铁。还原过程从500摄氏度开始,要到1000度才能开始得到成体量的铁。熟铁熔点是1500度,生铁熔点是1100度。

在炉温达到1000度之前,人们无法通过冶炼得到铁,只能通过流星坠落获得陨铁。陨石含铁的百分比很高(铁陨石中含铁90.85%),是铁和镍、钴的混合物,近似铁合金,因此很珍贵。人们已经在古埃及前王朝的遗址中发掘出距今5000年的陨铁珠。1972年在河北藁城台西村商代(公元前14世纪)遗址中出土了一件铁刃铜钺。全钺残长11.1厘米,阑宽 8.5厘米,外刃部断失,残存刃部包入铜内约 1厘米,已全部氧化。经鉴定,残刃中没有人工冶铁的特征;镍的分布表明,该刃为陨铁制成,不可能用人工冶铁获得。迄今为止,中国出土了 4件陨铁刃青铜兵器。

生铁的化学式(生铁的化学式是啥)

人类最开始进入冶炼时代后,率先冶炼的是熔点较低的铜矿石。发明冶铁技术是人类历史上的大事,因为铁比铜的分布更广、储量更大,铁合金的硬度也更高。初期的冶铁技术,炉子很小,矿石和碳一层一层放置,用鼓风箱鼓风,温度能达到1000度左右,被还原的铁块沉到炉底,不能熔化为液态流出炉外,而且还必须等到炉子冷却才能取出铁——这种物质是一种海绵状的熟铁块,结构疏松,含有很多氧化物,需要经过反复锻打,挤出杂质,才能得到较纯的熟铁块。这种早期的炼铁技术称为块炼法。2009年在甘肃临潭磨沟遗址发掘出两根铁条,C14经过树轮校正后绝对年代在公元前1510-前1310,即公元前14世纪。经清华大学及牛津仪器公司检测,铁条由“块炼渗碳钢”锻打而成,是冶炼金属。

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生铁的熔点只有1100度,在块炼法炼铁时,如果炉内温度高一些,进入的空气多一些就可以炼出生铁。生铁又分白口生铁、麻口生铁、灰口生铁三种。其主要的区别在于含硅的多少。硅可以使铁碳合金中的碳和铁呈现游离状态。含碳或者含硅很低的生铁,即为白口生铁,其切面呈白色。这种铁又硬又脆但是耐磨。含硅1.5-3%之间,大部分的炭就处在游离状态了,切面呈灰色,这种生铁即为灰口生铁。其硬度低,脆性小,耐磨。介于二者之间的即为麻口生铁——在白口之间有片状石墨。其中以生产灰口生铁的难度最大。中国大约在春秋后期就出现了白口生铁,比欧洲各国要早上1900多年;至迟在公元前5世纪的春秋末、战国初期就能对白口生铁进行柔化处理,使之成为锻铸铁,比西方早了2300多年;到了战国中期可以已经能够铸造麻口生铁;到了西汉中期可以铸造灰口生铁。至此,除了球墨铸铁及合金铸铁之外,我国人民已经能够生产现代工业能够生产的所有品类的生铁品种。而在河南巩县铁生沟西汉中、晚期的冶铁遗址中出土的铁,经过金相检验,具有放射状的球状球墨铸铁,球化率相当于现代标准一级水平。也就是说,在约2000年前的西汉时期,我国铁器中的球状石墨,就已由低硅的生铁铸件经柔化退火的方法得到了。而现代的球墨铸铁则是迟至1947年才在国外研制成功的。这是我国古代铸铁技术的重大成就,也是世界冶金史上的奇迹。

生铁的化学式(生铁的化学式是啥)

中国的冶铁技术在西汉得到长足发展,达到了相当的高度,遥遥领先于西欧。之后由于钢材的使用,从技术上而言,冶铁技术虽有进步,但是已经没有那么迅猛了。但是这并不妨碍其在社会生产生活和战争中大规模的使用。

在欧洲,以块炼铁为原料,进行渗碳炼钢的技术大约出现在前10-前5世纪。我国则在春秋末期就出现了块炼铁渗碳制钢技术。湖南长沙杨家山春秋晚期的墓葬中曾发掘出一把铜格“铁剑”,通过金相检验,结果证明是钢制的;汉代,我国人民又掌握一种别开生面的制钢方法——生铁脱碳退火制钢;同一时期,我国人民掌握了炒钢法;在晋代、南北朝时期又发明了灌钢法;明朝时期又在灌钢法的基础上发明了‘苏钢’冶炼法。

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但是和其他古典的炼钢法一样,无论是灌钢、炒钢还是苏钢法,都是在低温和半胶融的状态下炼制的,所含碳份不易控制,杂质不易除尽,不能浇铸钢材。正因为这些缺点,要获得好钢,必须充分发挥人的经验和技术克服这些不足。比如苏钢法,在1300度的高温炉前,技师要一手夹钳熟铁不停翻转,一手持生铁浇淋,两手之间还要相互配合,还要控制炉温,这绝对需要高超的手艺和羚羊挂角的通灵,也绝非一朝一夕之功。中国人实际上是以高度的聪明才智、心灵手巧和吃苦耐劳超越了时代技术的不足,但是在绝对的科学技术水平上,其实和欧洲并没有本质的区别,没有产生质的飞跃。而这一跃的标志就是液态炼钢,液态炼钢较易控制碳份,杂质容易除尽,还能进行浇铸。但是,要想获得铁水,必须有更高的温度。

最早出现的高温液态炼钢法是坩埚炼钢法,出现于18世纪初。到了19世纪中叶出现了转炉炼钢法和平炉炼钢法,19世纪出现了电炉炼钢法,把炼钢技术大大推进了一步。但是这都是出现在西欧的近现代炼钢法,中国的钢铁冶炼技术在这段时间里被落下了大大的身位。

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