铁性质及材料介绍(精)

55.84克每立方厘米
原子质量
铁的物理性质
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铁具有可塑性、硬度大、 铁磁性等工程技术上 所要求的许多优良性能
纯净的铁是光亮的银白色金属， 铁属高熔、沸点的重金属， 它的密度为7.86g/cm3(20℃)， 是黑色金属之一。铁一般都含有碳 熔点为1535℃，沸点为2750℃。 和其它元素，颜色且熔点显著降低。
赤铁矿
主要成份为Fe2O3，呈暗红色， 是最主要的铁矿石，也可用作 红色颜料。
褐铁矿
成分Fe2O3-nH2O，不是一种单 独的矿物，而是以针铁矿等铁 的氢氧化物为主，呈现土黄或 棕色，多半是附存在其它铁矿 石之中。
原材料及制作流程
钢 材 的 生 产 工 艺
轧钢 在旋转的轧辊间改变钢坯形状的压力加工 过程 连铸（模铸） 合格钢水在铸机中冷却成坯的过程 炼钢 铁水通过氧化反应脱碳、升温、合金化的 过程。它的主要任务是脱碳、脱氧、升温、 去除气体和非金属夹杂、合金化。 在尽量低能量消耗的条件下，通过受控炉 料及煤气流的逆向运动，高效率的完成还 原、造渣、传热及渣铁反应等过程，得到 化学成分与温度较为理想的液态金属产品。 把铁矿粉造块，为高炉提供精料的一种方 法。是利用铁矿粉、熔剂、燃料及返矿按 一定比例制成块状冶炼原料
钢铁 01
铁矿砂 02
钢的源头是铁矿砂 ，即铁 元素 (Fe) 在自然界中的存在 形式，铁矿砂主要分为磁 铁矿、赤铁矿、褐铁矿三 种，这些都是铁的氧化物。
在尽量低能量消耗的条件下，通 过受控炉料及煤气流的逆向运动， 高效率的完成还原、造渣、传热 及渣铁反应等过程，得到化学成 分与温度较为理想的液态金属产 品。
铁的燃烧
在高温时，则剧烈反应，如铁在氧气中燃 烧，生成Fe3O4，赤热的铁和水蒸气起反 应也生成Fe3O4。加热时均能同卤素、硫 、硅、碳、磷等化合。除生成+2和+3价 氧化物外，还有复合氧化物Fe3O4（磁铁 的主要成分）生成。
铁与酸反应
铁易溶于稀的无机酸中，生成二价铁盐，并 放出氢气。在常温下遇浓硫酸或浓硝酸时， 表面生成一层氧化物保护膜，使铁“钝化” ，故可用铁制品盛装冷的浓硫酸或冷的浓硝 酸。在加热时，铁可以与浓硫酸或浓硝酸反 应，生成+3价的铁盐，同时生成SO2或 NO2。
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[5]《铁元素的介绍》 F0511003 班，李奇崎，5051109079
[3]《无机化学》第三版，武汉 大学，吉林大学等校编，高等教 育出版社，1994年10月第三版；
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[6]百度百科等……
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史超靖 赵晨阳 闫泽 谢铭禹
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·原料纯铁
各类精密合金、电工合金、电热合金、软磁合 金、硬磁合金，超低碳不锈 钢和粉末冶金、非 晶态合金及永磁合金等。
纯铁的产品与用途
•高屏蔽通信 电缆用纯铁带
随着电气化铁道(包括地铁)的发展和超高距输电线的不断增 加，铁路 和邮电禹讯中的干扰问题显得十分突出，为了改善 铺设在电气化铁道两 旁或高压输电线附近，平行的通讯电缆 的屏蔽性能，提高通讯质量，诵汛电缆屏蔽材料应改用具有 高屏蔽性能的纯铁带代替普通钢带。
缺乏症
铁缺乏可使血红蛋白含量和生理活性降低，引起携带的氧明显减少， 从而影响大脑中营养素和氧的供应。人体常期缺乏铁，会发生缺铁 性贫血。表现症状为食欲减退、面色苍白、心悸头晕、免疫功能下 降、容易疲乏、注意力不集中、记忆力减退等。
生理 功能
铁的主要食物来源
丰富来源：动物血、肝脏、鸡胗、牛肾、大豆、黑木耳、芝麻酱。 良好来源：瘦肉、红糖、蛋黄、猪肾、羊肾、干果。 一般来源：鱼、谷物、菠菜、扁豆、豌豆、芥菜叶。 微量来源：奶制品、蔬菜和水果
铁的化学性质
铁的活泼性
铁是比较活泼的金属，在金属活动 顺序表里排在氢的前面，化学性质 比较活泼，是一种良好的还原剂。 铁在空气中不能燃烧，在氧气中却 可以剧烈燃烧。
铁的价态
铁是变价元素，0价只有还原性，+6价只 有氧化性，+2，+3价既有还原性又有氧 化性。在置换反应中一般显+2价，但有 少数显+3价。
04 高炉 冶炼
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生产工艺
烧结---炼铁---炼钢---连铸（模铸） ---轧钢
原材料及制作流程
生产钢铁所需要的原料
煤和焦炭 各种辅助原料，如 废钢料、氧气等
各种含有铁质的 矿石原料
冶炼的过程中用 来制造熔碴的熔 剂(或称助熔剂， 如石灰石等
原材料及制作流程
磁铁矿
主要成份为Fe3O4，是Fe2O3和 FeO的复合物，呈黑灰色，具 有磁性，在选矿时可利用磁选 法，处理非常方便。经过长期 风化作用后即变成赤铁矿。
·电子管线铁
主要用于电子管纯铁零件材料。要求纯铁材料 真空性能好和组织致 密，并且具有一定的磁性， 如做磁控管中的纯铁
铁的生理功能
铁的生理功能
铁是人体内合成血红蛋白的主要原料之一。血红蛋白的功能主要是 输送氧到各个组织器官，并把组织代谢中产生的二氧化碳运输到肺 部排出体外。铁还是人体内氧化还原反应系统中一些酶及电子传递 的载体，也是过氧化氢酶和细胞色素等的重要组成部分。
合金钢
碳素钢
炼钢用生铁 铸造用生铁 球墨铸造用生铁
其他分类方法——钢
按品质分类
普通钢（P<0.045%,S<0.050%） 优质钢（P，S<0.035%） 高级优质钢（P<0.035%,S<0.030%）
按成形方法分类
锻钢 铸钢 Βιβλιοθήκη Baidu轧钢 冷拉钢
品质
按金相分类
退火状态——亚共析、共析、过共析、莱氏体 正火状态——珠光体、马氏体、贝氏体、奥氏体 无相变
参考文献
[1]《元素化学》， [英]N.N.Greenwood，A.Earnshaw 著，高等教育出版社，1996年9 月第一版；
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[4] 《化学词典》，周公度主编， 化学工业出版社， 2004 年 4 月第 一版。
[2] 《无机化学丛书》第九卷， 谢高阳，俞练民，刘本耀等人编， 科学出版社， 1996 年 5 月第一版；
成形
金相
用途
按使用用途分类
建筑工程用钢 钢材结构钢 工具钢 特殊性能钢 专业用钢
第三章
CONTENTS
原材料及制作流程
铸铁的原材料和制作流程
原材料及制作流程
钢和铁是有少许不同的，它们的 主要成份都是铁元素，只是所含 的碳元素量不同。我们通常以 碳的含量在 2% 以上的叫 “ 生铁 ” ， 低于这个数值的叫“钢”。
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用作还原剂。用于铁盐制备。还用于制备电子 元器件。
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用作营养增补剂(铁质强化剂)。
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在胶黏剂中用作环氧胶黏剂的填料,配制铸件修 补胶。常作为还原剂使用。在电子工业、粉末 冶金、机械工业中具有广泛的用途。
纯铁的产品与用途
• 电磁纯铁
.电器、电讯中的各种类型继电器的电芯、衔铁轭铁；电磁铁 的铁芯材 料；仪器、仪表导磁元件；直流电机的铁芯和壳体； 汽车、拖拉机和车床的 电器或磁件；磁屏蔽器材，如各类磁 屏蔽罩或屏蔽盒，要求高屏蔽设备
炼铁
烧结
第四章
CONTENTS
产品与用途
Fe的用途广泛涉及到我们生产生活的方方面面
产品与用途
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用于制药、农药、粉末冶金、热氢发生器、凝胶推 进剂、燃烧活性剂、催化剂、水清洁吸附剂、烧结 活性剂、粉末冶金制品、各种机械零部件制品、硬 质合金材料制品等。
.纯铁用于制发电机和电动机的铁芯,还原铁粉用于 粉末冶金,钢铁用于制造机器和工具。此外,铁及其 化合物还用于制磁铁、药物、墨水、颜料、磨料等。
019
材料工程工业化基础—铁
史超靖 赵晨阳 闫泽 谢铭禹
1
铁的结构和性质
2
铁的分类
原材料及制作流程 产品及用途
主目录
CONTENTS
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第一章
CONTENTS
铁的结构和性质
铁的化学符号Fe来自它的拉丁文名称Ferrum，铁的英文名称是Iron
铁的结构
46%
26个质子
53%
30个中子
>1%
26个电子
第二章
CONTENTS
铁的分类
将铁按不同的分类进行的划分
基本分类
钢
含碳量低于2.11%
铁
含碳量高于2%，一般在 2.5%~4.3%之间
按化学成分分类
按 化 学 成 分 分 类
低合金钢5% 中合金钢5-10% 高合金钢10%
铸铁 生铁
灰铸铁 可锻铸铁 球墨铸铁 （生铁的衍生物）
低碳钢（<0.25%） 中碳钢（0.25%~0.60%） 高碳钢（>0.60%）