В природе железо находится в разных соединениях с кислородом (FеО, Fе₂O₃ и др.). Выделить химически незапятнанное железо из этих соединений очень тяжело. По электронным и магнитным свойствам к химически чистому железу приближается железо, очищенное от примесей электролитическим методом (электролитическое железо). Полное количество примесей в электролитическом железе не превосходит 0,03%.

Основными примесями в железе являются: кислород (О₂), азот (N₂), углерод (С), сера (S), фосфор (Р), кремний (Si), марганец (Мn) и некие другие. Большая часть примесей попадают в железо из руды и горючего.

Кремний и марганец специально вводятся в железо в качестве раскислителей. Они просто соединяются с кислородом и образуют окислы, которые в расплавленном железе (стали) всплывают на поверхность в виде шлака и удаляются. Этим делают лучше механические характеристики сталей, но, оставаясь в маленьком количестве в стали, они понижают ее электропроводность.

Сера и фосфор — вредные примеси. Попадая в железо и сталь из руды и горючего, они вызывают хрупкость сталей. Газы (азот и кислород) — тоже вредные примеси, потому что они усугубляют электронные и магнитные характеристики железа и сталей.

Примесью, резко снижающей электропроводность железа, является углерод. Сплавы железа с углеродом именуются сталями. Не считая углерода, в сталях содержатся другие элементы, вводимые специально с целью получения тех либо других параметров (легирующие элементы).

Техническими сортами железа являются малоуглеродистые стали, содержание углерода в каких составляет от 0,01 до 0,1%. В конструкционных сталях углерод содержится в количестве от 0,07 до 0,7%, а в инструментальных и других особых (легированных) сталях — от 0,7 до 1,7%.

Железо и сталь — более дешевенькие и доступные проводниковые материалы, владеющие высочайшей механической прочностью при растяжении, но их применение ограничивается последующими недочетами.

Железо и сталь имеют низкую коррозионную стойкость, т. е. они просто окисляются на воздухе — заржавевают. Не считая того, владеют завышенным удельным сопротивлением (р = 0,13 — 0,14 ом х мм2/м) по сопоставлению с медью и алюминием. Электронное сопротивление у железа и стали на переменном токе очень растет, так как железо и сталь являются магнитными материалами. Потому ток в основном вытесняется из средней части провода к его поверхности (поверхностный эффект).

Для понижения этого эффекта и величины электронного сопротивления переменному току стараются использовать стали с может быть наименьшей величиной магнитной проницаемости.

Для производства металлической проволоки используют сталь с содержанием углерода от 0,10 до 0,15%, владеющую последующими качествами: плотностью 7,8 г/см3, температурой плавления 1392 — 1400^оС, пределом прочности при растяжении 55 — 70 кг/мм2, относительным удлинением 4 — 5 %, удельным сопротивлением 0,135 — 146 ом хмм2/м, температурным коэффициентом сопротивления α = +0,0057 1/°С.

Для защиты от атмосферной коррозии железные провода покрывают узким слоем меди либо цинка (0,016 — 0,020 мм).

Железную проволоку и шины используют также в качестве сердечников в биметаллических проводниках, обеспечивающих значительную экономию проводниковой меди. Биметаллические проводники используют в электронных аппаратах (рубильники, контакторы и др.).

Рис. 1. Поперечное сечение биметалического провода

Рис. 2. Поперечное сечение биметаллического провода сталеалюминиевого провода: 1 — дюралевая проволока, 2 — железная проволока

Железная покрытыя цинком проволока с большой механической прочностью при растяжении (130 — 170 кг/мм2) употребляется в качестве сердечников в сталеалюминиевых проводах для увеличения их механической прочности на разрыв.

Школа для электрика