Jern: tetthet, egenskaper, bruk og verditabell

Jern er et grunnstoff i den åttende gruppens sidegruppe i periodesystemet og et av de vanligste metallene i jordskorpen, bare overgått av aluminium. I ren form er jern et formbart, sølvhvitt metall. Materialet reagerer lett kjemisk, særlig ved korrosjon i luft med høy fuktighet og temperatur. Rent jern brenner i rent oksygen og kan selvantenne i luft når det er finfordelt.

Betegnelsen jern brukes vanligvis om forskjellige legeringer med opptil 0,8 prosent urenheter. Disse kan forbedre duktiliteten og mykheten til det rene metallet. Karbonlegeringer omfatter stål med opptil 2,14 prosent karbon og støpejern med mer enn 2,14 prosent karbon samt legeringer tilsatt legeringsmetaller. Rent jern forekommer svært sjelden i naturen og finnes oftest i jern-nikkelmeteoritter. Jern er det fjerde vanligste grunnstoffet i verden.

Tabell over jernets tetthet

Jern er et komplisert materiale, og vekten, nærmere bestemt tettheten, kan ikke beregnes selv under feltforhold. Slike målinger utføres i spesialiserte kjemiske laboratorier. Den gjennomsnittlige tettheten til jern er imidlertid kjent og utgjør 7,874 g/cm³.

Tabellen nedenfor gjør beregningene enklere ved å vise jernets tetthet og vekt i ulike måleenheter.

Tabell over jernets vekt

Jernets egenskaper

Jern er et typisk metall med hvit, sølvaktig og grålig farge. Det har god duktilitet, tydelige magnetiske egenskaper og endrer lett egenskaper når urenheter tilsettes. Jern er magnetisk.

Grunnstoffet deles inn i fire modifikasjoner etter krystallstrukturen:

• Alfajern. Ved romtemperatur har jern et romsentrert kubisk gitter og er ferromagnetisk under Curie-punktet på omtrent 770 °C. Strukturen bevares til cirka 912 °C.
• Betajern. Dette er den historiske betegnelsen på den ikke-magnetiske tilstanden til alfajern over Curie-punktet; det oppstår ikke noe nytt krystallgitter.
• Gammajern. I området fra omtrent 912 til 1394 °C har jern et flatesentrert kubisk gitter.
• Deltajern. Over omtrent 1394 °C og frem til smelting har jern igjen et romsentrert kubisk gitter.

Omtrent 95 prosent av all metallurgisk produksjon gjelder jern, noe som gjør det til et av verdens mest etterspurte metaller. De viktigste bruksområdene er:

• som hovedbestanddel i støpejern og stål
• i legeringer basert på andre komponenter
• jernoksid til produksjon av datalagringsenheter med langtidsminne
• jernpulver som toner i svart-hvitt-laserskrivere
• produksjon av elektriske motorer og transformatorer
• etsing av trykte kretskort