走進(jìn)鐵的世界

尹濤

看看你的身邊都有哪些東西是鐵構(gòu)成或做成的。鉛筆刀、叉子、湯勺、剪刀、回形針、電梯、建筑工地上的鋼筋、路上行駛的汽車……我想你是列不完的，鐵作為一種金屬，已經(jīng)完全滲透到我們的生活中了。鐵元素是地球上分布最廣的金屬元素之一，約占地殼質(zhì)量的5.1%，僅次于氧、硅和鋁元素，居第四位。

鐵元素雖然在自然界中分布極為廣泛，但人類發(fā)現(xiàn)和利用鐵卻比銅要晚很多。這是因?yàn)樘烊坏膯钨|(zhì)狀態(tài)的鐵在地球上非常稀少，大部分鐵是以化合物的形式存在于鐵礦石中。另外，由于鐵的熔點(diǎn)（1 538℃）又比銅（1 084.6℃）高得多，就使得它比銅更難于熔煉。人類最早發(fā)現(xiàn)的鐵是從天空落下來的鐵隕石，鐵隕石中含鐵的百分比很高，是鐵、鎳、鈷等金屬的混合物。在熔化鐵礦石的方法問世之前，人類不可能大量地獲得單質(zhì)鐵的時(shí)候，鐵一直被視為一種帶有神秘性的最珍貴的金屬。

從距今至少5 000年起，埃及人開始使用鐵。到公元前1 000年左右，鐵制器物才取代了銅制器物，在日常用具中占統(tǒng)治地位。鐵的發(fā)現(xiàn)和大規(guī)模使用，是人類發(fā)展史上的一個(gè)光輝里程碑，它把人類從石器時(shí)代、青銅器時(shí)代帶進(jìn)鐵器時(shí)代，推動(dòng)了人類文明的發(fā)展。在今天的日常生活里，鐵可以算是最有用、最廉價(jià)、最豐富、最重要的金屬。在現(xiàn)代工業(yè)中，鐵的用途更為廣泛，一個(gè)國(guó)家的鋼鐵年產(chǎn)量代表了該國(guó)的工業(yè)現(xiàn)代化水準(zhǔn)。

鐵不僅僅在人們的日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)中廣泛存在，而且它還存在于人的身體中，并起著非常重要的作用。人體內(nèi)的血紅細(xì)胞中含有鐵原子，這個(gè)鐵原子像一個(gè)郵遞員，把氧氣從肺攜帶到心臟和大腦，然后把二氧化碳帶回肺中呼出。

能提煉出鐵的鐵礦石有赤鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦和黃鐵礦，前三種礦石含鐵量高，而后兩種含鐵量則比較低。

鐵的優(yōu)點(diǎn)很多，但它有一個(gè)缺點(diǎn)讓它飽受詬病，那就是生銹。鐵生銹在日常生活中隨處可見，例如下水道的井蓋、操場(chǎng)上的體育設(shè)施等。鐵生銹不僅僅會(huì)讓鐵制品變得難看，更重要的是鐵制品會(huì)慢慢地被腐蝕（吃掉）。據(jù)估算，全球每年因?yàn)殍F生銹而帶來的損失高達(dá)數(shù)十億美元。

為了防止鐵生銹，人們想出了很多辦法，例如給鐵制品表面涂刷阻銹劑或油漆。另外，還有一種辦法是給鐵表面遮鍍上一層其他金屬，如鍍鋅、鍍錫和鍍鉻等。這些金屬保護(hù)了里面的鐵，讓它不與水和氧氣接觸，避免生銹。

根據(jù)鐵中含碳量的不同，鐵分為生鐵、熟鐵和鋼。生鐵含碳量高，堅(jiān)硬耐磨，但沒有延展性，不能鍛造；熟鐵含碳量低，韌性很強(qiáng)，可以鍛打成形，但硬度不夠；鋼的含碳量適中，兼具生鐵和熟鐵的優(yōu)點(diǎn)，既剛硬又強(qiáng)韌，成為現(xiàn)代工業(yè)的重要材料，譬如建造跨海的鋼鐵大橋。

鐵質(zhì)的東西能被磁石吸引，用磁石可以收集釘子、回形針甚至是沙子里的鐵屑。被磁石吸引的釘子因?yàn)楹需F原子也變得有了磁性，但是一旦磁石拿走后，鐵釘?shù)拇判跃蜁?huì)消失。