Struktur, Jenis, Karakteristik, Sifat dan Contoh Logam Besi



itu logam besi adalah yang mengandung besi (Fe), serta sejumlah kecil logam lain yang ditambahkan untuk memberikan sifat menguntungkan tertentu pada paduannya. Meskipun zat besi dapat ada di beberapa keadaan oksidasi, +2 (besi) dan +3 (besi) adalah yang paling umum.

Namun, istilah "besi" mengacu pada keberadaan besi terlepas dari tingkat oksidasi dalam material. Besi adalah unsur paling berlimpah keempat di kerak bumi, tetapi secara global merupakan unsur terestrial utama. Oleh karena itu, logam besi secara historis dan industri telah berpartisipasi dalam evolusi manusia.

Ini telah terjadi karena kelimpahannya yang besar dan sifat yang dapat dimodifikasi. Logam besi ini mulai dari ekstraksi besi dari sumber mineral, seperti: hematit (Fe2O3), magnetite (Iman3O4) dan siderita (FeCO3). Karena kinerjanya, oksida ini lebih diinginkan dalam pemrosesan besi.

Gambar atas menunjukkan besi cor "lidah api" pijar. Dari semua logam besi, yang paling penting terdiri dari paduan besi dengan sejumlah kecil karbon tambahan: baja.

Indeks

  • 1 Struktur
  • 2 Karakteristik dan properti
  • 3 Contoh
    • 3.1 Besi tempa atau manis
    • 3.2 Besi mentah atau besi kasar
    • 3.3 Besi murni
    • 3.4 Cast atau besi tuang (pengecoran)
    • 3.5 Besi abu-abu
    • 3.6 Besi ulet
    • 3,7 Baja
  • 4 Baja dan aplikasinya
    • 4.1 Karbon atau baja konstruksi
    • 4.2 Baja silikon
    • 4.3 Baja galvanis
    • 4.4 Stainless steel
    • 4.5 baja mangan
    • 4.6 Baja invar
  • 5 Referensi

Struktur

Karena besi adalah komponen utama logam besi, strukturnya terdiri dari deformasi kristal padatan murni mereka.

Akibatnya, paduan besi seperti baja tidak lebih dari pemasukan interstitial atom-atom lain dalam susunan besi kristalin.

Pengaturan apa ini? Besi membentuk alotrop (struktur padat berbeda) sesuai dengan suhu di mana ia terbuka, mengubah sifat magnetiknya. Jadi, pada suhu kamar ia menyajikan array bcc, juga dikenal sebagai alpha-iron (kubus di sebelah kiri, gambar atas).

Namun, dalam kisaran suhu tinggi (912-1394 (ºC)), pengaturan menunjukkan ccp atau fcc: iron-gamma (kubus di sebelah kanan). Setelah suhu ini terlampaui, setrika kembali ke bentuk bcc untuk akhirnya meleleh.

Perubahan struktur alfa-gamma ini dikenal sebagai transformasi fase. Fase gamma mampu "memenjarakan" atom karbon, sedangkan fase alfa tidak.

Jadi, dalam kasus baja, strukturnya dapat divisualisasikan sebagai set atom besi yang mengelilingi atom karbon.

Dengan cara ini, struktur logam besi bergantung pada distribusi fase besi dan atom spesies lain dalam padatan.

Karakteristik dan properti

Besi murni adalah logam yang lunak dan sangat ulet, sangat sensitif terhadap korosi dan oksidasi faktor eksternal. Namun, ketika itu mencakup proporsi berbeda dari logam atau karbon lain, ia memperoleh karakteristik dan sifat baru.

Faktanya, perubahan inilah yang membuat logam besi bermanfaat untuk aplikasi yang tak terhitung jumlahnya.

Paduan besi umumnya tahan, tahan lama dan ulet, dari warna abu-abu cerah dan dengan sifat magnetik.

Contohnya

Besi tempa atau manis

Ini memiliki kandungan karbon kurang dari 0,03%. Berwarna perak, mudah teroksidasi dan retak secara internal. Selain itu, ia ulet dan dapat dibentuk, konduktor listrik yang baik dan sulit untuk dilas.

Ini adalah jenis logam besi yang pertama kali digunakan manusia dalam pembuatan senjata, peralatan, dan konstruksi. Saat ini digunakan di piring, paku keling, kisi, dll. Karena merupakan konduktor listrik yang baik, ia digunakan dalam inti elektromagnet.

Setrika dengan kasar atau besi tuang

Dalam produk awal tanur tinggi, mengandung 3-4% karbon dan jejak unsur lain seperti silikon, magnesium dan fosfor. Penggunaan utamanya adalah untuk campur tangan dalam produksi logam besi lainnya.

Besi murni

Ini adalah logam putih keabu-abuan dengan sifat magnetik. Meskipun kekerasannya rapuh dan rapuh. Titik leburnya tinggi (1500 ºC.) Dan cepat teroksidasi.

Ini adalah konduktor listrik yang baik, sehingga digunakan dalam komponen listrik dan elektronik. Selebihnya, itu tidak berguna.

Besi cor atau besi cor (pengecoran)

Mereka memiliki kandungan karbon tinggi (antara 1,76% dan 6,67%). Mereka lebih keras dari baja tetapi lebih rapuh. Mereka meleleh pada suhu yang lebih rendah dari besi murni, sekitar 1100 ºC.

Karena dapat dibentuk, potongan dengan ukuran dan kompleksitas yang berbeda dapat diproduksi dengannya. Besi cor jenis abu-abu digunakan dalam jenis besi ini, yang memberikan stabilitas dan kemampuan cetakan.

Mereka memiliki ketahanan yang lebih besar terhadap korosi daripada baja. Selain itu, mereka murah dan padat. Mereka memiliki fluiditas pada suhu yang relatif rendah, dan dapat mengisi cetakan.

Juga, mereka memiliki sifat kompresi yang baik, tetapi mereka rapuh dan pecah sebelum ditekuk, sehingga mereka tidak bekerja untuk bagian yang sangat rumit.

Besi abu-abu

Ini adalah besi cor paling umum, rona abu-abu karena adanya grafit. Ini memiliki konsentrasi karbon antara 2,5% dan 4%; selain itu, mengandung 1-3% silikon untuk menstabilkan grafit.

Ini menyajikan banyak atribut dari besi cor dasar, karena fluiditas tinggi. Itu tidak fleksibel dan membungkuk sesaat sebelum istirahat.

Besi ulet

Karbon ditambahkan, dalam bentuk granit bulat, pada konsentrasi antara 3,2% dan 3,6%. Bentuk bulat dari grafit memberikan ketahanan yang lebih besar terhadap benturan dan kelenturan dibandingkan besi abu-abu, yang memungkinkan penggunaannya dalam desain terperinci dengan pinggiran.

Baja

Kadar karbon antara 0,03% dan 1,76%. Di antara kualitasnya adalah kekerasan, keuletan dan ketahanan terhadap upaya fisik. Secara umum, mereka mudah teroksidasi. Mereka dapat dilas dan dapat diproses dalam menempa atau secara mekanis.

Juga, mereka memiliki kekerasan yang lebih besar dan fluiditas yang lebih sedikit daripada besi cor. Untuk alasan ini mereka membutuhkan suhu tinggi untuk mengalir dalam cetakan.

Baja dan aplikasinya

Ada beberapa jenis baja, masing-masing dengan aplikasi berbeda:

Baja karbon atau konstruksi

Konsentrasi karbon dapat bervariasi, membentuk empat bentuk: baja ringan (0,25% karbon), baja semi-manis (0,35% karbon), baja semi-keras (0,45% karbon) dan keras (0,5%) ).

Ini digunakan dalam pengembangan alat, lembaran baja, kendaraan kereta api, paku, sekrup, mobil dan kapal.

Baja silikon

Disebut juga baja listrik atau baja magnetik. Konsentrasi silikonnya bervariasi antara 1% dan 5%, Fe bervariasi antara 95% dan 99%, dan karbon memiliki 0,5%.

Selain itu, sejumlah kecil mangan dan aluminium ditambahkan. Ini memiliki kekerasan besar dan hambatan listrik yang tinggi. Ini digunakan dalam pembuatan magnet dan transformator listrik.

Baja galvanis

Itu ditutupi dengan lapisan seng yang melindunginya dari oksidasi dan korosi. Karena itu, berguna untuk pembuatan bagian-bagian dan alat-alat pipa.

Baja tahan karat

Ini memiliki komposisi Cr (14-18%), Ni (7-9%), Fe (73-79%) dan C (0,2%). Ini tahan terhadap oksidasi dan korosi. Ini digunakan dalam produksi alat pemotong serta bahan pemotong.

Baja mangan

Komposisinya adalah Mn (10-18%), Fe (82-90%) dan C (1,12%). Keras dan tahan untuk dipakai. Ini digunakan pada rel kereta api, brankas dan baju besi.

Baja invar

Ini menyajikan 36% Ni, 64% Fe dan karbon 0,5%. Ini memiliki koefisien ekspansi yang rendah. Ini digunakan dalam pembangunan skala indikator; misalnya: pita pengukur.

Referensi

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia Edisi ke 8, Pembelajaran CENGAGE.
  2. Admin (19 September 2017). Apa itu besi, dari mana asalnya dan berapa banyak jenis besi yang ada? Diperoleh pada 22 April 2018, dari: termiser.com
  3. Wikipedia. (2018). Besi Diperoleh pada 22 April 2018, dari: en.wikipedia.org
  4. Logam. Sifat umum. Ekstraksi dan klasifikasi logam. Diperoleh pada 22 April 2018, dari: edu.xunta.gal
  5. Jose Ferrer. (Januari 2018). Karakterisasi metalurgi dari bahan besi dan non-ferreal. Diperoleh pada 22 April 2018, dari: steemit.com
  6. Esai, Inggris. (November 2013). Struktur Dasar Logam Besi. Diperoleh pada 22 April 2018, dari: ukessays.com
  7. Cdang (7 Juli 2011). Iron Alfa & Iron Gamma. [Gambar] Diperoleh pada 22 April 2018, dari: commons.wikimedia.org
  8. Wlodi. (15 Juni 2008). Kepang stainless steel. [Gambar] Diperoleh pada 22 April 2018, dari: commons.wikimedia.org