Vad är järn
Järn med liten andel kol kallas smidesjärn och innehåller ofta slagg. Stål kan i sin tur legeras med andra grundämnen , som mangan , vilket ökar hållfastheten och värmeresistensen, eller krom och nickel som gör stålet rosttrögt. Dessa kallas legerade stål. Stål kan även härdas , för att öka hårdhet och slitstyrka i ytskiktet. Det finns många olika principer för härdning.
Navigeringsmeny
Några exempel är [ 10 ] :. För att göra stål rostfritt tillsätts krom som ger det ett skyddande oxidskikt i luft. Kolatomer i stål rubbar dock inte bara järnatomernas kristallstruktur, utan även oxidskiktets. Därför behöver man i krävande tillämpningar ha stålsorter med så lite kol som möjligt. Kolfritt stål tillverkas genom att man vakuumbehandlar smält stål. För att komma under den nivån kan man tillsätta titan som binder starkt till kol och på så sätt hindrar kolatomer från att inkluderas i järnatomernas kristallstruktur [ 12 ]. Kväveatomer interagerar med järnatomer på ett sätt som liknar kolatomer utan att störa kromets oxidskikt. I och med att kväve finns i atmosfären hamnar en viss mängd i stålet vid traditionell ståltillverkning, men för att tillföra tillräckligt mycket kväve för att ersätta kolets funktion i stål måste kväve tillföras under högt tryck [ 13 ]. Ett exempel på kvävestål är AL-6XN som är okänsligt för kloridjoner och som därför kan användas i avsaltningsanläggningar [ 14 ].
Det finns flera olika typer av stål och flera sätt att dela in de olika typerna. En vanlig indelning bygger på halten av legeringsämnen: [ 15 ]. En annan indelning är efter produktionsvolym och pris: [ 15 ]. Järn är den näst vanligaste metallen och det fjärde vanligaste grundämnet och utgör omkring 6 procent av jordskorpan. Järnoxid är ett mjukt material med få användningsområden. Järn utvinns från malmen genom att man tar bort syre genom att kombinera det med en kemisk partner som till exempel kol. Denna process, som kallas reduktion tar först bort syret ur malmen som därefter smälts för att sedan gjutas till användbara former. Smältning , utfördes först på metaller med lägre smältpunkt. Koppar smälter strax över °C, en temperatur som kan uppnås med metoder som använts i åtminstone år, sedan neolitikum. Järn smälter vid °C, vilket är betydligt svårare att uppnå. Eftersom oxideringstakten ökar snabbt vid temperaturer över °C är det viktigt att smältningen sker i en ganska syrefattig omgivning.
I motsats till koppar och tenn så löser kol sig bra i flytande järn, så att smältning resulterar i en legering som innehåller för mycket kol för att kallas stål. I de äldsta järnframställningsugnarna var dock detta inget problem, järnet blev helt enkelt inte tillräckligt lättflytande för att ta upp kol - istället var en för låg kolhalt ett problem då järnet blev för mjukt. När man senare började höja temperaturen i järnframställningsugnarna ansågs det gjutjärn och senare tackjärn man fick fram helt obrukbart, innan man lärde sig använda även gjutjärnet, och även minska kolhalten i järnet genom tysksmide. När kolstål rostar bildas en oxidfilm som i vissa fall kan vara passiv. Temperatur inverkar även på korrosion. Som exempel kan nämnas att om temperaturen är 7 °C över utomhustemperaturen korroderar ej kolstål. Stål förekommer i en mängd olika typer med noga kontrollerad sammansättning. Några huvudgrupper av stål är:. Tillverkning av stål i ljusbågsugn Stål latinskt namn: chalybs eller aciarium är en smidbar legering huvudsakligen bestående av järn.
Fördjupning: Järn- och stålproduktion. Se även: Stålproduktion. Liber AB. Sandvik Coromant. Läst 17 september Läst 4 juli Arkiverad 23 april hämtat från the Wayback Machine. Läst 19 februari Läst 6 maj Materials Science and Engineering. Karlebo - Materiallära. Total Materia. Advanced Materials Research sid. ISSN Några viktiga och välkända metaller är aluminium , bly , guld , järn , koppar , platina , silver , tenn och zink. Metall har haft stor betydelse i människans historia , vilket återspeglas i namn på epoker som bronsåldern och järnåldern.
Järn atomnummer
Metaller är den största gruppen av grundämnen; omkring 80 procent av alla grundämnen är metaller. I det periodiska systemet är metallerna inte inordnade i raka grupper eller perioder , utan återfinns under och till vänster om en diagonal linje från bor till polonium vilka kallas halvmetaller. Över och till höger om samma linje finns icke-metallerna. Traditionellt delar man in metallerna efter densiteten i lättmetaller och tungmetaller samt efter dess påverkan av omgivningen i ädla och oädla metaller. Distinktionen används även allmänt i betydelsen att tungmetaller är toxiska för miljö och människor. I nedanstående tabell visas en översikt över metallernas indelning i det periodiska systemet vad gäller densitet. Denna kategorisering har dock ifrågasatts, bl. Därmed hamnar flertalet metaller i gruppen tunga metaller, men de skiljer sig väsentligt från varandra, såväl med avseende på toxicitet som andra egenskaper.
Fördelar med järn
Kritiker har därför förordat att andra benämningar används som bättre kategoriserar det man önskar uttrycka [ 1 ] [ 2 ]. Detta innebär att metallatomerna lätt släpper ifrån sig valenselektroner och bildar positivt laddade joner katjoner , som hålls samman av metallbindningar och bildar ett metallgitter, en kristallin struktur. Gittret ger metallen dess formbarhet och de fria elektronerna som finns i ett gemensamt "elektronmoln" gör att metaller är utmärkta värme- och elektriska ledare , samt gör att metallen blir reflektiv. Det gör också att ämnet absorberar åtskilliga ljusvåglängder vilket resulterar i att metaller har en grå, silvrig till svart färg och är ogenomskinliga. Den relativt starka metallbindningen gör att metaller i allmänhet har en hög smältpunkt. Metaller är i allmänhet instabila ämnen, dess yta reagerar ofta med till exempel den omgivande luften och korroderar. Järn rostar sönder under flera år och kalium brinner upp på ett par sekunder.
För att förhindra korrosionen kan man behandla metallen på olika sätt, till exempel genom att täcka ytan med färg eller genom anodisering. Legeringar är material med metalliska egenskaper vilket består av två eller flera grundämnen legeringskomponenter , varav minst ett är metall. Några kända legeringar är amalgam , brons , mässing och stål. En ädelmetall är ett metalliskt grundämne som ofta har ett högt ekonomiskt värde. Hit brukar räknas bland andra guld , silver och platina.