Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Bài 20 + 21: Hợp kim sắt: Gang, Thép + Sự ăn mòn kim loại và bảo vệ kim…
Bài 20 + 21:
Hợp kim sắt: Gang, Thép + Sự ăn mòn kim loại và bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mòn
Hợp kim của sắt
Là chất rắn thu được sau khi làm nguội hỗn hợp nóng chảy của nhiều kim loại khác nhau hoặc của kim loại và phi kim
Hợp kim của sắt có nhiều ứng dụng là gang và thép
Gang là gì?
Là hợp kim của sắt với cacbon, trong đó hàm lượng cacbon chiếm từ 2-5%
Trong gang còn có một số nguyên tố khác như Si, Mn, S,...
Gang cứng và giòn hơn sắt
Thép là gì?
Là hợp kim của sắt với cacbon và một số nguyên tố khác, trong đó hàm lượng cacbon chiếm dưới 2%
Thép có tính chất vật lý và tính chất hóa học rất quý mà sắt không có được (đàn hồi, cứng, ít bị ăn mòn,...)
Thép dùng để chế tạo nhiều chi tiết máy, vật dụng, dụng cụ lao động, vật liệu xây dựng, phương tiện giao thông, vân tải (tàu hỏa, tàu thủy, ô tô, xe gắn máy,...)
Sản xuất gang, thép như nào?
Sản xuất gang
Nguyên liệu:
Quặng sắt có trong tự nhiên (có thành phần chủ yếu là các oxit sắt) gồm quặng manhetit (chứa Fe₃O₄) và hematit (chứa Fe₂O₃)
Than cốc, không khí giàu oxi và một số chất phụ gia khác như đá vôi CaCO₃ ...
Nguyên tắc sản xuất:
Dùng cacbon oxit khử oxit sắt ở nhiệt độ cao trong lò luyện kim (lò cao)
Quá trình sản xuất:
Quặng, than cốc, đá vôi có kích thước vừa phải được đưa vào lò cao qua miệng lò và xếp thành từng lớp xen kẽ nhau. Không khí nóng được thổi từ hai bên lò từ dưới lên
Các phương trình hóa học xảy ra
C + O₂ → CO₂
C + CO₂ → 2 CO
Khí CO khử oxit sắt trong thành quặng sắt
3CO + Fe₂O₃ → 3CO₂ + 2Fe
MnO₂ + 2CO → Mn + 2CO₂
SiO₂ + 2CO → Si + 2CO₂
Sản xuất thép
Nguyên liệu:
Gang, sắt phế liệu và khí oxi là nguyên liệu chính để sản xuất thép
Nguyên tắc sản xuất:
Oxi hóa một số kim loại, phi kim để loại ra khỏi gang phần lớn các nguyên tố cacbon, silic, mangan ...
Quá trình sản xuất:
Quá trình được thực hiện trong các lò luyện thép
Thổi khí oxi vào lò đựng gang nóng chảy ở nhiệt độ cao. Khi oxi oxi hóa các nguyên tố trong gang như C, Mn, Si, S, P ...
Thế nào là sự ăn mòn kim loại
Trong không khí có khí oxi, trong nước mưa thường có chứa axit do khí CO₂ và một số khí bị hòa tan, trong nước biển có hòa tan một số muối như NaCl, MgCl₂ ...
Những chất này (oxi, axit...) đã tác dụng với kim loại hoặc hợp kim sắt tạo gỉ sắt có màu nâu, xốp, giòn và làm cho đồ vật bằng sắt bị ăn mòn
Kim loại bị ăn mòn do kim loại tác dụng với những chất mà nó tiếp xúc trong môi trường (nước, không khí, đất ...)
Sự phá hủy kim loại, hợp kim do tác dụng hóa học trong môi trường được gọi là sự ăn mòn kim loại
Những yếu tố ảnh hưởng đến sự ăn mòn kim loại
Ảnh hưởng cảu các chất trong môi trường
Đinh sắt trong không khí khô, không bị ăn mòn
Đinh sắt trong nước có hòa tan khí oxi (không khí), bị ăn mòn chậm
Đinh sắt trong dung dịch muối ăn, bị ăn mòn nhanh
Đinh sắt trong nước cất, không bị ăn mòn
Ảnh hưởng của nhiệt độ
Ví dụ: thanh thép trong bếp than bị ăn mòn nhanh hơn so với thanh thép để ở nơi khô ráo, thoáng mát
Bảo vệ đồ vật bằng kim loại không bị ăn mòn
Ngăn không cho kim loại tiếp xúc với môi trường
Sơn, mạ, bôi dầu mỡ ... lên trên bề mặt kim loại
Các chất này bền, bám chắc vào bề mặt của kim loại, ngăn không cho kim loại tiếp xúc với môi trường (không khí, hơi nước ...)
Chế tạo hợp kim ít bị ăn mòn
Người ta sản xuất một số hợp kim ít bị ăn mòn
Thí dụ như cho thêm vào thép một số kim loại như crom, miken cũng làm tăng độ bền của thép trong môi trường