آهن
Iron
پایهی فولاد؛ آلوتروپهای α/γ/δ اساس عملیات حرارتیاند.
معرفی
آهن پرکاربردترین فلز تاریخ بشر و محور کل صنعتی است که این شرکت به آن خدمت میکند. آنچه فولاد را ممکن میکند، آلوتروپی آهن است: تغییر ساختار بلوری با دما، که امکان انحلال و رسوب کربن و در نتیجه عملیات حرارتی را فراهم میسازد.
ساختار بلوری و کریستالوگرافی
آهن α (فریت) تا ۹۱۲°C ساختار BCC دارد؛ بین ۹۱۲ تا ۱۳۹۴°C به آهن γ (آستنیت) با ساختار FCC تبدیل میشود که کربن بسیار بیشتری در خود حل میکند؛ بالای آن تا نقطهی ذوب (۱۵۳۸°C) دوباره BCC (آهن δ) است. سرد کردن سریع آستنیت، ساختار مارتنزیت تتراگونال و بسیار سخت میدهد.
فازها و آلوتروپها
ریختشناسی و شکل عرضه
در صنعت بهصورت سنگآهن (هماتیت Fe₂O₃، مگنتیت Fe₃O₄)، گندله، آهن اسفنجی (DRI) و قراضه وارد کوره میشود.
ترکیبات مهم
| فرمول | نام | اهمیت |
|---|---|---|
| Fe₂O₃ / Fe₃O₄ | هماتیت / مگنتیت | کانههای اصلی؛ خوراک کوره بلند. |
| FeO (وستیت) | اکسید آهن دوظرفیتی | جزء مهاجم سرباره — به شدت نسوز را میخورد. |
| FeCr₂O₄ | کرومیت | اسپینل آهن-کروم. |
ایزوتوپها
چهار ایزوتوپ پایدار؛ ⁵⁶Fe با ۹۲٪ غالب و از پایدارترین هستههای جهان است.
نقش در صنایع دیرگداز و فرآیندی
برای مهندس نسوز، FeO دشمن اصلی است: در سربارهی اکسیدی، اکسید آهن بهسرعت در نسوز نفوذ و آن را حل میکند. کنترل FeO سرباره (با اکسیژنزدایی) یکی از مؤثرترین راههای افزایش عمر آستر است.