Hợp kim của sắt: Sự kết hợp tuyệt vời

Hợp kim là một khái niệm quen thuộc trong lĩnh vực hoá học. Một trong những hợp kim phổ biến của sắt là gang. Gang là sự kết hợp giữa sắt và các nguyên tố carbon, silicon, mangan, lưu huỳnh,… với tỉ lệ từ 2-5% carbon. Loại hợp kim này được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, đời sống hàng ngày.

Phân loại gang

• Gang xám: Là loại gang chứa carbon dưới dạng than chì. Nó được sử dụng để đúc các sản phẩm như máy móc, ống dẫn nước, cánh cửa,…

  Bạn đang xem: Hợp kim của sắt: Sự kết hợp tuyệt vời

• Gang trắng: Đây là loại gang chứa ít carbon hơn, chủ yếu là Xementit (Fe3C). Nó được sử dụng trong quá trình luyện thép.

Sản xuất gang

Quá trình sản xuất gang là một quá trình phức tạp nhưng hết sức thú vị. Nguyên tắc chính của quá trình này là khử quặng sắt oxit bằng than cốc trong lò cao. Nguyên liệu chính bao gồm quặng sắt oxit (quặng hematit đỏ Fe2O3), than cốc, và chất chảy như CaCO3 hoặc SiO2.

Trong quá trình luyện gang, các phản ứng sau diễn ra:

• Phản ứng tạo chất khử CO: C + O2 → CO2, CO2 + C → 2CO

• Phản ứng khử sắt oxit: 3Fe2O3 + CO → 2Fe3O4 + CO2, Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2, FeO + CO → Fe + CO2

• Phản ứng tạo xỉ: CaCO3 → CaO + CO2, CaO + SiO2 → CaSiO3

Để truyền đạt rõ hơn về quá trình sản xuất gang, bạn có thể xem video mô phỏng trên trang web Izumi.Edu.VN.

Thép: Sự kết hợp vượt trội

Thép cũng là một loại hợp kim của sắt, nhưng chứa carbon với tỉ lệ từ 0,01-2% khối lượng, cùng với nhiều nguyên tố khác như silicon, mangan, crôm, niken,…

Phân loại thép

• Thép thường (thép cacbon): Theo lượng carbon có thể chia thành:

  • Thép mềm: Chứa không quá 0,1% carbon, dễ gia công. Thường được sử dụng trong sản xuất các vật liệu dùng trong đời sống, xây dựng nhà cửa,…
  • Thép cứng: Chứa trên 0,9% carbon, thích hợp cho gia công các công cụ, chi tiết máy,…

• Thép đặc biệt: Là loại thép được thêm vào những nguyên tố đặc biệt. Ví dụ như thép chứa 13% mangan rất cứng và được sử dụng trong máy nghiền đá, thép chứa 20% crôm và 10% niken không gỉ được dùng trong các công cụ gia đình, y tế,…

Sản xuất thép

Quá trình sản xuất thép là giảm hàm lượng các tạp chất như silicon, mangan, lưu huỳnh, photpho, carbon,… trong gang bằng cách oxi hóa chúng thành oxit, sau đó tách ra khỏi thép.

Có nhiều phương pháp luyện thép, trong đó có phương pháp bet-xơ-me, mactanh, và lò điện. Mỗi phương pháp có đặc điểm riêng và được áp dụng tùy vào yêu cầu sản xuất.

Để hiểu rõ hơn về quá trình luyện thép và các phương pháp sản xuất thép, bạn có thể tìm hiểu thêm thông qua trang web Izumi.Edu.VN.

Với khả năng kết hợp tuyệt vời giữa sắt và các nguyên tố khác, hợp kim của sắt và thép đã trở thành những nguyên liệu quan trọng và không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp. Quá trình sản xuất và ứng dụng của chúng đang được nghiên cứu và phát triển đầy tiềm năng.

Nguồn: https://izumi.edu.vn/
Danh mục: Tài liệu hóa