Sắt tinh khiết cao (lớn hơn hoặc bằng 99 . 9% Fe) và sắt cấp thương mại về cơ bản là các vật liệu khác biệt, được phân tách bằng các cấu hình tạp chất cấp nguyên tử quyết định hiệu suất, ứng dụng và giá trị của chúng. Đây là lý do tại sao chúng thuộc về các vũ trụ khác nhau của luyện kim:
1. Kiến trúc nguyên tử: Kiểm soát tạp chất xác định danh tính
- Sắt tinh khiết cao (HPI):
- Ngưỡng tạp chất quan trọng: oxy (nhỏ hơn hoặc bằng 10 ppm), carbon (nhỏ hơn hoặc bằng 20 ppm), lưu huỳnh (nhỏ hơn hoặc bằng 5 ppm) .}
-Phương pháp sản xuất: Tinh chế điện phân, giảm hydro (DRI) hoặc các quá trình nóng chảy vùng loại bỏ các nguyên tử không phải là IRIC ở các cấp phụ PPM .
- Sắt thông thường:
- Phạm vi tinh khiết: 96 Từ99 . 8%Fe (e . g ., gang: 96%, sắt rèn: 99,4%).
- tạp chất chiếm ưu thế: carbon (lên đến 4% trong gang), silicon (1 Ném3%), mangan, lưu huỳnh, phosphorus .
- Quy mô sản xuất: lò nung lò đầu tiên ưu tiên âm lượng so với độ chính xác nguyên tử, khóa trong tạp chất .
2. Phân kỳ hiệu suất: Làm thế nào độ tinh khiết chỉ ra hành vi
Tính chất cơ học
|
Tài sản |
Sắt tinh khiết cao (5N) |
Gang |
Cái nhìn sâu sắc khoa học |
|
Sức mạnh năng suất |
35 MP50 MPa |
100 MP300 MPa |
Các nguyên tử tạp chất bị trật khớp, tăng cường độ tinh khiết có độ tinh khiết thấp 11. |
|
Kéo dài |
40–50% |
2–20% |
Carbon cực thấp trong HPI cho phép trượt tinh thể không giới hạn 11. |
|
Độ cứng |
30 trận40 HV |
200 trận1.180 HB |
Độ cứng tỷ lệ ngược với độ tinh khiết do các nguyên tử kẽ vắng mặt |
Tính chất chức năng
- Hành vi từ tính:
- HPI thể hiện sự ép buộc gần như bằng không (<10 A/m) and high saturation magnetization-critical for MRI shields and soft magnetic cores.
- Vách đá than chì của Cast Iron phá vỡ thông lượng từ tính, khiến nó trở nên vô dụng trong các thiết bị điện tử .
- Kháng ăn mòn:
- HPI tạo thành một lớp oxit thụ động khi hợp kim với CR, nhưng các dạng tinh khiết yêu cầu môi trường được kiểm soát để tránh rỉ sét .
-
- Độ dẫn nhiệt/điện:
-
- Các tạp chất trong các electron/phonon phân tán sắt thông thường, độ dẫn xuống cấp .
Sắt tinh khiết cao không chỉ đơn thuần là "sắt thường xuyên tinh chế"-Nó là một vật liệu được thiết kế riêng biệt được sinh ra từ điều khiển quy mô nguyên tử . giá trị của nó nằm ở sự vắng mặt: loại bỏ các tạp chất mà hiệu suất phá hoại trong các ứng dụng quan trọng.
