鐵在自然界中分布極廣,但是人類發(fā)現(xiàn)和利用鐵卻比黃金和銅要遲。這首先是由于天然單質(zhì)狀態(tài)的鐵在地球上是找不到的,而且它容易氧化生銹,再加上它的熔點(1535℃)又比銅(1083℃)高得多,使它比銅難以熔煉。
人類早發(fā)現(xiàn)鐵是從天空落下的隕石,隕石含鐵的百分比很高(鐵隕石中含鐵90.85%),是鐵和鎳、鈷的混合物??脊艑W(xué)家曾經(jīng)在古墳?zāi)怪校l(fā)現(xiàn)隕鐵制成的小斧;在埃及第五王朝至第六王朝的金字塔所藏的宗教經(jīng)文中,記述了當(dāng)時太陽神等重要神像的寶座是用鐵制成的。鐵在當(dāng)時被認(rèn)為是帶有神秘性的珍貴的金屬,埃及人干脆把鐵叫做“天石”。在古希臘文中,“星”和“鐵”是同一個詞。
烏魯木齊長期高價回收廢鐵,浮選發(fā)治理污水:以鐵為陽極電解污水,陰極產(chǎn)生氣泡(氫氣)使污垢浮起,達到一定厚度使可去除,陽極產(chǎn)生的Fe2+遇到陰極產(chǎn)生的OH-生成具有吸附性的沉淀(Fe(OH)2被氧化成Fe(OH)3),吸附雜質(zhì)。
鐵碳合金,是以鐵和碳為組元的二元合金。鐵基材料中應(yīng)用多的一類——碳鋼和鑄鐵,就是一種工業(yè)鐵碳合金材料。鋼鐵材料適用范圍廣闊的原因,首先在于可用的成分跨度大,從近于無碳的工業(yè)純鐵到含碳4%左右的鑄鐵,在此范圍內(nèi)合金的相結(jié)構(gòu)和微觀組織都發(fā)生很大的變化;另外,還在于可采用各種熱加工工藝,尤其金屬熱處理技術(shù),大幅度地改變某一成分合金的組織和性能。
鐵碳合金中合金相的形成,與純鐵的晶體結(jié)構(gòu)及碳在合金中的存在形式有關(guān)。烏魯木齊廢鐵回收)純鐵有三種同素異構(gòu)狀態(tài):912℃以下為體心立方晶體結(jié)構(gòu),稱α-Fe;912~1394℃為面心立方晶體結(jié)構(gòu),稱γ-Fe;1394℃以上,又呈體心立方結(jié)構(gòu),稱δ-Fe。在液態(tài),在低于7%碳范圍,碳和鐵可完全互溶;在固態(tài),碳在鐵中的溶解是有限的,并且溶解度取決于鐵(溶劑)的晶體結(jié)構(gòu)。與鐵的三種同素異構(gòu)物相對應(yīng),碳在鐵中形成的固溶體有三種:α固溶體(鐵素體)、γ固溶體(奧氏體)和δ固溶體(δ鐵素體)。這些固溶體中,鐵原子的空間分布與α-Fe、γ-Fe和δ-Fe一致,碳原子的尺寸遠(yuǎn)比鐵原子為小,在固溶體中它處于點陣的間隙位置,造成點陣畸變。碳在γ-Fe中的溶解度,但不超過2.11%;碳在α-Fe中的溶解度不超過0.0218%;而在δ-Fe中不超過0.09%。當(dāng)鐵碳合金的碳含量超過在鐵中的溶解度時,多余的碳可以以鐵的碳化物形式或以單質(zhì)狀態(tài)(石墨)存在于合金中,可形成一系列碳化物,其中Fe3C(滲碳體,6.69%C)是亞穩(wěn)相,它是具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的間隙化合物。石墨是鐵碳合金的穩(wěn)定平衡相,具有簡單六方結(jié)構(gòu)。Fe3C有可能分解成鐵和石墨穩(wěn)定相,但該過程在室溫下是極其緩慢的。