Aleación de hierro-hidrógeno
La aleación de hierro-hidrógeno , también conocida como hidruro de hierro , [1] es una aleación de hierro e hidrógeno y otros elementos. Debido a su labilidad cuando se retira de una atmósfera de hidrógeno, no tiene usos como material estructural.
El hierro puede tomar dos formas cristalinas (formas alotrópicas), cúbica centrada en el cuerpo (BCC) y cúbica centrada en la cara (FCC) , dependiendo de su temperatura. En la disposición cúbica centrada en el cuerpo, hay un átomo de hierro en el centro de cada cubo, y en la cúbica centrada en las caras, hay uno en el centro de cada una de las seis caras del cubo. Es la interacción de los alótropos de hierro con los elementos de aleación lo que le da a la aleación de hierro-hidrógeno su rango de propiedades únicas.
En el hierro puro, la estructura cristalina tiene relativamente poca resistencia a que los átomos de hierro se deslicen entre sí, por lo que el hierro puro es bastante dúctil , o blando y fácil de formar. En el hidruro de hierro, pequeñas cantidades de hidrógeno dentro del hierro actúan como un agente suavizante que promueve el movimiento de dislocaciones que son comunes en las redes cristalinas de los átomos de hierro. Otros elementos e inclusiones actúan como endurecedores que impiden el movimiento de dislocaciones.
El hidrógeno en los hidruros de hierro típicos puede aportar hasta 13 ppm en su peso. La variación de la cantidad de hidrógeno, así como el control de su composición química y física en el hidruro de hierro final (ya sea como elemento soluto o como fase precipitada), acelera el movimiento de las dislocaciones que hacen que el hierro puro sea dúctil y, por lo tanto, controla y socava sus cualidades. La variación de los otros elementos de aleación y el control de su composición química y física también controla, pero mejora sus cualidades. Estas cualidades incluyen cosas como la dureza , el comportamiento de enfriamiento , la necesidad de recocido , el comportamiento de revenido , el límite elástico y la resistencia a la tracción .de la aleación de hierro-hidrógeno resultante. La retención de la fuerza del hidruro de hierro en comparación con el hierro puro solo es posible manteniendo la ductilidad del hierro.
A la presión ordinaria, el hierro puede incorporar una pequeña cantidad de hidrógeno en su estructura cristalina, y a temperaturas y presiones extremas, como las que se pueden encontrar en el núcleo de la Tierra, se pueden incorporar mayores cantidades de hidrógeno. Estas sustancias son objeto de estudio en metalurgia industrial y geología planetaria . [ cita requerida ]
El hierro se encuentra comúnmente en la corteza terrestre en forma de mineral , generalmente un óxido de hierro, como magnetita , hematita , etc. El hierro se funde a partir del mineral de hierro mediante una serie de procesos químicos. Uno de esos procesos, conocido como tostado de hidrógeno , se aplica más comúnmente a metales como el tungsteno y el molibdeno , pero se puede usar para producir aleaciones de hierro e hidrógeno. [ cita requerida ]
