铁的比重、性质、用途及数值表
铁是元素周期表第八族的元素,也是地壳中最常见的金属之一,含量仅次于铝。单质铁是一种具有银白色调的可锻金属,化学反应活性很高,尤其容易在高湿和高温空气中腐蚀。单质铁可在纯氧中燃烧,细分散铁在空气中甚至会自燃。
通常所说的铁也包括杂质含量不超过 0.8% 的各种铁合金,这些杂质可改善纯铁的塑性和柔软性。常用铁碳合金包括含碳量不超过 2.14% 的钢和含碳量超过 2.14% 的铸铁,也包括加入其他合金金属的材料。自然界中纯铁极少见,主要存在于含镍铁陨石中。铁的元素丰度居世界第四位。
铁比重表
无法在现场自行准确测定铁的比重,这类计算需要在专门的化学实验室完成。不过,铁的平均比重已知,为 7.874 g/cm³。
为简化计算,下表列出了不同计量单位下铁的比重和重量。
铁重量表
| 材料 | 比重(g/cm³) | 1 m³ 重量(kg) |
| 铁 | 7.874 | 7874 |
铁的性质
铁是一种典型的银灰白色金属,塑性良好、磁性明显,且性质会在杂质作用下显著变化。
按晶体结构和温度,铁可分为四种状态:
- α-铁。室温下具有体心立方晶格,在约 770 °C 的居里点以下呈铁磁性,这种结构可保持到约 912 °C。
- β-铁。这是 α-铁在居里点以上失去磁性状态的历史名称,并不会形成新的晶格。
- γ-铁。约 912–1394 °C 时具有面心立方晶格。
- δ-铁。约 1394 °C 以上直至熔化,再次具有体心立方晶格。
铁约占全部冶金产量的 95%,是世界上需求量最大的金属之一,主要用途包括:
- 作为铸铁和钢的主要组分
- 用于以其他元素为基体的合金
- 氧化铁用于制造长期计算机存储设备
- 铁粉用作黑白激光打印机墨粉
- 制造电动机和变压器
- 用于印刷电路板蚀刻工艺
常见问题解答
1 立方米铁有多重?
密度约为 7.874 g/cm³ 时,1 立方米纯铁约重 7874 kg。钢和铸铁会因碳和合金元素而具有不同密度。
铁与钢和铸铁有什么区别?
铁是化学元素,钢和铸铁则是铁与碳及其他元素组成的合金,因此性质和密度并不完全相同。
铁为什么会生锈?
潮湿空气中,铁与氧气和水反应形成铁的氧化物和氢氧化物。保护涂层、合金化和涂漆可以减缓腐蚀。