Ứng dụng của sắt đến sản xuất và đời sống

Bạn thử tưởng tượng xem khi mà 95% kim loại trên trái đất là sắt. Cứ trung bình 100kg thì chúng ta có 95kg là sắt. Như vậy thì bạn có thể nhận ra ứng dụng của sắt xuất hiện khắp nơi từ cuộc sống tới sản xuất. Bất kì một dụng cụ bằng sắt đều có thể được nhìn thấy xung quanh bạn.

Con người từ lúc bắt đầu thời kì đồ sắt đã biết khai thác và luyện kim để tạo nên sắt nguyên chất. Theo dòng thời gian phát triển của kĩ thuật. Con người chúng ta đã biết thêm bớt các loại hoá chất và kim loại khác nhau. Tạo nên nhiều chủng loại sắt hợp kim để phục vụ cho nhu cầu.

Sắt nguyên chất

Với kí hiệu hoá học là "Fe". Thật ra thì sắt nguyên chất sẽ rất ít, mà tồn tại nhiều nhất là các loại oxit sắt và sắt carbon. Tính chất hoá học của sắt có nguyên tử khối là 26 và khối lượng nguyên tử là 56g.mol^-1. Sắt có màu ánh kim, cứng và nóng chảy ở nhiệt độ 1538^oC. Vì sắt nguyên chất rất khó tìm trong thiên nhiên, vì vậy mà con người khai thác các mỏ sắt oxit để luyện kim thành sắt nguyên chất.

Chủng loại sắt được tìm thấy nhiều nhất trong thiên nhiên là sắt carbon. Chúng sẽ được khai thác và được nung chảy. Trải qua các giai đoạn luyện kim để cho ra đời sắt nguyên chất.

Hợp kim sắt

Từ sắt nguyên chất có thể tạo ra nhiều loại hợp kim khác nhau mang nhưng ưu điểm khác nhau nhằm phục vụ cho nhiều mục đích. Trong đó:

Thép carbon: Được thêm vào từ 0.5% – 1.5% carbon cũng như những nguyên tố khác như phốt pho, lưu huỳnh, mangan, silic. So với sắt nguyên chất, thép carbon cứng hơn, độ bền cũng lâu hơn. Đây là hợp kim sắt được sử dụng nhiều nhất.

Gang: Được thêm vào từ 2% – 5% lượng carbon. Ngoài ra còn có silic, lưu huỳnh. Gang là hợp kim của sắt được dùng khá nhiều trong việc làm khuôn mẫu, đúc. Chúng cứng và có nhiệt độ nóng chảy cao hơn sắt nguyên chất. Tuy nhiên, đặc tính dẻo của sắt không còn hiện diện ở hợp kim gang nữa nên rất dễ vỡ.

Thép không gỉ: Crom được thêm vào tối thiểu là 10.5% để tạo ra hợp kim hữu dụng gọi là thép không gỉ (inox).

Ngoài ra còn có niken và một số chất khác. Tỉ lệ của chúng sẽ quyết định hình thành nên những hợp kim thép không gỉ khác nhau. Nhìn chung, hợp kim này của sắt có đặc trưng chống ăn mòn, không dễ bị oxy hóa với môi trường. Ngoài ra hợp kim của sắt còn có nhiều loại khác như sắt non, sắt silic …

Sắt trong đời sống hằng ngày

Sắt được ứng dụng phổ biến trong đời sống từ những vật dụng nhỏ cho đến những công trình to. Thế mới nói, kim loại này tuy không đắt nhưng lại mang đến những giá trị hữu ích vô cùng cho cuộc sống.

Trong giao thông vận tải

Đa số những sản phẩm, hay công trình giao thông vận tải đều sử dụng sắt như một vật liệu chủ yếu. Các phương tiện đường bộ như xe 2 bánh, xe tải, xe buýt, ô tô và các loại xe thô sơ; phương tiện đường thủy như tàu bè… đều có phần khung được chế tạo từ sắt và hợp kim của sắt.

Các công trình như cầu đường, cầu vượt sông, cầu đi bộ…cũng được làm bằng sắt. Ngoài ra, đường ray xe lửa cũng được làm từ vật liệu hữu ích này.

Nền công nghiệp đóng tàu

Sắt là vật liệu chính để sản xuất tàu thuyền từ những loại nhỏ đến những con tàu có kích thước rất lớn. Ngoài ra, ở những cảng tàu, chúng ta thường thấy rất nhiều container chứa hàng – vốn cũng được làm từ sắt. Chúng chứa hàng hóa một cách đa dạng, di duyển đến nhiều nơi trên Thế giới và độ bền thì khá lâu.

Ứng dụng trong xây dựng

Công trình xây dựng cũng là ngành tận dụng giá trị của kim loại sắt một cách tối đa nhất. Giàn giáo, khung lưới, khung cốt thép…được làm bằng sắt để đảm bảo độ cứng, sự vững chãi cho công trình. Cho dù là nền móng hay cốt thép, cột, trụ…những ngôi nhà phố hay những tòa nhà cao chọc trời… sắt vẫn chiếm tỉ trọng lớn trong cả công trình.

So với những nguyên liệu khác, sắt chắc chắn hơn. So về giá thành, sắt rẻ hơn. Đó cũng là lý do mà chúng được sử dụng phổ biến như thế.

Thường sắt trong xây dựng sẽ có hình sợi với rất nhiều sợi nhỏ. Tuy nhiên nếu sử dụng các dụng cụ cầm tay để nắn và cắt thì rất lâu. Chính vì vậy mà bạn có thể cần đến một chiếc máy uốn sắt sợi để sử dụng. Bạn sẽ tiết kiệm thời gian hơn đấy.

Trong đời sống sinh hoạt hằng ngày

Ngoài những công trình lớn, sắt còn được rèn hay chế tạo thành những vật dụng quen thuộc trong sinh hoạt hằng ngày của người dân như bàn ghế, cửa sắt, lan can, cầu thang, tủ sắt, kệ, dao kéo…Sắt cứng, tuy khó khăn trong giai đoạn rèn nhưng thành phẩm của chúng thì đáng để sử dụng.

Khi sắt còn thô, chúng cứng, xù xì, màu sắc không đều (quặng sắt), tuy nhiên khi rèn thành phẩm, chúng lại đẹp và sắc sảo vô cùng.

Vậy ứng dụng của sắt trong y sinh học

Đây là ứng dụng quan trọng và hiện đại trong cuộc sống con người ngày nay. Sắt là một vi chất cần thiết cho cơ thể. Người ta chiết xuất sắt thành những chất bổ sung vào cơ thể giúp khỏe mạnh, đủ chất, giúp con người phát triển toàn diện hơn.

Chúng cũng được bào chế và tích hợp vào một số loại thuốc để chữa bệnh. Ngoài ra, sắt và hợp kim của sắt còn tham gia vào làm thành các dụng cụ y tế khác như bàn ghế, giường bệnh, cây truyền dịch, tủ đầu giường…

Tuy sắt là một kim loại có số lượng nhiều, dễ tìm nhưng chúng cũng là một tài nguyên hữu hạn. Vì thế, để cuộc sống phát triển dài lâu, đảm bảo những giá trị này vẫn tồn tại đến nhiều thế kỉ sau nữa, chúng ta cần khai thác, sản xuất, sử dụng, tái chế sắt hợp lý. Không vì chúng có dư mà tiêu dùng phung phí.

Ngoài ra còn vô vàng ứng dụng khác mà Cơ khí Huỳnh Gia An không thể kể hết chỉ bao quát kê trong bài viết hôm nay. Hy vọng bài viết sẽ có ích đối với bạn đọc.