将铁不停的锻打最后会剩什么?

神马筆良


铁的锻打,用专业术语来说叫做

锻造,是材料成型中的一种常见的成型方式。锻造的过程,宏观角度来看是尺寸形成的过程,微观角度来看是内部微结构组织优化的过程。下面,我就简单介绍下什么是锻造、锻造的力学原理、金属的微观结构、锻造之后的产物,以及绝对高压下铁的变化。

1、什么是锻造

锻造是依靠外力,将高温金属胚体进行优化的过程。在外力施加的过程中,高温金属会产生塑性变形(不可恢复的变形),通过这种变形,来调节外形尺寸。同时,由于巨大的外力,也让高温金属内部结构更加紧密,整体上提升金属材料的力学性能。

未经锻造之前,金属通常会进行加热,以便获得较好的锻造性能。生产出来的普通金属,内部必定含有大量的微小的空隙,如下图。有些空袭内部可能还有一些杂质。高温过后,内部的空隙会变得更加圆滑,内含的杂质也会高温后变成渣渣。

此时,利用机械外力锻打金属表面,内部的空隙就会在挤压的作用下,逐渐闭合。由于温度依然较高,闭合以后,并不是形成一个界面,而是互相融合,空隙消失。当然,内部空隙完全消失,这是不可能的。

2、锻造的力学原理

锻造通常需要加热金属。实际上,按照温度划分,锻造分热锻(>800°)、温锻(>300°, <800°)、冷锻(室温)三种,温度对金属的力学性能影响非常显著,如下图。

图中可见,随着温度的升高,曲线整体上呈下降趋势,即力学整体性能在下降。一些力学指标,如屈服极限、强度极限都在往下降(变小),承载能力随温度升高而下降。在高温状态下,尽管各项力学指标都变小了,但是对锻造来讲却是个好事。这就意味着,可以用更小的力,来改变金属的形状尺寸了。所以,高温锻造比低温要容易些。

3、金属的微观结构

前面,我们看到了放大镜下的金属微观结构。实际上,金属的微观结构有很多种类型,不同的温度范围内,就呈现不同的微观结构,从而反应在力学性能上。

上图为铁的金相图,横坐标是碳含量,纵坐标是温度。可以看到,图中分了几个区,不同的区对应不同的金相组织。如:奥氏体、铁素体、珠光体等。在锻造的过程中,加热到不同的温度,其内部金相组织就会发生相应变化。

上图为40Cr的金相图,从中可以难道一些组织结构:奥氏体晶粒边界的回火索氏体。值得说明的是,金相组织的形成是热处理的结果,包括淬火、回火等等,不同的温度下,形成不同的金相组织,从而具备不同的力学性能。

4、锻造产物

从上面的分析知道,锻造是依靠外力挤压金属,它并不会改变金属本身。在人力可及的外力下,铁的本质不会发生改变,甚至连微观的金相组织也不会发生改变。但是,由于内部结构更加紧密,锻造后的金属通常具有更加优越的力学性能。所以,锻造一般用于承载能力要求较高的结构成型上。

5、绝对外力下铁的变化

这要从铁的晶体结构说起。铁的晶体结构主要有三种,分别是α-Fe、γ-Fe、δ-Fe。下图为面心立方的铁晶体结构,是γ-Fe。三种晶体结构跟温度息息相关,所以也是上面不同金相结构的原因。图中,原子与原子的力是电磁力,本质上与金属收到的外力是同一种力。由于原子之间的斥力,在人力可及的范围内,很难将这原子间的距离缩短。假设存在这样的绝对外力,但是又不会破坏铁的原子结构,那么铁原子就是一个挨着一个,紧密排列在一起,我们可以认为他是一种新的金相,但是

原子不变的话,依然还是铁

当绝对外力继续变大,铁原子都无法保存其完整性,那么此时就不是铁了。铁原子靠的太近,外层电子就可能会被临近的铁捕捉,此时应该称之为“铁离子”。甚至,更近一步,原子核也破碎了,这时候就完全不能称为铁了。

6、总结

锻造是金属常见的一种成型方式,通过锻造可以消除一部分内部的微小空隙,提升整体的力学性能。但是,人力可及的锻造条件下,铁还是铁。

我是王小胖,专注日常生活现像的力作解释,欢迎关注。


力学Nerd王小胖


铁越锻打的次数多,氧化越多,最后只剩氧化皮了。在炉中冶炼,最后碳不断减少,可以炼成钢。


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将铁不停地锻打,最后剩的还是铁。

打铁是古代遗留至今的加工制造铁器的方法,以前用这种方法生产铁质兵器和农具,是古代军事和农工生产的重要环节,如今,更多的是把它应用在制作日常生活所需的炊具、茶具、农具和工艺品等。

打铁师傅在打制时,都要对铁器进行加温、锻打和淬火3个过程。其中加温是把铁原料放在大火上猛烧,增加铁器原料的内能。锻打是把烧红的原料用硬物不停的敲打,通过物理做功再次增加原料内能,使之发生形变,直至达到目标形状。淬火是把锻打完毕的铁器,迅速浸入冷却介质中,提高制品的硬度和耐磨性。



铁器在锻打过程中,由于瞬间的高温,使其中的碳等杂质发生氧化反应,生成二氧化碳和其他一些氧化物,在反复敲打时可以有效分离出去,从而消除原铁中的杂质,这也是越锻打原料就会越少的原因。但是,锻打后要想拥有硬度强的铁器,还必须有一定的碳含量,否则硬度也会打折扣,这也是为什么锻打铁器要掌握好火候的原因,古代的干将、莫邪都是这方面的典范。另外,通过锻打,可以使铁原料中的原子晶格变得更加紧密,成品也就越来越结实。



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我不是专家,也不去研究铁有什么成分 ,但是我知道铁匠在打铁的时候 ,铁会不断的降温 ,这时候就打不动了,需要送炉内再加温 ,然后接着打,每烧打一次 ,铁就会爆一层皮,就是铁渣滓,铁就会小一圈,如果反复烧打 ,这块铁就会变成一堆渣滓,就是这个结果。


鸿雁b


将铁不停地打只是发生了物理变形。不会对材质造成什么影响?只不过改变了它的形状。但是钢铁有疲劳。不停的打可能会断裂。但不会对铁本质产生变化。





农村铁人


不知道你不停的锻打是烧红的铁还是冷冰冰的铁[可爱]

锻打的过程就是铁不断的把铁里面的杂质析出的过程,这个杂质通常是气泡和碳,所以要求质地致密的件都要通过锻压机反复捶打,就题主问的问题,最后得到的就是熟铁,一种含碳量很少的铁,又叫软铁。


观上灵云


最后打没了。因为锻造温度是800℃到1180℃,温度降低到800℃就要再次加热,温度降低很快,低于800℃奥氏体大量转变成马氏体将难以锻打,每次普通炉火加热氧化烧损5%,中频加热烧损2%。现代锻造工艺不允许重复加热超过3次,钢材过烧材质会变化。


癞团


铁锈


雨初更寒


很多人都说什么百炼成钢,严格来说是扯淡的。钢铁不停的锻打会逐渐流失碳元素,最后成为铁,而铁不断锻打也还是铁。所谓百炼成钢主要是把含碳量高的生铁锻打析出碳元素成为刚性与韧性平衡的钢铁,如果再往下锻打会变成铁。


科技九一哥


老铁匠说铁,铁矿石十焦炭十石灰石进入高炉中后在两千多度高下铁矿石中的氧被焦炭燃烧时产生的一氧化碳急烈的夺去,变成二氧化碳气体排放,铁矿石失去氧后变成铁和碳的化合物铁水,铁水出炉后,一是送至铸铁机,冷后就是生铁。二是被送入煉钢炉用氧气吹煉,烧掉多余的碳,就变成钢水,浇入钢模中变成钢锭,经过轧机,轧制成各型钢材,而石灰石及他灰份在高温下变成炉渣,出高炉后遇水暴裂成水渣,可用作生产水泥。

如果将钢材不断的烧红了锻打,就会烧一次脱一层皮(氧化铁)中药叫铁落,最终就变成氧化铁皮了。

锻造工艺中,有一种叫"冷打成钢”的工艺,如锻打刀剑成型后,经过热处理(淬火)后,把工件放在铁钎上用铁锤冷打,使工件的金相组织更紧密,经这样"千锤百煉"后,刀剑刃口更锋利。


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