Почему одно железо не ржавеет, а другое ржавеет?
Уникальная железная Кутубская колонна в Индии, которая не ржавеет более тысячи лет.
В Индии, на территории комплекса Кутб-Минар в Дели находится один из самых загадочных в мире предметов – знаменитая Железная колонна. Ее назывют Кутубской колонной, или колонной Махарсули. Её стоило бы отнести к одному из того, что сейчас принято называть «чудеса света», ибо современная наука сам факт ее существования, иначе как чудом объяснить не может. В том виде, в котором она есть, она просто существовать не может!
На этой колонне имеется санскритское стихотворение, которое говорит о том, что данная колонна поставлена в период правления царя Чандрагупты II из династии Гуптов, царствовавшего между 381 и 414 гг. нашей эры. Хотя это не подтверждает изготовление колонны именно в этот период – не исключено, что сама колонна была изготовлена существенно раньше, а надпись нанесена позднее. На сегодняшний момент Кутубская колонна, пожалуй, один из самых загадочных памятников индийской культуры.
Изначально Железная колонна увенчивалась изображением мифической птицы Гаруды, посвящалась богу Вишну и находилась в другом месте Индии. Позднее мусульманские завоеватели, не понимая толком с чем имеют дело, перенесли ее во двор мечети Кувват уль-Ислам. Скорее всего, именно тогда с колонны исчезла птица Гаруда и куда делась неизвестно.
2)
КУТУБСКАЯ КОЛОННА ИМЕЕТ СЛЕДУЮЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ: ВЫПОЛНЕНА ИЗ ЧИСТОГО ЖЕЛЕЗА, МОНОЛИТНА, ТО ЕСТЬ НЕ ИМЕЕТ НИ ОДНОГО СВАРНОГО ИЛИ ЛЮБОГО ДРУГОГО СОЕДИНИТЕЛЬНОГО ШВА, ВЫСОТА – 7,3 МЕТРА, ВЕС – БОЛЕЕ 6,5 ТОНН; ДИАМЕТР У ОСНОВАНИЯ – 42 СМ., ДИАМЕТР У ВЕРХА – 30 СМ.. НО НЕ ЭТО САМОЕ ИНТЕРЕСНОЕ – В МИРЕ
ЕСТЬ КУДА БОЛЕЕ МАСШТАБНЫЕ РЕЛИГИОЗНЫЕ ИЛИ СИМВОЛИЧЕСКИЕ РЕАЛИЗАЦИИ. ВООБЩЕ, В ТРОПИЧЕСКОМ И ОЧЕНЬ ВЛАЖНОМ КЛИМАТЕ ИНДИИ, ПРЕДМЕТЫ ИЗ ЖЕЛЕЗА РЖАВЕЮТ ОЧЕНЬ БЫСТРО, НО КОРРОЗИЯ ДАННУЮ КОЛОННУ
СОВЕРШЕННО НЕ ЗАТРОНУЛА – ОНА СТОИТ УЖЕ БОЛЕЕ 1500 ЛЕТ (ЧТО ПОДТВЕРЖДАЕТСЯ ДОКУМЕНТАЛЬНО) И НЕ ИМЕЕТ НИ МАЛЕЙШИХ СЛЕДОВ РЖАВЧИНЫ. НИКАКИХ! КАК БУДТО НАХОДИТСЯ ОНА НЕ ВО ВЛАЖНОЙ АТМОСФЕРЕ, А ЗАПАЯНА В БЕЗВОЗДУШНОЙ КОЛБЕ. (ЭНЦИКЛОПЕДИЯ).
ПОЧЕМУ РЖАВЕЕТ ЖЕЛЕЗО?
Если оставить какой-то железный предмет в сыром и влажном месте на несколько дней, он
покроется ржавчиной, как если бы его покрасили красноватой краской.
Что такое ржавчина? Почему она образуется на железных и стальных предметах? Ржавчина — это
окись железа. Она образуется в результате «сгорания» железа при соединении с кислородом,
растворенным в воде.
Это значит, что при отсутствии в воздухе влаги и воды вообще отсутствует растворенный в воде
кислород и ржавчина не образуется.
Если капля дождя попадает на блестящую железную поверхность, она остается прозрачной в
течение короткого периода времени. Железо и кислород, находящийся в воде, начинают
взаимодействовать и образуют окись, то есть ржавчину, внутри капли. Вода становится
красноватой, и ржавчина плавает в воде в виде мелких частиц. Когда капля испарится, остается
ржавчина, образуя красноватый слой на поверхности железа.
Если уж ржавчина появилась, она будет расти и в сухом воздухе. Это происходит потому, что
пористое пятно ржавчины поглощает влагу, содержащуюся в воздухе, — она притягивает и
удерживает ее. Вот почему легче предупредить ржавчину, чем остановить ее, когда она появилась.
Проблема предупреждения ржавчины очень важна, так как изделия из железа и стали должны долго храниться. Иногда их покрывают слоем краски или пластмассы. А что бы ты сделал, чтобы
предохранить от ржавчины боевые корабли, когда они не используются? Эта проблема решена с
помощью поглотителей влажности. Такие механизмы заменяют влажный воздух в отсеках на сухой.
Ржавчина в таких условиях появиться не может! (Энциклопедия).
Известно, что каждое явление природы, в том числе – ржавеет и не ржавеет, как следствие, основаны на причине.
— Первопричина колебаний и явлений природы, как единая точка зрения на Вселенную, была обнаружена (в том числе) и на таком опыте: падающий на твёрдые кристаллы свет отражается с рассеиванием. При понижении
3)
температуры кристаллов рассеивание уменьшается до некоторого предела и, вопреки классическим представлениям, сохраняется при дальнейшем охлаждении. В связи с этим учёные пришли к выводу, что в природе
существуют ничем не уничтожимые колебания частиц (первичное движение) с некоторой «нулевой» амплитудой А и энергией равной постоянной Планка: h=6,626•10-34, Дж/Т,
(см. Нулевые колебания, квантовая механика из Википедии–свободной энциклопедии).
Действия ничем неуничтожимых “нулевых” притягивающих и отталкивающих векторов объёмно колеблющихся тел в едином времени,
представляют природную первопричину (диффузия, броуновское движение). А следствием, вторичным, являются результаты их всех
взаимодействий, обладающие (Дао-божественно-генетически-термодинамическим) само организующим строительно-разрушительным ходом: (растянутым во времени) — от рождения „чего-либо“, взросления, старения и распада во всех вселенских масштабах.
Период полураспада квантово-механической системы (частицы, ядра, атома…) – время Т, в течение которого система распадается с вероятностью ;. Если рассматривается ансамбль независимых частиц, то в течение одного периода полураспада Т количество выживших частиц уменьшится в среднем в 2 раза. Например, период полураспада:
калия – 39,1 (19) составляет Т=1,28•106 лет;
урана – 238 (92) Т=4,5•109 лет;
тория – 232 (90) Т=1,41•1010 лет. (Энциклопедия).
Планета Земля предположительно образовалась из астероидного пояса. Астероиды, состоящие из элементов таблицы Менделеева и их сочетаний, в виде платформ, щитов различных наименований и размеров, некогда составлявшие вращающийся между Венерой и Марсом пояс, (при сохранении количества движения), сложились, подобно вееру, в дубль планеты – Землю и Луну. Аналогично из своих астероидных поясов образовались все планеты Солнечной системы. Астероидный пояс между Марсом и Юпитером – это не распавшаяся планета Фаэтон, а будущая. При переходе астероидного пояса в гео – селеновые объекты, – его различных наименований платформы, плиты, щиты и т. д., собираясь в кучу, разбивались и дробились, но между ними оставались пустоты. Действие гравитации и времени вытесняло пустоты. А когда наступил период распада, то температура Земли начала повышаться. Ледяные астероиды (а они могли быть, в том числе, и в центре) – превращались в воду. Гравитация, как основа тектоники, вынуждала более плотным телам опускаться к центру Земли, вытесняя менее плотные объекты и воду, изменяя рельеф местности, создавая перепады по высоте. Несолёная вода (источники) в виде атмосферных
4)
осадков, рек, морей и океанов размывали выступающие на поверхность астероиды (в том числе соли), из которых образовались осадочные месторождения полезных ископаемых, например: железа, марганца, угля…и
солёность воды в океанах. Тогда как не размытые астероиды стали представлять коренные месторождения полезных ископаемых, в том числе нефти и газа. (См. www.oskar-laar.at.ua стр. 22-23).
А теперь остаётся сравнить возрасты нержавеющего метеоритного железа Кутубской колонны с железом земного происхождения.
Пусть (условно) единицей измерения времени каждого периода Тт (рождения-Тт, взросления-Тт, старения-Тт, распада-Тт), будет период полураспада
тория – 232 (90) Тт = 1,41•1010 лет.
Тогда земное железо будет иметь возраст четыре единицы 4Тт=Тт+Тт+Тт+Тт, а Кутубское железо – всего одну единичку Тт. Ответ лежит на поверхности:
Кутубское метеоритное железо молодое, обладает иммунитетом, поэтому не ржавеет.
А земное железо – старое (распадающееся, изменившее свойства), уже утратило иммунитет, поэтому ржавеет.
Как и полагается первопричина – одна – возраст, а следствия – разные.
В том-же ключе: усталость металла, аппарат не выдержал нагрузки, появилась трещина и так далее.
Возможно учёные-дегустаторы будут учитывать „стаж наработки” и возрастные нагрузки для железа.
"Планета Земля предположительно образовалась из астероидного пояса" — "предположительно!" вот и вся основа этой работы.
Объяснить (притянуть за уши) можно все, что угодно. особенно если есть имя в науке. только будет ли это правдой в последнем (или первом. ) значении.
Помнится, Капица не смог объяснить почему чаинки (при размешивании) собираются в центре стакана. вернее объяснил. сложные течения (упал в глазах).
Есть такие ученые — дарвины (с маленькой буквы и с полным презрением). они умеют предполагать (ржунимагу). вот главное, таким не стать. лучше сказать: "Мы этого пока не знаем."
И расскажите уж, наконец:
— Что такое огонь?
Потом можно и в дебри лезть.
Портал Проза.ру предоставляет авторам возможность свободной публикации своих литературных произведений в сети Интернет на основании пользовательского договора. Все авторские права на произведения принадлежат авторам и охраняются законом. Перепечатка произведений возможна только с согласия его автора, к которому вы можете обратиться на его авторской странице. Ответственность за тексты произведений авторы несут самостоятельно на основании правил публикации и законодательства Российской Федерации. Данные пользователей обрабатываются на основании Политики обработки персональных данных. Вы также можете посмотреть более подробную информацию о портале и связаться с администрацией.
Ежедневная аудитория портала Проза.ру – порядка 100 тысяч посетителей, которые в общей сумме просматривают более полумиллиона страниц по данным счетчика посещаемости, который расположен справа от этого текста. В каждой графе указано по две цифры: количество просмотров и количество посетителей.
© Все права принадлежат авторам, 2000-2022. Портал работает под эгидой Российского союза писателей. 18+
Почему железная руда не ржавеет
Почему железная руда не ржавеет под землей? Там же сыро земля руда
Она и есть вся ржавчина — оксиды железа (II) и (III). Самородное железо крайне редко.
Я так и думал. То есть, мы именно из ржавчины получаем благородный метал?)
Именно так. Лет триста назад так вообще считали, что добывают простые вещества — "земли", а из них получаются металлы — соединения "земель" с теплом. Но нет, тепло — не вещество.
ПОЧЕМУ ИНДИЙСКИЙ ЖЕЛЕЗНЫЙ СТОЛБ НЕ РЖАВЕЕТ 1500 ЛЕТ
Всего в получасе езды от старого центра индийской столицы, на одной из площадей, возле минарета Кутб-Минар, стоит железная колонна возрастом более полутора тысяч лет. В Индии ее называют «чудом света», возле нее всегда толпится народ. Индусы, мусульмане, христиане, сикхи — местные жители и иностранные туристы — стекаются посмотреть на железную колонну высотой почти в три этажа.
Впрочем, народ к ней стекался с давних времен — это были толпы богомольцев: считалось, что если кто прислонится спиной к колонне и обхватит ее руками, то будет счастлив. Другой вариант — исполнится загаданное желание. А в чем, собственно, дело? А в том, что стоит сия колонна полторы тысячи лет, омывается дождями, и. не ржавеет. А сделана из железа.
Колонна была воздвигнута в 415 г. в честь царя Чандрагупты II, императора династии Гуптов, скончавшегося в 413 г. О чем гласит соответствующая надпись на санскрите: «Царь Чандра, прекрасный, как полная луна, достиг высшей власти в этом мире и возвел колонну в честь бога Вишну».Первоначально колонна находилась на востоке страны, была увенчана изображением священной птицы Гаруды и стояла перед храмом. (Гаруда в индуизме — ездовая птица (вахана) бога Вишну, борец со змеями-нагами. В буддизме это один из символов просветленного ума.)В 1050 г. царь Ананг Пола перевез колонну в Дели. Сделать это было, в общем, непросто: железный колосс весит по разным оценкам 6,5-6,8 т. Нижний диаметр колонны 48,5 см, к вершине сужается почти до 30 см. Высота — 7 м 21 см.
Впечатляет? О, да! Но куда больше впечатляет факт, что монолит на 99,72% состоит из чистого железа! Примеси в нем составляют всего 0,28%. При этом на черно-синей поверхности колонны можно заметить лишь едва различимые пятнышки коррозии. Почему колонна не ржавеет? Вопрос вопросов. Он лишает сна ученых и разжигает любопытство простых зевак.
Гиды, кстати, часто рассказывают легенды об исключительности своего «чуда света». По одной из них для создания колонны была использована нержавеющая сталь. Однако анализ, сделанный индийским ученым Чедари, показывает, что колонна не содержит легирующих элементов, приводящих к повышенной коррозионной стойкости.Так действительно, почему ровно за 16 сотен лет колонну не изъела ржавчина, та самая ржавчина, что ежегодно губит в мире многие тонны железа? Тем более если это не сталь. И это в Индии, где с июня по сентябрь льют муссонные дожди!
Потому-то ученые снова и снова ломают голову: кто и, главное, каким образом изготовил эту уникальную колонну? Ведь чистое железо — и по сей день редкость. Металлурги производят его весьма сложным методом. Каким же образом древним умельцам удалось сделать это чудо, перед которым бессильны столетия? На этот счет было выдвинуто множество гипотез, в том числе и фантастических.Например, некоторые писатели и даже исследователи всерьез утверждали, будто колонна Чандрагупта — дело рук инопланетян или жителей Атлантиды. Вторая распространенная гипотеза опять-таки связывала происхождение железного колосса из Дели с космосом. Дескать, колонну сделали из железного метеорита, упавшего на землю.Но и тут не все гладко: авторы этой гипотезы не смогли убедительно объяснить, каким образом метеорит в те далекие времена был превращен в колонну. Как-никак речь идет об отливке (либо ковке) «статуи» длиной в семь с лишним метров и весом почти в семь тонн. (Кстати, версии, говорящие о том, что железная колонна в Дели была отлита или откована из одного цельного куска железа, в настоящее время подвергаются сомнениям.
Некоторые ученые утверждают, что колонна изготовлена ковкой отдельных криц железа (крица — твердая губчатая масса железа, полученная нагреванием, или восстановлением, руды без расплава последней) массой до 36 кг. В качестве доказательства приводятся отчетливо видимые следы ударов и линии сварки, а также малое содержание серы (благодаря древесному углю, использованному для плавки руды) и большое количество неметаллических включений (недостаточная проковка).)Но вернемся к гипотезам. Надо сказать, что «космические» гипотезы никто, по большому счету, не воспринял всерьез. А вот к мнению доктора Суббарауаппа, председателя Национального комитета по истории Индии, общественность прислушалась.
По мнению ученого, надпись на колонне гласит лишь о времени ее водружения в Дели, а вовсе не о «дате изготовления». То есть колонна могла быть создана значительно раньше V века.Известно, что некогда в Индии была «великая железная эпоха»: начавшаяся в X в. до н.э., она продолжалась более тысячелетия. В ту пору индийские мастера металлургии славились во всей Азии, а индийские мечи высоко ценились даже в странах Средиземноморья.Старинные хроники сообщают, что во время походов Александра Македонского правитель одного из индийских княжеств преподнес в дар полководцу сто талантов стали (по нынешним представлениям не такой уж ценный подарок — 250 килограммов, но в те времена сталь ценилась очень высоко).
Во многих древних храмах встречаются железные балки длиной до 6 м. Историки сообщают, что применявшиеся при сооружении египетских пирамид орудия из железа для обработки камня изготовляли в Южной Индии, которая вела оживленную торговлю с Римом, Египтом и Грецией.Индия настолько была известна на Востоке своими изделиями из стали, что у персов в разговоре о чем-нибудь излишнем и ненужном бытовала поговорка: «В Индию сталь возить». Вообще наличие такого большого железного изделия в V в. символизировало высокий уровень богатства государства. Даже спустя 600 лет, в 1048 г., описывая (с чужих слов) колонну, Бируни из Хорезма считает это всего лишь легендой.Получается, что уже во времена Македонского — в IV в. до н.э. — индийская металлургия была на очень высоком уровне. Но если это так, если уже в ту пору индийские мастера владели секретом «крупногабаритного» литья из нержавеющего железа, то почему до наших дней дожила только колонна Чандрагупта? Только она и ничего более?! Не странно ли это? Странно, а потому ставит под сомнение и саму гипотезу доктора Суббарауаппа.
Согласно еще одной версии, колонна случайно получилась при выплавке «на глазок», как это бывало в древности. При такой выплавке возможны очень большие отклонения в качестве металла. Вот, дескать, одним из таких исключений и могла быть колонна.По мнению одного автора, древние металлурги для получения чистого железа растирали губку сварочного железа в порошок и просеивали его. А потом полученный чистый порошок железа нагревали до красного каления и под ударами молота его частицы слипались в одно целое — сейчас это называется методом порошковой металлургии.Еще одну довольно популярную версию происхождения колонны Чандрагупта опять- таки называют фантастической. Связана эта гипотеза с историей хараппской цивилизации, лежавшей некогда в долине реки Инд.
Расцвет этой цивилизации, как полагают ученые, длился почти десять веков — с середины III тыс. до н.э. Одним из наиболее значительных памятников той эпохи является город Мохенджо-Даро, руины которого обнаружили во время раскопок в 1922 г. Город этот погиб 3500 лет назад, причем погиб внезапно, в одночасье. Еще в процессе раскопок встал вопрос: как был разрушен большой город — с кирпичными и каменными домами, мостовыми, водопроводом, канализацией?По схеме, нарисованной историками, все могло произойти по следующему сценарию: на обычный процесс упадка культуры и торговли наложились катастрофическое наводнение, эпидемия и вдобавок нашествие завоевателей.
Но! Во-первых, предложенное объяснение отдает «винегретом» — слишком уж много всего намешано. А во-вторых, упадок культуры — процесс длительный, а все в Мохенджо- Даро говорит о том, что катастрофа произошла внезапно. Наводнение? Но в руинах не обнаружено следов разгула водной стихии. Эпидемия? Она не поражает людей внезапно и одновременно — людей, прогуливающихся по улицам или занимающихся своими делами.Однако, судя по расположению скелетов, так все и было. С полным на то основанием можно отвергнуть и версию о внезапном нападении — ни на одном из скелетов нет следов ран, нанесенных оружием. Зато в Мохенджо-Даро нашлись следы особого рода — следы мощного ядерного взрыва. Так, во всяком случае, утверждает английский ученый Д.Довенпорт, и его итальянский коллега Э. Винченти присоединяется к нему.Они говорят, что, если внимательно осмотреть разрушенные здания, создается впечатление, будто очерчена четкая область — эпицентр, в котором все строения сровнялись с землей. От центра к периферии разрушения постепенно уменьшаются, и лучше всего сохранились окраинные постройки. Итак, ядерный взрыв? Но позвольте, речь идет о событиях, происходивших еще до нашей эры!
А если и был взрыв, то, стало быть, существовала цивилизация, обладавшая таким научно-техническим потенциалом, какой нам и не снился. И если мастера этой древней цивилизации сумели сделать ядерную бомбу, то уж изготовить такую безделицу, как нержавеющая колонна, им труда не составило.Между тем ученые неоднократно высказывали идею, что секрет нержавеющего металла скрыт в его составе. Дабы проверить эту гипотезу, в 1912-м, 1945-м и 1961 гг. индийские специалисты брали пробы железа для химического анализа колонны Чандрагупта. Оказалось, что по сравнению с современными марками стали в исследуемых образцах в пять раз выше содержание фосфора, зато процент марганца и серы, наоборот, до крайности мал.
Увы, эти ценные данные нисколько не приблизили ученых к отгадке «коррозийной стойкости» индийского «чуда света». Все это еще предстоит выяснить. К счастью, время позволяет: собака лает, караван идет, века проходят, а колонна стоит. Кстати, популярность среди европейцев железная колонна в Дели приобрела после работ английского востоковеда и индолога Александра Каннингема более 150 лет назад, но мало кто знает, но аналогичная колонна еще больших размеров, изготовленная в III веке, возвышается в индийском городе Дхар.Пытливые ученые провели ряд исследований железных колонн в Дхар и Дели. Так, например, английскими учеными были взяты в качестве образцов мелкие кусочки металла колонн для проведения в Лондоне физико-химического анализа.
По приезде в Лондон выяснилось, что образцы. покрылись ржавчиной. Вскоре шведский материаловед И.Вранглен с коллегами обнаружил на колонне зону сильной коррозии. Оказалось, что в районе заделки колонны в фундаменте она проржавела на глубину до 16 мм по всему диаметру. На воздухе — не ржавеет, в контакте с землей — ржавеет? Странно, согласитесь! Либо везде ржаветь, либо нигде не ржаветь. А коррозия на образцах, «оторванных» от колонны — это вообще за гранью понимания.Еще одним загадочным памятником древности является статуя Будды из Султанганжа, отлитая из чистой меди и весившая больше тонны. По мнению ученых, этой статуе не меньше 1500 лет и, до сих пор не существует никакого научного объяснения того, как древние индийский кузнецы смогли изготовить подобное произведение искусства.
Сейчас статуя медного Будды находится в Бирмингемском музее и художественной галерее, а табличка с ее описанием гласит: «Статуя Будды, возраст которой составляет около 1500 лет, сохранилась практически неповрежденной, что делает ее уникальной достопримечательностью в мире».
Чистое железо
Чистое железо найти невозможно. Даже в железной руде присутствуют различные примеси. И потому профессор В. С. Меськин в труде о производстве высококачественной стали утверждал, что мы до сих пор не знаем до конца все технические свойства чистого железа, ведь даже в лабораторных условиях его еще ни разу не получали.
И действительно, большинство данных были получены на недостаточно чистых образцах, поэтому в современных условиях эти сведения устарели. Потому мы можем достоверно говорить лишь о технически чистом железе. При этом востребованность стали особой чистоты в отдельных отраслях подразумевает более пристальный интерес к получению этого материала. Но возможно ли это?
История изучения чистого железа в природе
Коммерческий словарь, переведенный с французского Василием Левшиным в конце XVIII века, упоминает о самородном железе, чистота которого позволяет выковать из него готовые изделия, не переплавляя. Металл, о котором идет речь, был привезен из Сенегала, где его находили в виде больших глыб. В России, по словам авторов словаря, местом находок подобного «чистого» железа (как на фото) часто служила Сибирь.
В 1870 г. Норденшельд открыл большие залежи самородного железа на острове Диско (Гренландия). Металл нашли в базальтовой породе среди залежей каменного угля. Это были как мелкие зерна и блестки, так и крупные самородки. Встречались такие виды, как природное «сварочное железо» или «натуральная сталь».
Также природное железо нашли у Касселя в Германии и во французской Оверни. Обнаруженная в Коннектикуте (США) и пролегавшая в слюдяных сланцах жила имела около 5 см в толщину.
VT-metall предлагает услуги:
Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы
Крайне редко встречающееся самородное железо, которое ошибочно считать чистым, не имеет какой-либо промышленной ценности. Также очень редко его находят в сплавах аварюста и жозефинита.
От метеоритного самородное железо отличает относительно низкое содержание никеля, достигающее 2 %. Содержание кобальта доходит до 0,3 %, меди – до 0,4 % и платины – до 0,1 %. Также металл отличает низкая углеродистость.
В случаях, когда руда в природе контактирует с углеродом при экстремальных температурах, из сплава может образовываться самородный чугун. В начале прошлого века на острове Русский геологом Александром Иностранцевым были открыты пласты самородного чугуна. Они залегали в нескольких десятках метров от поверхности в скальной породе на берегу моря. При бурении из скважины извлекли образцы природного сплава с содержанием 3,2 % углерода, 1,55 % кремния и 0,6 % марганца.
В земной коре самородное железо образуется в процессе застывания магмы. Восстановительные процессы с участием углерода приводят к его выделению из оксидов и сульфитов. По этой причине в полученных образцах металл нередко соседствует с когенитом – железоникелевым карбидом (Fe, Ni, Co)3C. Иностранцев предполагал, что к образованию чугуна привело соприкосновение расплавленной горной породы или кварцевого порфира с содержащим прослойки железной руды каменным углем.
Присутствие природной шихты, экстремальная температура и отсутствие контакта с воздухом привели к выделению оксида углерода и углеводородов, воздействие которых и превратило руду в самородки чугуна.
Уже давно люди стали искать ответ на вопрос о том, как получить чистое железо, и неплохо продвинулись в решении этой задачи. Какой же степени чистоты железа удалось достигнуть на современном производстве, ржавеет чистое железо или нет? Особо чистое карбонильное железо, полученное в наши дни, содержит мизерные 0,00016 % примесей, что в 4,5 тысячи раз ниже этого показателя в знаменитом Делийском столбе с содержанием примесей 0,28 %.
Первое, что поражало людей в колонне, сотни лет стоящей в Дели, ее устойчивость к коррозии во влажном климате. Получается, что сделать чистое железо человек пытался еще 1 600 лет назад.
Свойства технически чистого железа
Первым делом следует определить само понятие технической чистоты. Сегодня технически чистое железо является наиболее свободным от примесей.
Технически чистой принято называть низкоуглеродистую сталь, не содержащую легирующих добавок. Общее содержание примесей, включая углерод (не более 0,02 %), в таком металле не должно превышать 0,008–0,1 %. Это и есть ответ на вопрос о том, чистым ли веществом является такое железо или же смесью.
Технически чистое железо, или ARMCO Pure Iron, очень пластично, хорошо проводит электрический ток и отличается высокой коррозионной стойкостью. Этот металл нашел широкое применение в металлургии, приборостроении, электротехнике, медицине и многих других областях.
Благодаря низкому удельному сопротивлению, высокой индуктивности при намагничивании и высокой устойчивости к размагничиванию технически чистое железо используют при изготовлении компонентов магнитопроводов, реле, сердечников и проволоки для обмотки катушек электродвигателей, генераторов и другой электротехники.
ТЧЖ – наиболее чистый металл, полученный в современной металлургии, с содержанием железа до 99,92 % отличается:
- малой коэрцитивной силой,
- отличными магнитными свойствами,
- высокой проводимостью,
- стойкостью к коррозии,
- пластичностью,
- хорошей свариваемостью.
Сталь ARMCO Pure Iron, проходящая при выплавке очистку, отличается максимальной однородностью, крайне низким содержанием кислорода, полным отделением шлаков. Для того чтобы улучшить магнитные свойства ТЧЖ, его отжигают при +900 °С и постепенно охлаждают при +600 °С. Термообработка в вакуумной печи или защитной среде из инертного газа дает возможность предотвратить окисление металла.
Отжиг уменьшает внутреннее термическое напряжение, укрупняет зерна в структуре металла и снижает их суммарную площадь, что позволяет избежать образования микродефектов. Кроме того, термообработка облегчает дальнейшие работы с металлом и замедляет структурное старение.
Применение технически чистого железа ARMCO
ТЧЖ ARMCO Pure Iron, впервые полученное более века назад, в наши дни по-прежнему служит базовым компонентом в металлургии. Без него не обходится большинство сортов нержавеющей, кислотостойкой и жаростойкой стали и магнитных сплавов. Технически чистое железо служит шихтой при выплавке многих видов легированной стали, материалом для заготовок монет.
Этот металл используют в электротехнической промышленности, из него изготавливают:
- Сердечники, полюсные наконечники и якоря в машинах постоянного тока.
- Защитные экраны МРТ и рентгеновских аппаратов.
- Детали асинхронных двигателей.
- Провода обмоток электромагнитов, электродвигателей, катушек индуктивности, реле постоянного тока и т. д.
- Магнитные устройства.
Из ТЧЖ также производят специальную химически стойкую посуду, антикоррозионные шайбы для клемм, уплотнители и прокладки для работающих в агрессивной среде устройств.
Как получают самое чистое железо на производстве
По технологии выработки различают карбонильное и электролитическое технически чистое железо:
- Для получения карбонильного железа пентакарбонил железа подвергают температурному разложению с последующим восстановлением в водороде.
- Изготовление электролитического железа происходит путем очистки в расплаве солей. Его выпускают в виде порошка или кусков. Марки 005 и 008 ЖР изготавливают с применением продуктов прямого восстановления руды.
В отличие от карбонильного ТЧЖ, содержащего относительно большое количество углерода, в состав чистого железа, полученного с помощью электролиза, входит не более 0,05 % примесей.
При сравнительном химическом анализе ТЧЖ, полученного перечисленными выше способами, получаем следующие усредненные показатели: