Besi vs keluli: perbandingan sifat
Besi dan keluli adalah dua daripada logam yang paling banyak digunakan di dunia, dengan masing -masing mempunyai sifat yang berbeza yang menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang berbeza. Walaupun mereka berkongsi beberapa persamaan, perbezaan utama di antara mereka berakar dalam komposisi mereka dan cara mereka berinteraksi dengan unsur -unsur lain. Dalam artikel ini, kita akan membandingkan sifat -sifat besi dan keluli untuk lebih memahami bagaimana mereka berbeza dan mengapa seseorang lebih disukai daripada yang lain dalam pelbagai aplikasi.
1. Komposisi
Besi: Besi tulen, dengan simbol kimia FE, adalah elemen logam yang secara semulajadi berlaku. Ia terutamanya terdiri daripada atom besi dan biasanya terdapat dalam alam semula jadi di bijih seperti hematit dan magnetit. Besi tulen agak lembut dan mempunyai kekuatan tegangan yang rendah.
Keluli: Keluli adalah aloi besi yang biasanya mengandungi karbon sebagai elemen aloi utama, bersama -sama dengan sedikit unsur -unsur lain seperti mangan, kromium, nikel, dan vanadium. Penambahan karbon (biasanya antara 0. 02% hingga 2.1%) dengan ketara mengubah sifat besi, meningkatkan kekuatan, kekerasan, dan sifat mekanikal yang lain.
2. Kekuatan dan ketahanan
Besi: Besi tulen agak lembut berbanding keluli. Ia mempunyai kekuatan tegangan yang rendah, yang bermaksud ia tidak dapat menahan banyak daya tarik atau regangan sebelum pecah. Ini menjadikan besi tulen tidak sesuai untuk kebanyakan aplikasi struktur dengan sendirinya.
Keluli: Keluli, disebabkan oleh kandungan karbon dan unsur -unsur aloi, jauh lebih kuat dan lebih keras daripada besi tulen. Karbon dalam keluli membentuk karbida besi, yang meningkatkan kekerasannya. Keluli boleh diperkuat lagi melalui proses rawatan haba seperti pembajaan, pengerasan, atau pelindapkejutan, menjadikannya sesuai untuk pelbagai kegunaan industri, dari pembinaan ke pembuatan automotif.
3. Rintangan kakisan
Besi: Besi sangat terdedah kepada kakisan apabila terdedah kepada kelembapan dan oksigen, membentuk oksida besi atau karat. Proses berkarat melemahkan logam dan merendahkan prestasinya dari masa ke masa.
Keluli: Rintangan keluli terhadap kakisan berbeza bergantung kepada komposisinya. Keluli karbon, sebagai contoh, boleh menghancurkan seperti besi tulen. Walau bagaimanapun, keluli aloi seperti keluli tahan karat, yang mengandungi kromium, sangat tahan terhadap kakisan. Keluli tahan karat membentuk lapisan oksida pelindung di permukaannya, yang menghalang karat dan meningkatkan ketahanannya dalam persekitaran yang keras.
4. Keupayaan kerja
Besi: Besi tulen agak mudah untuk bekerja dengan kelembutannya. Ia boleh dibentuk, dibelasah, dan dipalsukan tanpa memerlukan daya yang berlebihan, menjadikannya sesuai untuk membuat barang -barang seperti reka bentuk hiasan atau alat mudah. Walau bagaimanapun, kekuatannya yang rendah menghadkan penggunaannya dalam aplikasi yang lebih menuntut.
Keluli: Keluli juga sangat boleh dilaksanakan tetapi memerlukan lebih banyak usaha untuk membentuk berbanding dengan besi tulen kerana peningkatan kekerasannya. Keluli boleh dikimpal, dipalsukan, dan dimesin, tetapi tahap kebolehkerjaan bergantung kepada jenis keluli. Sebagai contoh, keluli ringan (keluli rendah karbon) lebih mudah untuk bekerja dengan keluli karbon tinggi, yang lebih rapuh.
5. Kemuluran dan Kebolehpercayaan
Besi: Besi tulen agak mulur (ia boleh diregangkan ke dalam dawai) dan mudah dibentuk (ia boleh dibelasah ke dalam lembaran nipis), tetapi ia tidak mempunyai ketangguhan dan fleksibiliti keluli. Akibatnya, besi tulen lebih cenderung untuk ubah bentuk atau pecah di bawah tekanan.
Keluli: Keluli biasanya kurang mulur daripada besi tulen, terutamanya keluli karbon tinggi. Walau bagaimanapun, kemuluran dan kelembapan keluli boleh dikawal dengan menyesuaikan kandungan karbon dan elemen pengaliran. Sebagai contoh, keluli ringan sangat mulur dan mudah dibentuk, menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan fleksibiliti, seperti dalam industri automotif dan pembinaan.
6. Kos dan ketersediaan
Besi: Besi tulen agak murah untuk menghasilkan dan banyak di kerak bumi. Walau bagaimanapun, sifat mekanikal yang terhad menjadikannya tidak sesuai untuk banyak aplikasi moden, dengan itu mengurangkan permintaan keseluruhannya.
Keluli: Keluli lebih mahal daripada besi tulen kerana kos tambahan pengaliran dan pemprosesan. Pelbagai jenis keluli yang tersedia (keluli karbon, keluli tahan karat, keluli aloi, dan lain -lain) bermakna keluli boleh dihasilkan untuk memenuhi pelbagai keperluan, dari pembinaan ke aeroangkasa, menjadikannya bahan serba boleh dan digunakan secara meluas.
7. Aplikasi
Besi: Besi tulen mempunyai penggunaan terhad dalam aplikasi moden kerana kelembutan dan kerentanannya terhadap kakisan. Walau bagaimanapun, ia masih digunakan dalam beberapa aplikasi khusus seperti komponen elektrik (dalam bentuk yang paling murni) dan sebagai bahan asas untuk menghasilkan besi tuang, yang digunakan secara meluas dalam enjin, paip, dan produk perindustrian lain.
Keluli: Keluli digunakan dalam aplikasi yang tidak terkira banyaknya kerana kekuatan, kekerasan, dan fleksibiliti yang unggul. Ia digunakan dalam pembinaan bangunan, jambatan, kapal, dan kenderaan, dan dalam produk pembuatan seperti jentera, alat, dan peralatan perindustrian. Keluli khusus, seperti keluli tahan karat, digunakan dalam aplikasi di mana rintangan kakisan adalah kritikal, seperti dalam industri makanan, peranti perubatan, dan persekitaran laut.
8. Rawatan Haba
Besi: Besi tulen mempunyai titik lebur yang rendah kira -kira 1538 darjah (2800 darjah F), tetapi ia tidak banyak memberi manfaat daripada rawatan haba dari segi meningkatkan sifat mekanikalnya, kerana ia sudah agak lembut.
Keluli: Keluli boleh dirawat haba dalam pelbagai cara untuk memperbaiki kekerasan, kekuatan, dan sifat lain. Rawatan haba seperti pelindapkejutan, pembajaan, dan penyepuhlindapan membolehkan kawalan tepat mikrostruktur keluli, menjadikannya sesuai untuk pelbagai kegunaan, dari keluli struktur ke keluli alat.
9. Impak Alam Sekitar
Besi: Pengekstrakan dan pemprosesan bijih besi boleh mempunyai kesan alam sekitar yang signifikan, termasuk penebangan hutan, kemusnahan habitat, dan pencemaran. Walau bagaimanapun, besi itu sendiri adalah 100% boleh dikitar semula dan boleh digunakan semula dalam pelbagai bentuk.
Keluli: Pengeluaran keluli adalah intensif tenaga, tetapi seperti besi, ia sangat boleh dikitar semula. Malah, keluli kitar semula memerlukan kurang tenaga daripada menghasilkan keluli baru dari bahan mentah. Industri keluli sedang berusaha untuk mengurangkan jejak alam sekitarnya melalui teknologi yang cekap tenaga dan peningkatan penggunaan keluli kitar semula.
Kesimpulan: Perbezaan utama antara besi dan keluli
Walaupun kedua -dua besi dan keluli adalah bahan penting di dunia moden, sifat mereka berbeza dengan ketara. Besi lembut, terdedah kepada kakisan, dan terhad dalam aplikasinya kerana kekurangan kekuatan dan ketahanannya. Keluli, sebaliknya, lebih kuat, lebih serba boleh, dan boleh disesuaikan untuk aplikasi tertentu melalui penambahan elemen aloi dan rawatan haba.
Ciri -ciri yang dipertingkatkan Steel menjadikannya bahan pilihan untuk kebanyakan aplikasi perindustrian, dari pembinaan ke pembuatan. Walau bagaimanapun, besi masih memainkan peranan penting dalam pengeluaran besi tuang dan komponen khusus tertentu.
Ringkasnya, perbezaan utama antara besi dan keluli terletak pada komposisi, kekuatan, kebolehkerjaan, rintangan kakisan, dan fleksibiliti, dengan keluli yang menawarkan kekuatan dan ketahanan yang lebih besar untuk pelbagai aplikasi yang lebih luas.
