Laidus geležis ir plienas

Gamtoje geležies yra įvairiuose junginiuose su deguonimi (FeO, Fd2O3 ir kt.). Iš šių junginių išskirti chemiškai gryną geležį itin sunku. Pagal elektrines ir magnetines savybes chemiškai gryna geležis yra artima elektrolitiniu metodu nuo priemaišų išvalytai geležiai (elektrolitinė geležis). Bendras priemaišų kiekis elektrolitinėje geležyje neviršija 0,03%.

Pagrindinės geležies priemaišos yra: deguonis (O2), azotas (N2), anglis (C), siera (C), fosforas (P), silicis (Si), manganas (Mn) ir kai kurios kitos. Dauguma priemaišų į geležį patenka iš rūdos ir kuro.

Silicis ir manganas yra specialiai įvedami į geležį kaip deoksidatoriai. Jie lengvai susijungia su deguonimi ir sudaro oksidus, kurie išlydytoje geležyje (pliene) šlako pavidalu išplaukia į paviršių ir pašalinami. Tai pagerina plieno mechanines savybes, tačiau, likę nedideliu kiekiu pliene, sumažina jo elektrinį laidumą.

Siera ir fosforas yra kenksmingos priemaišos. Patekę į geležį ir plieną iš rūdos ir kuro, jie sukelia plieno trapumą.Dujos (azotas ir deguonis) taip pat yra kenksmingos priemaišos, nes pablogina geležies ir plieno elektrines ir magnetines savybes.

Priemaiša, smarkiai sumažinanti geležies elektrinį laidumą, yra anglis. Geležies ir anglies lydiniai vadinami plienais. Be anglies, pliene taip pat yra kitų elementų, kurie įvedami specialiai tam tikroms savybėms gauti (legiravimo elementai).

Geležies techninės savybės yra mažai anglies turintis plienas, kurio anglies kiekis svyruoja nuo 0,01 iki 0,1%. Konstrukciniuose plienuose anglies yra nuo 0,07 iki 0,7%, o įrankių ir kituose specialiuose (legiruotojuose) plienuose - nuo 0,7 iki 1,7%.

Geležis ir plienas – pigiausios ir prieinamiausios laidžios medžiagos, pasižyminčios dideliu mechaniniu atsparumu tempimui, tačiau jų naudojimą riboja šie trūkumai.

Geležis ir plienas turi mažą atsparumą korozijai, tai yra, jie lengvai oksiduojasi ore - jie rūdija. Be to, jie turi pakeltą pasipriešinimas (p = 0,13 — 0,14 omo x mm2 / m), palyginti su variu ir aliuminiu. Geležies ir plieno elektrinė varža kintamajai srovei labai padidėja, nes geležis ir plienas yra magnetinės medžiagos… Todėl srovė daugiausia pasislenka iš vidurinės laidininko dalies į jo paviršių (paviršiaus efektas).

Norėdami sumažinti šį efektą ir elektrinio atsparumo kintamajai srovei dydį, jie stengiasi naudoti plieną, kurio magnetinis pralaidumas yra kuo mažesnis.

Plieninės vielos gamybai naudojamas plienas, kurio anglies kiekis yra nuo 0,10 iki 0,15%, kuris pasižymi šiomis savybėmis: tankis 7,8 g/cm3, lydymosi temperatūra 1392 — 1400ОС, didžiausias tempiamasis stipris 55 — 70 kg/mm2, santykinis pailgėjimas. 4 - 5%, varža 0,135 - 146 omų hmm2 / m, atsparumo temperatūros koeficientas α = +0,0057 1 / °C.

Siekiant apsaugoti juos nuo atmosferinės korozijos, plieninės vielos padengiamos plonu vario arba cinko sluoksniu (0,016 — 0,020 mm).

Plieninė viela ir strypai taip pat naudojami kaip šerdys bimetaliniai laidaileidžia žymiai sutaupyti laidžiojo vario. Bimetaliniai laidininkai naudojami elektros prietaisuose (peilio raktai, kontaktoriai ir kt.).

Ryžiai. 1. Bimetalinės vielos skerspjūvis

Ryžiai. 2. Bimetalinės plieno-aliuminio vielos skerspjūvis: 1 — aliuminio viela, 2 — plieninė viela

Cinkuota plieninė viela, turinti didelį mechaninį atsparumą tempimui (130–170 kg / mm2), naudojama kaip plieno-aliuminio vielų šerdys, siekiant padidinti jų mechaninį atsparumą tempimui.