其实前面已经有人说到了铁的是多少。
因为铜器熔点比铁器低,而铜合金的熔点比纯铜还低。
铜的熔点是1083度,铁的熔点是1535度。铜合金也就八九百度。
对比一下中国古代陶器烧制温度,就会发现在仰韶前期就已经达到了铜合金的熔点了。
而事实上,中国最早的铜器就是公元前4675年前后仰韶前期的姜寨铜锌合金。
与此对应,西亚的陶器也是这个时期大致为彩陶时代,而西亚的冶炼铜器大致也是这个时期出现(西亚更早的大多是自然铜捶打的)。
而此时远远达不到铁器冶炼门槛。不过,世界上也并不是必须先青铜再铁器,我记得西非就是先铁器,但是我挺怀疑铁器有传入因素。
如果从使用工具的料质角度进行历史分期,人类首先进入的是石器时代,当时人们只使用那些经过简单加工就能够应用的材料,如兽骨、石块和木头等。
除了少量的铁质陨石和小块天然黄金外,人们最早认识的金属是铜。很可能是人们无意中用含有铜矿物的石头搭建炉灶烧火,由于铜的熔点低,熔化后的铜金属留在灰烬中被人们发现。这些新物质不同于石器,打磨后会发出诱人的光泽,而且可捶打成薄片和其他形状,适于做装饰品。后来人们又发现铜经过加工可制成切削工具,切割坚硬的物体时锋刃只会变形而不易破损,比石刀、石斧强很多。大约公元前4000年,在古埃及与西亚两河流域,铜器开始得到大量使用。
但是,用纯铜制成的工具和武器太软,不过人们很快发现,在冶炼铜矿石时混入一定量的锡,制成的青铜则远比纯铜硬得多。大约公元前3000年,古埃及与西亚地区最早进入青铜时代。
由于铁的熔点为1150℃,比铜高很多,木柴燃烧的温度很难使铁矿石熔化,直到公元前1400年,在两河流域才首先出现冶炼生铁技术。位于小亚细亚的赫梯人是第一个使用铁制武器的民族,他们征服了附近使用青铜武器的其他民族。与此同时,使用铁制武器的多利安人入侵希腊,打败使用青铜武器的原住民,把铁器传入欧洲。
中世纪时,欧洲冶金工匠采用一种能够获得较高温度的熔铁炉,熔融后的铁水灌入铸模,成为铸铁。它比以往的生铁制品更便宜,也更坚硬,因而使铁器得到更广泛的使用,但也导致森林木材被大规模砍伐。18世纪末,英国铁匠使用焦炭代替木炭,由此开始了以煤为主要能源的时代。
法国科学家列奥米尔发现,碳的含量决定着铁的韧性和硬度。人们通过增加炉火的温度以及向熟铁中加入适量的碳,首次制成了更坚硬的钢。但由于繁杂的工艺过程,钢仍然是一种很昂贵的材料,仅用于制造刀剑和弹簧等。直到1856年,英国工程师贝塞麦发明了鼓风炉技术,通过送风的方法来提高熔炉温度和控制碳的含量,生产出大量价格便宜的钢材。不久,英国工程师西门子又发明了平炉炼钢法,从此人类进入了钢铁时代。从枪炮、机器、轮船、铁路、桥梁到许多日常生活用品,钢材都得到广泛的使用。
科学家在炼钢过程中发现,适当加入少量的锰,可制成非常坚硬的锰合金钢。随后,人们又尝试向钢中加入钨、铬、铝、镍、钴、钡等元素,制成各种特殊性能的合金钢,如在高温下仍保持高硬度的钨铬合金钢、不怕腐蚀的镍铬不锈钢、具有极强铁磁性的镍钴磁钢等。
常用于炼钢作脱氧剂,同时由于SIO2生成时放出大量的热,在脱氧同时,对提高钢水温度也是有利的。硅铁作为合金元素加入剂。广泛用于低合金结构钢、合结钢、弹簧钢、轴承钢、耐热钢及电工硅钢之中,以外硅铁在铁合金生产及化学工业中,常用作还原剂。含硅量达95%–99%。
纯硅常用制造单晶硅或配制有色金属合金。
用途:
硅铁在钢工业、铸造工业及其他工业生产中被广泛应用。
硅铁是炼钢工业中必不可少的脱氧剂。炬钢中,硅铁用于沉淀脱氧和扩散脱氧。
砖坯铁还作为合金剂用于炼钢中。钢中添加一定数量的硅,能显著提高钢的强度、硬度和弹性,提高钢的磁导率,降低变压器钢的磁滞损耗。一般钢中含硅0。15%-0。35%,结构钢中含硅0。40%~1。75%,工具钢中含硅0。30%~1。80%,弹簧钢中含硅0。
40%~2。80%,不锈耐酸钢中含硅3。40%~4。00%,耐热钢中含硅1。00%~3。00%,硅钢中含硅2%~3%或更高。
高硅硅铁或硅质合金在铁合金工业中用作生产低碳铁合金的还原剂。硅铁加入铸铁中可作球墨铸铁的孕育剂,且能阻止碳化物形成,促进石墨的析出和球化,改善铸铁性能。
硅铁 铁和硅组成的铁合金。
硅铁的用途:
(1)在炼钢工业中用作脱氧剂和合金剂。为了获得化学成分合格的钢和保证钢的质量,在炼钢的最后阶段必须进行脱氧,硅和氧之间的化学亲和力很大,因而硅铁是炼钢较强的脱氧剂用于沉淀和扩散脱氧。
在钢中添加一定数量的硅,能显著的提高钢的强度、硬度和弹性,因而在冶炼结构钢(含硅0。40-1。75%)、工具钢(含SiO。30-1。8%)、弹簧钢(含SiO。40-2。8%)和变压器用硅钢(含硅2。81-4。8%)时,也把硅铁作为合金剂使用。
此外,在炼钢工业中,利用硅铁粉在高温下烯烧能放出大量热这一特点,常作为钢锭帽发热剂使用以提高钢锭的质量和回收率。
(2)在铸铁工业中用作孕育剂和球化剂。铸铁是现代工业中一种重要的金属材料,它比钢便宜,容易熔化冶炼,具有优良的铸造性能和比钢好得多的抗震能力。
特别是球墨铸铁,其机械性能达到或接近钢的机械性能。在铸铁中加入一定量的硅铁能阻止铁中形成碳化物、促进石墨的析出和球化,因而在球墨铸铁生产中,硅铁是一种重要的孕育剂(帮助析出石墨)和球化剂。
(3)铁合金生产中用作还原剂。
不仅硅与氧之间化学亲和力很大,而且高硅硅铁的含碳量很低。因此高硅硅铁(或硅质合金)是铁合金工业中生产低碳铁合金时比较常用的一种还原剂。
(4)75#硅铁在皮江法炼镁中常用于金属镁的高温冶炼过程中,将CaO。MgO中的镁置换出来,每生产一吨金属镁就要消耗1。
2吨左右的硅铁,对金属镁生产起着很大的作用。
(5)在其他方面的用途。磨细或雾化处理过的硅铁粉,在选矿工业中可作为悬浮相。在焊条制造业中可作为焊条的涂料。高硅硅铁在化学工业中可用于制造硅酮等产品。
在这些用途中,炼钢工业、铸造工业和铁合金工业是硅铁的最大用户。
它们共消耗约90%以上的硅铁。在各种不同牌号的硅铁中,目前应用最广的是75%硅铁。在炼钢工业中,每生产1t钢大约消耗3-5kg75%硅铁。 硅铁牌号和化学成份
牌号 化学成分
Si Al Ca Mn Cr P S C
范围 不大于
FeSi75AI1。
0-b 72。0-80。0 1 1 0。5 0。5 0。04 0。02 0。2
FeSi75AI1。5-b 72。0-80。0 1。5 1 0。5 0。5 0。04 0。02 0。2
硅铁在钢工业、铸造工业及其他工业生产中被广泛应用。
硅铁是炼钢工业中必不可少的脱氧剂。炬钢中,硅铁用于沉淀脱氧和扩散脱氧。砖坯铁还作为合金剂用于炼钢中。钢中添加一定数量的硅,能显著提高钢的强度、硬度和弹性,提高钢的磁导率,降低变压器钢的磁滞损耗。一般钢中含硅0。15%-0。
35%,结构钢中含硅0。40%~1。75%,工具钢中含硅0。30%~1。80%,弹簧钢中含硅0。40%~2。80%,不锈耐酸钢中含硅3。40%~4。00%,耐热钢中含硅1。00%~3。00%,硅钢中含硅2%~3%或更高。
高硅硅铁或硅质合金在铁合金工业中用作生产低碳铁合金的还原剂。
硅铁加入铸铁中可作球墨铸铁的孕育剂,且能阻止碳化物形成,促进石墨的析出和球化,改善铸铁性能。
此外,硅铁粉在选矿工业中可作悬浮相使用,在焊条制造业中作焊条的涂料;高硅硅铁在电气工业中可用制备半导体纯硅,在化学工业中可用于制造硅酮等。
在炼钢工业中,每生产一吨钢大约消耗3~5kg75%硅铁。
熔点:75SiFe为1300℃
硅铁按硅及其杂质含量,分为十六个牌号,其化学成分如下表:(根据GB2277-87)
牌号化学成分%SiAlCaMnCrPSC范围不大于FeSi90Al1。
587。0-95。01。50。50。40。20。040。020。2FeSi90Al387。0-95。030。50。40。20。040。020。2FeSi75Al10。5-A74。0-80。00。510。40。30。0350。020。1FeSi75Al10。
5-B72。0-80。00。510。50。50。040。020。2FeSi75Al1。0-A74。0-80。0110。40。30。0350。020。1FeSi75Al1。0-B72。0-80。01。510。50。50。040。020。2FeSi75Al1。
5-A74。0-80。01。510。40。30。0350。020。1FeSi75 Al1。5-B72。0-80。01。510。50。50。040。020。2FeSi75 Al12。0-A74。0-80。0210。40。30。0350。020。
1FeSi75 Al12。0-B74。0-80。0210。40。30。040。020。1FeSi75 Al12。0-C72。0-80。02-0。50。50。040。020。2FeSi75-A74。0-80。0–0。40。30。0350。020。
1FeSi75-B74。0-80。0–0。40。30。040。020。1FeSi75-C72。0-80。0–0。50。50。040。020。2FeSi6565。0- 0–0。70。50。040。02 -
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