Bu Yazıda Neler Var?
Demir, dünyanın kabuğunda en fazla miktarda bulunan metallerden biridir. Binlerce yıldır işlenmektedir ve daha çok çelik yapımında kullanılır.
Demir, dünyanın kabuğunun yüzde 5’ini ve dünyanın tamamının yüzde 35’ini oluşturur. Demir, sembolü Fe olan kimyasal bir elementtir.
Periyodik tablonun periyodik numarası 4 olan grup 8’de bulunur. Atom numarası 26‘dır. Demir, dünya çapında üretilen tüm metal tonajların % 95’ini oluşturur ve tüm metallerde en çok elementtir.
Düşük maliyet ve yüksek mukavemet kombinasyonu sayesinde vazgeçilmezdir.
Uygulamaları gıda kaplarından aile arabalarına, tarak makinelerinden çamaşır makinelerine, kargo gemilerinden kağıt zımbalara kadar ve sayamadığımız birçok alanda kullanılır.
Çelik en iyi bilinen demir alaşımıdır. Demirin aldığı bazı formlar ise şunlardır: pik demir, dökme demir, karbon çeliği, ferforje, alaşımlı çelikler, demir oksitler.
Demir en ucuz ve yaygın kullanılan metaldir. Demirin ham hali, genelde demir oksit madenler olarak oksijenle birleştirilir.
Hematit ve manyetit, 2 ana demir madenidir. 14. Yüzyıldan beri, buhar kazanı adı verilen dev ocaklar, demir madeni ve kok kömürünü pig demire dönüştürmede kullanılır. Pig demir, buhar kazamndaki kok kömüründen kalan az miktarda karbonu içeren demirdir. Pig demir, alet, silah ve diğer birçok objenin üretiminde kullanılırdı.
Nalbantlar dövme demirle çalışır. Sıcak buhar kazanında yumuşatılan dövme demir, dövülüp şekil alabilir.
1850’lerden beri, giderek daha fazla miktarda pig demiri çeliğe dönüştürülmüştür. Çelik, pig demirden daha az miktarda karbon içerir ve daha esnektir. Çelik, pig demirin içine hava ya da oksijen üfleyerek elde edilir.
Buhar Kazanı
Buhar kazanında, demir madeni, kok kömürü ve kireç taşı ana bölüme yüklenir. Demir madeni, demir oksit içerir; kok kömürü, kömürden yapılmış bir karbon biçimidir, kireçtaşı, kalsiyum karbonattır.
Sıcak hava, kazanın tabanına verilir. Bu şekilde, kok kömürü yanıp karbon monoksiti duşturur. Yanan kok kömürü, kazanın tabanındaki derecenin üzerinde ısıtır. Bu ısıda, demir oksitteki oksijen, karbon monoksitle tepkiyerek, demiri madeninden ayırır.
Sıvı demir, buhar kazanının tabanına akar ve 3-4 saatte bir akıtılır. Kireç taşı, demir madenindeki pisliklerle tepkir ve mucur adı verilen bir ürünü meydana getirir. Sıvı demirin üzerinde, bir sıvı mucur tabakası oluşur ve arada bir kaldırılır.
Demirin Özellikleri
Saf demir, parlak, gümüş beyaz bir metaldir. 1536 derecede erir ve yumuşaktır. Çelik gibi miktarda karbon içeren demir formları, saf demirden daha serttir. Bu sertlik, çeliği saf demirden daha kullanışlı bir hale getirir.
Demir, klor, oksijen ve sülfür gibi elementlerle bileşimler meydana getirir.
Korunmayan demir, nemli havayla temas ettiğinde, aşınır. Kızıl kahverenkli oksit oluşur. Bu oksit, pastır.
Demirin Kimyasal Özellikleri
Demirin kimyasal özellikleri aşağıdaki tabloda verilmektedir.
| Kimyasal Veriler | |
| Sembolü | Fe |
| Atom Sayısı | 26 |
| Atom Ağırlığı | 55.847 |
| Elektrot potansiyeli | -0.0400 V |
| Termal nötron kesiti | 2.53 ahır / atom |
| Elektrot potansiyeli | -0.0400 V |
| İyonik yarıçap | 0.640 Å |
| Elektronegativite | 1.83 |
| X ışını emme kenarı | 1.743 Å |
| Elektrokimyasal eşdeğeri | 0.695 g / A / s |
Demirin Fiziki Özellikleri
Aşağıdaki tabloda demirin fiziksel özellikleri ele alınmaktadır.
| Özellikleri | Metrik |
| Yoğunluk | 7.87 g / cc 3. |
| Erime noktası | 1536 ° C |
| Kaynama noktası | 2861 ° C |
Demirin Mekanik özellikleri
Demirin mekanik özellikleri aşağıda verilmiştir.
| Özellikleri | Metrik |
| Kopma mukavemeti | 540 MPa |
| Akma dayanımı | 50 MPa |
| Poisson oranı | 0.291 |
| Esneklik modülü | 200 GPa |
| Kayma modülü | 77.5 GPa |
| Sertlik, Brinell | 146 |
| Sertlik, Vickers | 150 |
| Sertlik, Rockwell A | 49 |
| Sertlik, Rockwell B | 79 |
Demirin Termal Özellikler
Demirin termal özellikleri aşağıda verilmiştir.
| Özellikleri | Metrik |
| Termal genleşme katsayısı (@ 20-100 ° C / 68-212 ° F) | 12.2 µm / m ° C |
| Termal iletkenlik | 76,2 W / mK |
