Ferro ocorre naturalmente na rocha como um minério de óxido ( ferro misturado com o oxigênio ) . Outras impurezas , tais como enxofre , manganês e fósforo podem estar presentes . Ferro foi extraído primeiro há 4.000 anos . Ele substituiu o uso de bronze (uma liga de cobre e estanho ) , quando foi descoberto que o ferro era mais difícil e não dobrar ou perder sua vantagem tão facilmente .
Ferro Fundição
o minério de ferro é fundido em um forno com rajadas de ar e um material de carbono adicionado , tipicamente coque . ( Coca-Cola é o carvão que foi aquecido sem oxigênio para queimar enxofre e outras impurezas. ) A adição de átomos de carbono a uma molécula de ferro cristalino aumenta a maleabilidade e dureza.
Tipos de ferro
o tipo mais simples de ferro para a produção é " feito " de ferro , o qual é o minério de ferro fundido a uma temperatura suficientemente elevada para se ligar a átomos de carbono entre 0,2 a 0,8 por cento do ferro fundido . Este tipo de ferro é difícil, mas maleável o suficiente para ser martelado e moldado . Como fornos foram melhorados por calor mais elevado , o ferro com um teor de carbono mais elevado de entre 3 por cento e 4,5 por cento pode ser fundido ; este era conhecido como o ferro "cast" , que foi imediatamente derramado em moldes . Era mais difícil, mas frágil, e não poderia ser em forma ou martelada .
Siderurgia
qualidade de aço é dependente de ferro de fundição a uma temperatura preciso com uma quantidade controlada de de carbono e outras ligas . O teor de carbono do aço varia entre 0,2 por cento e 1,5 por cento . Enquanto um maior teor de carbono endurece o aço, ele também torna quebradiço. Isso pode ser compensado por uma variedade de métodos envolvidos no aquecimento e resfriamento do aço, chamado de " têmpera ".
Estrutura Molecular
O aço é uma estrutura cristalina das moléculas de ferro intercaladas com moléculas de carbono . Isto é adequadamente conhecido como " cementite . " A dureza e maleabilidade do aço depende não apenas sobre o teor de carbono , mas a forma como as moléculas de carbono e de ferro estão dispostas umas às outras . Tensões internas na estrutura cristalina do aço vai aumentar ou diminuir dependendo da temperatura que é submetido e a taxa na qual o aço fundido é resfriado .
Classes de aço
Os aços ao carbono são divididos em baixo, médio , alto e muito alto . Aços de baixo e médio carbono são maleáveis e podem ser soldadas . Aços de alta e muito alta de carbono são difíceis de soldar e exigem tratamentos térmicos adicionais e usinagem. Outros aços são de aço inoxidável (uma liga de aço, cromo e níquel ) , siderurgia titânio e aço manganês.