纯净的铁是银白色的金属,富有延展性。
不过,纯铁的机械强度不高,在工业上不很常用。
通常所说的“钢铁”,这“钢”与“铁”是两回事。
在工业上,铁是分生铁、熟铁两种——生铁含碳1.7-4.5%,熟铁含碳0.1%以下,而钢呢?含碳量在0.1-1.7%之间。
因此,生铁、钢、熟铁的不同,主要在于含碳量的不同。
随着含碳量的高低不同,生铁、钢、熟铁的性能大步相同,用途也不同:生铁很脆,一般是浇铸成型,所以又称“铸铁”,如铁锅、火炉等,在工业上用来制造机床的床身、蒸汽机和内燃机的汽缸等,它的成本比较低廉、耐磨,但没有延性和展性,不能锻打。
熟铁所含杂质少,接近于纯铁,韧性强,可以锻打成型,所以又叫“锻铁”,如铁勺、锅铲等。
钢的韧性好,机械强度又高,在工业上的用途最广。
按含碳量的高低,分为三种碳素钢,即低碳钢(含碳低于0.25%),中碳钢(含碳在0.25-0.6%之间),高碳钢(含碳0.6%以上)。
含碳约多,钢的强度越大,硬度越高,但韧性、塑性却越差。
由于低碳钢的性能与熟铁近似,而成本比熟铁低得多,现在工业上大都用低碳钢代替熟铁,如制造铁丝、铆钉、白铁皮(镀锌Zn)、马口铁(镀锡Sn)等。
碳素钢广泛的被用来制造各种机器零件,如齿轮、凸轮、螺帽、铁轨、钢筋等等;日常生活中用的刀、手表壳、钢笔尖、针、剪刀等。
另外,在钢中加入各种不同的金属或非金属,可以制成许多性能不同的合金钢。
如含镍(Ni) 36%的镍钢几乎不因冷热而热胀冷缩,用来制造精密仪表零件;含18%钨(W)的钨钢,即使已炽热,仍非常坚硬,用来制造高速切割的车刀;含少量钒(V)的钒钢,可使钢的弹性增加一倍,用来制造各种弹簧;含2.5%硅(S)i的硅钢做成硅钢片,用作变压器的铁心,不仅可减少变压器发热现象,而且大量节约了电能。
在工业上,人们是在高炉中把铁矿同焦炭、石灰石等混合在一起,在高温下炼制铁 。
焦炭是作为燃料与还原剂,石灰石则用来除去铁矿中的杂质,如氧化硅、硫、磷等。
从高炉中炼出来的是生铁。
生铁还需放入转炉或平炉、电炉中,除去部分碳,炼制成钢。