Korkeasuhderauta (suurempi tai yhtä suuri kuin 99 . 9% Fe) ja kaupallisen luokan rauta ovat pohjimmiltaan erillisiä materiaaleja, jotka on erotettu atomitason epäpuhtausprofiileilla, jotka määräävät niiden suorituskyvyn, sovellusten ja arvon. Tästä syystä he kuuluvat metallurgian eri maailmankaikkeuteen:
1. Atomi -arkkitehtuuri: Epäpuhtauksien hallinta määrittelee identiteetin
- Korkean puhtaan rauta (HPI):
- Kriittiset epäpuhtauskynnykset: happi (vähemmän tai yhtä suuri kuin 10 ppm), hiili (vähemmän tai yhtä suuri kuin 20 ppm), rikki (vähemmän tai yhtä suuri kuin 5 ppm) .
-
- Säännöllinen rauta:
- Puhtausalue: 96–99 . 8%Fe (e . g ., valurauta: 96%, takorauta: 99,4%).
- Hallitsevat epäpuhtaudet: hiili (jopa 4% valuraudassa), pii (1–3%), mangaani, rikki, fosfori .
-
2. Suorituskykyerot: Kuinka puhtaus sanelee käyttäytymistä
Mekaaniset ominaisuudet
|
Omaisuus |
Voimakas rauta (5N) |
Valurauta |
Tieteellinen oivallus |
|
Tuottolujuus |
35–50 MPa |
100–300 MPa |
Epäpuhtausatomien PIN-Dislocations, vahvistaen matalavarusteet rautaa 11. |
|
Pidennys |
40–50% |
2–20% |
Erittäin alhainen hiili HPI: ssä mahdollistaa rajoittamattoman kideliskän 11. |
|
Kovuus |
30–40 HV |
200–1 180 HB |
Kovuusasteikot käänteisesti puhtaudella puuttuvien interstitiaalisten atomien takia |
Toiminnalliset ominaisuudet
- Magneettinen käyttäytyminen:
- HPI: llä on lähes nollapakkausta (<10 A/m) and high saturation magnetization-critical for MRI shields and soft magnetic cores.
- Valuraudan grafiittihiutaleet häiritsevät magneettista vuotoa, mikä tekee siitä hyödytöntä elektroniikassa .
- Korroosionkestävyys:
- HPI muodostaa passiivisen oksidikerroksen, kun se on seosta CR: llä, mutta puhtaat muodot vaativat hallittuja ympäristöjä ruosteen . välttämiseksi
- Säännöllinen rauta ruosteet aggressiivisesti johtuen mikro-galvanisista soluista rautamatriisin ja karbidisulkeumien välillä .
- Lämpö/sähkönjohtavuus:
- HPI saavuttaa 80 w/m · K lämmönjohtavuus ja 96 nω · m Resistiivisyys-ylenmääräinen ruostumattomasta teräksestä 300%.
- Epäpuhtaudet säännöllisissä rautahajotuselektroneissa/fononeissa, hajoava johtavuus .
Korkeahoitorauta ei ole pelkästään "hienostunut säännöllinen rauta" -Te on erillinen atomi-asteikon hallinnasta syntynyt suunniteltu materiaali . Sen arvo on poissa ollessa: epäpuhtauksien eliminointi, joka sabotoi kriittisiä sovelluksia . kvanttitason magneettisen tarkkuuden mahdollistamisesta, jos epäonnistuminen ei ole.
