Sehr reines Eisen wird hergestellt, indem ferric Oxid mit Wasserstoff bei 1.000 Grad C reduziert oder durch Vakuumschmelzen eines Produkts, das durch Elektrolyse von ferroem Ammoniumsulfatlösung gewonnen wird. Chemisch reines Eisen wird durch thermische Zersetzung von Eisenpentacarbonyl bei 200 bis 250 Grad C hergestellt, wobei Eisen als feines Pulver ablagert.
Stahl wird hergestellt, indem Kohlenstoff und Eisen in einem bestimmten Verhältnis vermischt werden, wobei der normale Prozentsatz von Kohlenstoff zwischen 0,2 und 2,14 Prozent des Gesamtgewichts beträgt. Abgesehen von Kohlenstoff umfassen die anderen Legierungsmaterialien, die bei der Stahlherstellung verwendet werden, Mangan, Chrom, Wolfram und Vanadium.
Physische Eigenschaften von Eisen
- Reines Eisen ist ein grauweißes weiches Metall. Sein Schmelzpunkt und Siedepunkt sind 1.528 Grad C bzw. 2.735 Grad C. Reines Eisen ist formbar und dehnbar und härtet nicht beim Abschrecken. Es ist magnetischer als jedes andere Metall, und seine magnetischen Eigenschaften bleiben selbst bei sehr hohen Temperaturen unbeeinträchtigt. Eisen ist ein guter Leiter von Wärme und Elektrizität.
Physische Eigenschaften von Stahl
- Die physikalischen Eigenschaften von Stahl ähneln nicht seinen Bestandteilselementen Kohlenstoff und Eisen. Er ist hochfest, leicht, langlebig, flexibel und korrosionsbeständig. Er ist äußerst flexibel; daher kann er in jede gewünschte Form gebracht werden. Eine der wichtigsten Eigenschaften von Stahl ist die Fähigkeit, sich schnell von einer hohen Temperatur abzukühlen, wenn er Wasser oder Öl ausgesetzt wird. Im Gegensatz zu Eisen rostet Stahl bei Einwirkung von Wasser und Feuchtigkeit nicht sehr leicht.
Allotrope Formen von Eisen
- Reines Eisen existiert in drei allotropen Formen, je nach Temperatur. Diese werden als α-, γ- und δ-Eisen bezeichnet. Diese unterscheiden sich in ihrer thermischen Stabilität, Kristallstruktur, Härte, magnetischen Eigenschaften und in ihrer Fähigkeit, Kohlenstoff zu lösen.
α-Eisen oder α-Ferrit ist stabil unter 768 Grad C und der Hauptbestandteil von reinem Schmiedeeisen, d. h. Schmiedeeisen ist die reinste Form von kommerziellem Eisen mit 0,10 bis 0,25 Prozent Kohlenstoff. α-Eisen ist weich und stark magnetisch.
γ-Eisen oder γ-Ferrit ist stabil zwischen 906 Grad C und 1404 Grad C. Im Gegensatz zu α-Eisen ist es hart und nichtmagnetisch.
δ-Eisen ist stabil unter 1400 Grad C. Es ist ebenfalls nichtmagnetisch von Natur aus.
Stahlgüten
- Die Einstufung von Stahl wird von vielen Standardorganisationen je nach den physikalischen Eigenschaften und der Zusammensetzung des Produkts durchgeführt. Die Härte des Metalls ist der entscheidende Faktor, der sich basierend auf dem Kohlenstoffgehalt unterscheidet. Je höher der Kohlenstoffgehalt, desto höher die Härte des Metalls. Allerdings enthält ein hochwertiger Stahl immer weniger Kohlenstoffgehalt sowie geringere Bruchgefahr.
Chemische Eigenschaften von Eisen
- Reines Eisen ist von trockener Luft und reinem Wasser bei gewöhnlicher Temperatur unbeeinflusst, aber kommerzielles Eisen rostet in feuchter Luft und Wasser. Reines Eisen gibt beim Erhitzen Wasserstoff, Stickstoff und Kohlenmonoxid ab. Das Metall brennt hell, wenn es in Sauerstoff erhitzt wird, und unterliegt auch der Verbrennung in brennendem Schwefel. Es zersetzt Wasserdampf bei Glut, was bei der Herstellung von Wasserstoff genutzt wird.
