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鉄鉱石から製鋼用鉄ができるまでには

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お礼率 28% (14/49)

こんばんわ。どなたか教えていただきたいのです。

1.鉄鉱石から製鋼用鉄ができるまでの過程
2.γ固溶体とはどういうものか?
3.炭素含有量0.8%のγ固溶体をゆっくり冷却するとどういう組織になるか?

この3つについてレポートが出されてしまって非常に困っております。
検索とか色々してみたのですが、うまくいきませんでした。
なのでどなたか教えていただけないでしょうか?よろしくお願いします。
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質問者が選んだベストアンサー

  • 回答No.1
レベル10

ベストアンサー率 58% (58/99)

すこし遅くなったのですが,どなたも回答されていないようなので,私が知っている範囲でお答えします.
ただ,以下の回答は,owen-20さんが,化学の基礎知識(高校化学くらい)を知っているものと
仮定して述べたものですので,よくわからない用語がありましたら,高校の教科書に
載っていると思うので,そちらを参照ください.


1.鉄の精錬過程について
概略は,高校の化学1Bの教科書に載っていると思うので,そちらを参照してください.
ということで,ここでは,関連する反応式だけを列挙しておきます.
どうしてこうなるかは,ご自身で考えてみてください.

<材料>鉄鉱石(Fe2O3),石灰岩(CaCO3),コークス(C)

   CO2 + C --> 2CO
   Fe2O3 + 3CO --> 2Fe + 3CO2
or
   Fe2O3 + C --> 2Fe + 3CO

とまあ,要するにコークス,一酸化炭素による還元反応がベースになっているわけです.


2.γ固溶体について
鉄には,α(~770℃),β(~910℃),γ(~1390℃),δ(1390℃~)の4種類の同素体があります.
γ体とその他のものの決定的な違いは,立体構造にあります.
α,β,δは体心立方格子で,γは面心立方格子です.

したがって,面心立方格子の隙間率は74%,体心立方格子は68%なので,γ鉄は隙間が多いと言えます.
そうすると,γ鉄の隙間には,コークスCが多く入り込むという特徴を持っています.
Cがより多く入り込むことで,鉄は硬くなります.
ちなみに,α鉄には炭素が0.02%までしか入れませんが,γ鉄は最大2%まで入れるそうです.


3.炭素含有量0.8%のγ固溶体をゆっくり冷却するとどういう組織になるか?
これをゆっくり冷やすと,大きく分けて二種類の反応が考えられます.

(1)γ→β→αというように,温度降下に伴って,鉄の一部が同素体変化して,
α鉄と若干の炭素の固溶体が析出します.これをフェライト(初析フェライト)といいます.

(2)残った炭素とγ鉄が,Fe3Cというとても硬い炭化物を形成します.これをセメンタイトといいます.

このような,(1)と(2)が交互に起こることで,得られる鉄は,フェライトとセメンタイトが層状に
重なったものになります.これがパーライトとよばれる組織です.
お礼コメント
owen-20

お礼率 28% (14/49)

ume_pyonさん、大変詳しいお答えありがとうございました~。
おかげ様で凄く助かりました。
本当にありがとうございました~、感謝です!
投稿日時 - 2002-02-28 20:07:04
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