工業(yè)純鐵是用于冶煉精密合金、高溫合金、超低碳不銹鋼、電熱合金等重要的原材料。
工業(yè)純鐵主要由電弧爐、氧氣轉(zhuǎn)爐、電弧爐加爐外真空脫碳、氧氣轉(zhuǎn)爐加爐外真空脫碳等方法生產(chǎn)。不同工藝生產(chǎn)的工業(yè)純鐵各具特點:
1.電弧爐純鐵的特點:是早生產(chǎn)純鐵的方法,含碳量為0.025%,含氮量較高,受石墨電極增碳的影響,不能生產(chǎn)更低含碳量的純鐵。
2.氧氣轉(zhuǎn)爐純鐵的特點:可以生產(chǎn)含碳量小于0.01%的低碳純鐵,但其含氧量高,含氮量較低,只能生產(chǎn)品質(zhì)一般的工業(yè)純鐵。
3.電弧爐或氧氣轉(zhuǎn)爐與爐外精煉雙聯(lián)法生產(chǎn)高品質(zhì)純鐵的特點:純鐵含碳量為0.005%,磷、硫、氧、氮以及非金屬夾雜物含量低,是目前品質(zhì)的純鐵,國內(nèi)太鋼、寶鋼、武鋼、撫鋼等都可以生產(chǎn)高品質(zhì)純鐵 。
碳素鋼有各種分類方法,如按化學成分(即以含碳量)可分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。按鋼的品質(zhì)可分為普通碳素鋼和優(yōu)質(zhì)碳素鋼。按用途則又可分為碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼。此外,還可以按冶煉方法和所保證的性能要求等來進行分類。
碳素工具鋼含碳量在0.65~1.35%之間,經(jīng)熱處理后可得到高硬度和高耐磨性,主要用于制造各種工具、刃具、模具和量具(見工具鋼)。
含碳量在2.11%時,作為鑄鐵和碳鋼的黃金分割點。碳含量在2.11%之前為碳鋼。碳含量在2.11%之后為鑄鐵。而碳含量在0.0218%至0.77%之間稱為亞共析鋼,0.77%至2.11%之間稱為過共析鋼。含碳量為0.77%為共析鋼。碳含量在2.11%至4.3%,稱為亞共晶白口鑄鐵,碳含量在4.3%至6.69%之間稱為過共晶白口鑄鐵。碳含量在4.3%為共晶白口鑄鐵。
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。考古學家曾經(jīng)在古墳?zāi)怪?,發(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,記述了當時太陽神等重要神像的寶座是用鐵制成的。鐵在當時被認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。