వాహక ఇనుము మరియు ఉక్కు

ప్రకృతిలో, ఇనుము ఆక్సిజన్‌తో వివిధ సమ్మేళనాలలో ఉంటుంది (FeO, Fd2O3, మొదలైనవి). ఈ సమ్మేళనాల నుండి రసాయనికంగా స్వచ్ఛమైన ఇనుమును వేరుచేయడం చాలా కష్టం. విద్యుత్ మరియు అయస్కాంత లక్షణాల పరంగా, రసాయనికంగా స్వచ్ఛమైన ఇనుము విద్యుద్విశ్లేషణ పద్ధతి (ఎలక్ట్రోలైటిక్ ఇనుము) ద్వారా మలినాలనుండి శుద్ధి చేయబడిన ఇనుముకు దగ్గరగా ఉంటుంది. విద్యుద్విశ్లేషణ ఇనుములో మలినాలను మొత్తం మొత్తం 0.03% మించదు.

ఇనుములోని ప్రధాన మలినాలు: ఆక్సిజన్ (O2), నైట్రోజన్ (N2), కార్బన్ (C), సల్ఫర్ (C), ఫాస్పరస్ (P), సిలికాన్ (Si), మాంగనీస్ (Mn) మరియు మరికొన్ని. చాలా మలినాలు ధాతువు మరియు ఇంధనం నుండి ఇనుములోకి ప్రవేశిస్తాయి.

సిలికాన్ మరియు మాంగనీస్ ప్రత్యేకంగా డీఆక్సిడైజర్లుగా ఇనుములోకి ప్రవేశపెడతారు. అవి సులభంగా ఆక్సిజన్‌తో కలిపి ఆక్సైడ్‌లను ఏర్పరుస్తాయి, ఇవి కరిగిన ఇనుము (ఉక్కు)లో స్లాగ్ రూపంలో ఉపరితలంపైకి తేలుతూ తొలగించబడతాయి. ఇది స్టీల్స్ యొక్క యాంత్రిక లక్షణాలను మెరుగుపరుస్తుంది, కానీ, ఉక్కులో తక్కువ మొత్తంలో మిగిలి, అవి దాని విద్యుత్ వాహకతను తగ్గిస్తాయి.

సల్ఫర్ మరియు భాస్వరం హానికరమైన మలినాలు. ధాతువు మరియు ఇంధనం నుండి ఇనుము మరియు ఉక్కులోకి ప్రవేశించడం, అవి స్టీల్స్ పెళుసుదనాన్ని కలిగిస్తాయి.వాయువులు (నత్రజని మరియు ఆక్సిజన్) కూడా హానికరమైన మలినాలను కలిగి ఉంటాయి, ఎందుకంటే అవి ఇనుము మరియు ఉక్కు యొక్క విద్యుత్ మరియు అయస్కాంత లక్షణాలను క్షీణిస్తాయి.

ఇనుము యొక్క విద్యుత్ వాహకతను తీవ్రంగా తగ్గించే ఒక అశుద్ధం కార్బన్. కార్బన్తో ఇనుము యొక్క మిశ్రమాలను స్టీల్స్ అంటారు. కార్బన్‌తో పాటు, స్టీల్స్ కూడా నిర్దిష్ట లక్షణాలను (మిశ్రమ మూలకాలు) పొందేందుకు ప్రత్యేకంగా పరిచయం చేయబడిన ఇతర అంశాలను కలిగి ఉంటాయి.

ఇనుము యొక్క సాంకేతిక లక్షణాలు తక్కువ-కార్బన్ స్టీల్స్, వీటిలో కార్బన్ కంటెంట్ 0.01 నుండి 0.1% వరకు ఉంటుంది. స్ట్రక్చరల్ స్టీల్స్‌లో, కార్బన్ 0.07 నుండి 0.7% వరకు ఉంటుంది మరియు సాధనం మరియు ఇతర ప్రత్యేక (మిశ్రమం) స్టీల్‌లలో - 0.7 నుండి 1.7% వరకు ఉంటుంది.

ఇనుము మరియు ఉక్కు - అధిక యాంత్రిక తన్యత బలంతో చౌకైన మరియు అత్యంత అందుబాటులో ఉండే వాహక పదార్థాలు, కానీ వాటి ఉపయోగం క్రింది ప్రతికూలతల ద్వారా పరిమితం చేయబడింది.

ఇనుము మరియు ఉక్కు తక్కువ తుప్పు నిరోధకతను కలిగి ఉంటాయి, అనగా అవి గాలిలో సులభంగా ఆక్సీకరణం చెందుతాయి - అవి తుప్పు పట్టడం. అదనంగా, వారు పెంచారు ప్రతిఘటన (p = 0.13 — 0.14 ohms x mm2 / m) రాగి మరియు అల్యూమినియంతో పోలిస్తే. ఇనుము మరియు ఉక్కు ప్రత్యామ్నాయ ప్రవాహానికి ఇనుము మరియు ఉక్కు యొక్క విద్యుత్ నిరోధకత బాగా పెరుగుతుంది అయస్కాంత పదార్థాలు… కాబట్టి, కరెంట్ ఎక్కువగా కండక్టర్ మధ్య భాగం నుండి దాని ఉపరితలానికి మారుతుంది (ఉపరితల ప్రభావం).

ఈ ప్రభావాన్ని మరియు ప్రత్యామ్నాయ ప్రవాహానికి విద్యుత్ నిరోధకత యొక్క పరిమాణాన్ని తగ్గించడానికి, వారు సాధ్యమైనంత తక్కువ అయస్కాంత పారగమ్యతతో స్టీల్‌లను ఉపయోగించేందుకు ప్రయత్నిస్తారు.

ఉక్కు తీగ ఉత్పత్తి కోసం, 0.10 నుండి 0.15% కార్బన్ కంటెంట్ కలిగిన ఉక్కు ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది క్రింది లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది: సాంద్రత 7.8 గ్రా / సెం 3, ద్రవీభవన స్థానం 1392 - 1400ОС, గరిష్ట తన్యత బలం 55 - 70 కిలోల / మిమీ 2, సాపేక్ష పొడుగు 4 — 5%, నిరోధం 0.135 — 146 ఓం hmm2 / m, నిరోధకత యొక్క ఉష్ణోగ్రత గుణకం α = +0.0057 1 / ° C.

వాతావరణ తుప్పు నుండి రక్షించడానికి, ఉక్కు వైర్లు రాగి లేదా జింక్ (0.016 - 0.020 మిమీ) యొక్క పలుచని పొరతో కప్పబడి ఉంటాయి.

స్టీల్ వైర్ మరియు రాడ్లను కూడా కోర్లుగా ఉపయోగిస్తారు బైమెటాలిక్ వైర్లువాహక రాగిలో గణనీయమైన పొదుపును అందిస్తుంది. బైమెటాలిక్ కండక్టర్లను విద్యుత్ పరికరాలలో ఉపయోగిస్తారు (కత్తి కీలు, కాంటాక్టర్లు, మొదలైనవి).

అన్నం. 1. బైమెటాలిక్ వైర్ యొక్క క్రాస్-సెక్షన్

అన్నం. 2. బైమెటాలిక్ స్టీల్-అల్యూమినియం వైర్ యొక్క క్రాస్-సెక్షన్: 1 - అల్యూమినియం వైర్, 2 - స్టీల్ వైర్

అధిక యాంత్రిక తన్యత బలం (130 — 170 kg / mm2) కలిగిన గాల్వనైజ్డ్ స్టీల్ వైర్‌ను ఉక్కు-అల్యూమినియం వైర్‌లలో వాటి యాంత్రిక తన్యత బలాన్ని పెంచడానికి కోర్‌లుగా ఉపయోగిస్తారు.