46.ЗНАЧЕНИЕ НА ЖЕЛЯЗОТО И НЕГОВИТЕ СПЛАВИ

Желязото е шестият по разпространение химичен елемент на Земята. Чистото желязо има много добри механични качества – пластичност и изтегливост, които го правят подходящо за обработка, а здравината и сравнително слабата химична активност – подходящо за производство на различни предмети. Желязото се получава сравнително лесно от неговите руди.

ЖЕЛЕЗНИ СПЛАВИ

Желязото променя значително свойства си, когато съдържа други елементи в сплавите си. Най-разпространената сплав на желязото е с въглерода. Ако количеството на въглерода в сплавта е над 1,7%, тя се нарича чугун, ако е между 0,2 и 1,7% – е стомана, а при по-ниско съдържание на въглерод – меко желязо.

Чугунът е твърд, трошлив и трудно се поддава на механична обработка. Чугунените детайли се леят (фиг. 1). Те не се поддават на коване и валцуване. Затова от чугун се правят основните части за бормашини, стругове, фрези и др. (фиг. 2).

Фиг. 1. Чугун: А) леене на чугун в желаната форма; Б) оформяне на продукт от чугун
 
Фиг. 2. Изделия от чугун, които се използват в ежедневието
 

Стоманата е най-използваната желязо-въглеродна сплав. Стоманените изделия могат да се коват, стругуват и режат при обикновена температура (фиг. 3). При последователно загряване и рязко охлаждане стоманата се закалява и става твърда. Закаляването се прави след окончателното получаване на предмета. За подобряване на качествата на стоманата се прибавят в малки количества и други метали – манган, хром, никел. Стоманата намира широко приложение в бита и техниката (фиг. 4).

Фиг. 3. Рязане на стоманена тръба
Фиг. 4. Изделия от стомана
   

Мекото желязо намира ограничено практическо приложение. От него се изработват железни изделия, към които няма специални изисквания, например пирони и селскостопански сечива.

ПОЛУЧАВАНЕ НА ЖЕЛЯЗО И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА

За получаването на желязо и неговите сплави железните руди се обработват с въглероден оксид. Това води до замърсяване на атмосферата с въглероден оксид и въглероден диоксид. Отделя се също и значително количество прах и серен диоксид.

Желязото заема около 95% от световния добив на метали. Желязото и неговите съединения намират широко приложение в строителството, в машитостроенето, в транспорта и в бита (фиг. 5).

Фиг. 5. Основни приложения на сплавите на желязото

Ръждясването на желязото е голям проблем за хората. Знаете, че разрушаването на металите в околната среда се нарича корозия. Близо половината от произведеното през XIX в. желязо е излязло от употреба именно заради този процес. В наши дни се прилагат различни начини за предпазване на желязото и останалите метали от корозия.

Смята се, че човечеството разполага с железни руди за още около 240 години. Затова е важно желязото да се използва многократно. Въпреки ниската цена на желязото събирането и преработването му е важно.

НАЙ-ВАЖНОТО

ОПИШЕТЕ, ОБЯСНЕТЕ, ПРИЛОЖЕТЕ

  1. Избройте 10 предмета във вашата кухня, които са изработени от желязо или негови сплави. Опитайте да изброите други 10 предмета, които са изработени от друг метал.
  2. Каква сплав на желязото бихте използвали за направа на пружини. Обосновете избора си.
  3. Проучете в интернет каква е цената на старото желязо, медта и алуминия и преценете дали е изгодно събирането им.

И ОЩЕ...

Мит е, че спанакът съдържа много желязо. През 1890 г. при анализа на спанак било използвано сухо вещество (прах) от спанак, а не свежо растение. Така бил изключен фактът, че тъканите на спанака съдържат 90% вода. Публикуваните резултати от изследването посочвали стойност от 35 mg желязо в 100 g спанак, което е 10 пъти повече от действителното. Грешката била поправена през 1937 г., но чрез пресата и анимационните филми за Попай Моряка вече бил утвърден митът за богатия на желязо спанак. Реалната стойност на желязо в спанака е около 3,5 mg в 100 g пресен спанак.