Τι είναι τα κράματα σιδήρου;

Ένα κράμα είναι ένα μείγμα ή στερεό διάλυμα που αποτελείται από μέταλλα. Ομοίως, ένα σιδηροκράμα είναι ένα μείγμα αλουμινίου αναμεμειγμένο με άλλα στοιχεία όπως μαγγάνιο, αλουμίνιο ή πυρίτιο σε υψηλές αναλογίες. Το κράμα βελτιώνει τις φυσικές ιδιότητες ενός υλικού, όπως η πυκνότητα, η αντιδραστικότητα, ο συντελεστής Young, η ηλεκτρική αγωγιμότητα και η θερμική αγωγιμότητα. Επομένως, τα σιδηροκράματα παρουσιάζουν διαφορετικές ιδιότητες επειδή διαφορετικά μείγματα μετάλλων σε διαφορετικές αναλογίες παρουσιάζουν ένα ευρύ φάσμα ιδιοτήτων. Επιπλέον, το κράμα αλλάζει επίσης τις μηχανικές ιδιότητες του μητρικού υλικού, παράγοντας σκληρότητα, σκληρότητα, ολκιμότητα κ.λπ.
Προϊόντα Σιδηροκραμάτων
Τα κύρια προϊόντα των σιδηροκραμάτων είναι το σιδηροαργίλιο, το σιδηροπυρίτιο, το σιδηρονικέλιο, το σιδηρομολυβδαίνιο, το σιδηρομαγγάνιο, το σιδηρομαγγάνιο κ.λπ. Η παραγωγή ενός συγκεκριμένου σιδηροκράματος περιλαμβάνει πολλές διαδικασίες που πρέπει να ακολουθηθούν για να αποκτηθούν οι επιθυμητές φυσικές και μηχανικές ιδιότητες. Μικρές διαφορές στη θερμοκρασία, τη θέρμανση ή τη σύνθεση μπορούν να παράγουν κράματα με εντελώς διαφορετικές ιδιότητες. Οι κύριες χρήσεις των σιδηροκραμάτων είναι οι αστικές κατασκευές, η διακόσμηση, τα αυτοκίνητα, η χαλυβουργία και ο ηλεκτρονικός εξοπλισμός. Η βιομηχανία χάλυβα είναι ο μεγαλύτερος καταναλωτής σιδηροκραμάτων επειδή τα σιδηροκράματα προσδίδουν διάφορες ιδιότητες στα κράματα χάλυβα και στον ανοξείδωτο χάλυβα.

Σιδηρομολυβδαίνιο
Το σιδηρομολυβδαίνιο χρησιμοποιείται συχνά στην παραγωγή κραματοποιημένου χάλυβα για τη βελτίωση της σκληρότητας, της σκληρότητας και της αντοχής στη φθορά του χάλυβα. Η περιεκτικότητα σε μολυβδαίνιο στο σιδηρομολυβδαίνιο είναι γενικά μεταξύ 50% και 90%, και διαφορετικές χρήσεις απαιτούν διαφορετική περιεκτικότητα σε σιδηρομολυβδαίνιο.

Σιδηροπυρίτιο
Το σιδηροπυρίτιο περιέχει γενικά 15% έως 90% πυρίτιο, με υψηλή περιεκτικότητα σε πυρίτιο. Το σιδηροπυρίτιο είναι ένα σημαντικό υλικό κραμάτων και η κύρια εφαρμογή του είναι η παραγωγή χάλυβα. Τα σιδηροκράματα βοηθούν στην αποξείδωση του χάλυβα και των σιδηρούχων μετάλλων. Επιπλέον, βελτιώνει επίσης τη σκληρότητα, την αντοχή και την αντοχή στη διάβρωση. Η Κίνα είναι ο κύριος παραγωγός σιδηροπυριτίου.

Φερροβανάδιο
Το Ferrovanadium χρησιμοποιείται γενικά για την παραγωγή κραματοποιημένου χάλυβα για τη βελτίωση της αντοχής, της σκληρότητας και της αντοχής στη φθορά του χάλυβα. Η περιεκτικότητα σε βανάδιο στο φερροβανάδιο είναι γενικά μεταξύ 30% και 80%, και διαφορετικές χρήσεις απαιτούν διαφορετική περιεκτικότητα σε φερροβανάδιο.

Σιδηροχρώμιο
Το σιδηρόχρωμο, γνωστό και ως σίδηρος χρωμίου, αποτελείται γενικά από 50% έως 70% χρώμιο κατά βάρος. Βασικά, είναι ένα κράμα χρωμίου και σιδήρου. Το σιδηρόχρωμο χρησιμοποιείται κυρίως για την παραγωγή χάλυβα, αντιπροσωπεύοντας περίπου το 80% της παγκόσμιας κατανάλωσης.

Σε γενικές γραμμές, το σιδηρόχρωμο παράγεται σε φούρνους ηλεκτρικού τόξου. Η διαδικασία παραγωγής είναι ουσιαστικά μια καρβοθερμική αντίδραση, η οποία λαμβάνει χώρα σε ακραίες θερμοκρασίες που πλησιάζουν τους 2800°C. Για την επίτευξη αυτών των υψηλών θερμοκρασιών απαιτείται μεγάλη ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας. Ως εκ τούτου, είναι πολύ ακριβό να παραχθεί σε χώρες με υψηλό κόστος ηλεκτρικής ενέργειας. Οι κύριοι παραγωγοί σιδηροχρωμίου είναι η Κίνα, η Νότια Αφρική και το Καζακστάν.

Σιδηροτυγφράμιο
Το Ferrotungsten χρησιμοποιείται συνήθως στην παραγωγή κραματοποιημένου χάλυβα για την αύξηση της σκληρότητας, της αντοχής στη φθορά και της αντοχής σε υψηλή θερμοκρασία του χάλυβα. Η περιεκτικότητα σε βολφράμιο στο σιδηροτινγκφράμιο είναι γενικά μεταξύ 60% και 98%, και διαφορετικές εφαρμογές απαιτούν διαφορετική περιεκτικότητα σε σιδηροτινγκφράμιο.
Η παραγωγή σιδηροτυγφράμιου πραγματοποιείται κυρίως με σιδηροκατασκευή υψικαμίνων ή με μέθοδο ηλεκτρικού κλιβάνου. Στη σιδηροκατασκευή υψικαμίνων, μετάλλευμα που περιέχει βολφράμιο τοποθετείται σε υψικάμινο μαζί με οπτάνθρακα και ασβεστόλιθο για τήξη για την παραγωγή σιδηροκράματα που περιέχουν βολφράμιο. Στη μέθοδο του ηλεκτρικού κλιβάνου, ένας κλίβανος ηλεκτρικού τόξου χρησιμοποιείται για τη θέρμανση και την τήξη των πρώτων υλών που περιέχουν βολφράμιο για την παρασκευή σιδηροτυγφράμιου.

Σιδηροτιτάνιο
Η περιεκτικότητα σε τιτάνιο στο σιδηροτυγφράμιο είναι γενικά μεταξύ 10% και 45%. Η παραγωγή σιδηροτυγφράμιου πραγματοποιείται κυρίως με σιδηροκατασκευή υψικαμίνων ή με μέθοδο ηλεκτρικού κλιβάνου. Η Κίνα είναι ένας από τους μεγαλύτερους παραγωγούς σιδηροτυγφράμιου στον κόσμο.

Χρήσεις σιδηροκραμάτων

Παραγωγή κραματοποιημένου χάλυβα
Τα σιδηροκράματα είναι μια από τις σημαντικές πρώτες ύλες για την κατασκευή κραματοποιημένου χάλυβα. Με την προσθήκη διαφορετικών ειδών σιδηροκράματα (όπως σιδηροχρώμιο, σιδηρομαγγάνιο, σιδηρομολυβδαίνιο, σιδηροπυρίτιο κ.λπ.) στον χάλυβα, οι ιδιότητες του χάλυβα μπορούν να βελτιωθούν, όπως η βελτίωση της σκληρότητας, της αντοχής, της αντοχής στη φθορά, της αντοχής στη διάβρωση κ.λπ., καθιστώντας τον χάλυβα περισσότερο κατάλληλο για διαφορετικούς τομείς μηχανικής και κατασκευής.
Παραγωγή χυτοσιδήρου
Ο χυτοσίδηρος είναι ένα κοινό υλικό χύτευσης και τα σιδηροκράματα παίζουν σημαντικό ρόλο στην παραγωγή χυτοσιδήρου. Η προσθήκη ορισμένου ποσοστού σιδηροκραμάτων μπορεί να βελτιώσει τις μηχανικές ιδιότητες, την αντοχή στη φθορά και τη διάβρωση του χυτοσιδήρου, καθιστώντας τον πιο κατάλληλο για την κατασκευή μηχανικών εξαρτημάτων, εξαρτημάτων αυτοκινήτων, αγωγών κ.λπ.

Βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας
Τα σιδηροκράματα χρησιμοποιούνται επίσης στη βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας, όπως ως υλικά πυρήνων για μετασχηματιστές ισχύος. Το κράμα σιδήρου έχει καλή μαγνητική διαπερατότητα και χαμηλή υστέρηση, που μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά την απώλεια ενέργειας των μετασχηματιστών ισχύος.

Αεροδιαστημικό πεδίο
Η εφαρμογή σιδηροκραμάτων στον αεροδιαστημικό τομέα είναι επίσης πολύ σημαντική, όπως για την κατασκευή δομικών μερών και τμημάτων κινητήρα αεροσκαφών και πυραύλων, τα οποία απαιτούν αυτά τα μέρη να έχουν χαρακτηριστικά όπως ελαφρύ βάρος, υψηλή αντοχή και αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία.

Χημική βιομηχανία
Στη χημική βιομηχανία, τα σιδηροκράματα χρησιμοποιούνται συχνά ως φορείς καταλύτη σε αντιδράσεις οργανικής σύνθεσης, καθαρισμό αερίων και άλλες διεργασίες.

Πυρίμαχα υλικά
Ορισμένα σιδηροκράματα μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν στην παρασκευή πυρίμαχων υλικών για τη βελτίωση της αντοχής των υλικών σε υψηλή θερμοκρασία. Συχνά χρησιμοποιούνται στην κατασκευή πυρίμαχων υλικών σε βιομηχανίες όπως η σιδηρουργία και η χαλυβουργία.