Czyste żelazo otrzymuje się laboratoryjnie przez elektrolizę soli żelazowych lub przez redukcję czystego tlenku żelazowego wodorem w temperaturze powyżej 500°C: Fe203 -j- 3H, = 2Fe + 3 HaO.
Przeznaczony do tego celu tlenek najlepiej wytworzyć przez prażenie szczawianu. Na skalę techniczną wytwarza się czyste żelazo przez rozkład termiczny pięciokarbonylku żelaza Fe(CO),5 w 200—250°C i następnie przez stopienie z czystym tlenkiem żelazowym (dla usunięcia śladów węgla).
Otrzymane drogą redukcji żelazo przedstawia proszek barwy ciemnoszarej. Temperatura topnienia czystego żelaza wynosi 1528°C, lecz już znacznie poniżej tej temperatury żelazo staje się miękkie, plastyczne i daje się spawać. W stanie stopionym tworzy ciecz ciągliwą, nie nadającą się do odlewów. Zdolne jest do rozpuszczania niektórych gazów (tlenu, wodoru). Tlen wydziela się z powrotem podczas krzepnięcia, wodór natomiast zostaje częściowo zatrzymany. Istnienie jednak określonych wodorków żelaza, jak FeH2 lub FeHe, podawane przez niektórych autorów, nie jest stwierdzone z całą pewnością.
W zwartych masach żelazo przedstawia metal o połysku srebrzy- stobiałym, niezbyt twardy i bardzo ciągliwy. Gęstość jego wynosi 7,86 g/cm3. Zależnie od temperatury żelazo występuje w różnych odmianach alotropowych. Odmiana trwała w zwykłej temperaturze, tzw. a-ferryt ma strukturę sieci krystalicznej sześcienną przestrzennie centrowaną (rys. 127, § 248). a-Ferryt jest w wysokim stopniu magnetyczny (ferromagnetyzm). Jednak po wyłączeniu pola własności magnetyczne czystego żelaza natychmiast zanikają. Wskutek tego braku magnetyzmu „szczątkowego”’ żelazo praktycznie czyste używane bywa do wyrobu rdzeni w elektromagnesach. W 768°C a-ferryt traci swe własności ferromagnetyczne. Na tej podstawie przyjmowano dawniej powstawanie w tej temperaturze nowej odmiany żelaza, p-ferrytu. Ponieważ jednak nie zachodzi przy tym zmiana struktury wewnętrznej żelaza, nie traktuje się obecnie fl-ferrytu jako osobnej odmiany alotropowej. Odmiana taka, tzw. y-ferryt, pojawia się dopiero powyżej 905°C. Ma ona również sieć sześcienną, lecz z obsadzonymi środkami ścian (rys. 126, § 248) i jest trwała aż do 1401°C. Powyżej tej temperatury aż do temperatury topnienia (1528°C) trwała jest znów struktura przestrzennie centrowana, nie różniąca się istotnie od niemagnetycznego a-ferrytu, przez niektórych badaczy zwana S-ferrytem.
Różne rodzaje domieszek wpływają w silnym stopniu na granice temperaturowe trwałości odmian alotropowych żelaza, o czym nieco dokładniej mowa będzie niżej.
Leave a reply