我的名字叫“纯铁”

    01

    在铁碳合金中，当碳的含量小于等于0.0218%时，这种金属就是我，人们给我取了个大名叫做“纯铁”，洋名叫“Fe”。

      人类什么时候发现我的，已无法考证了，在中国，最早开始冶铁的是周代的东夷族（生活在今天山东），从那时候开始，我就开始为中华民族服务了。

    我是一个大家族，由数不清的Fe原子组成，遍布全球，我无处不在，用我做成的产品随时随地可见。我和人类相互依存，不离不弃，我刚出生就成了人类的终身伴侣。

    02

  我的状态与温度有着密切的关系：

    固态时在显微镜下观察，我内部结构分为三种同素异构状态：912℃以下为体心立方晶体结构：称α-Fe（阿尔法铁）；912～1394℃为面心立方晶体结构，称γ-Fe（卡玛铁）；1394～1538℃(熔点)，又呈体心立方晶体，称δ-Fe（伽马铁）。

    温度大于1538℃，我就成了液体状态。

    我由数不清的铁原子组成一个个晶体，少量的碳原子夹在这些铁原子中间。

    碳原子是我的亲戚，他们的加入，使我的性能得到改善，提高我的强度。

    我是铁碳合金中最柔软的金属，人们可以随意将我变成各种形状。

    如果将碳原子加入到我的晶体里，当其含量超过0.0218%～2.11%时我就变成了碳钢，超过2.11%～6.67时我就变成了铸铁。

    由于碳含量的增加，改变了我的晶体形状，熔点、冷热加工性能、用途及使用性能都发生了变化。

    这还远远不够，人们为了达到某种特殊产品性能的需要，还要往里添加其它合金元素，让我变成各种合金钢，又会获得更加特殊的性能。

    在我们当中，也夹杂着一些有害元素，例如少量的磷和硫，含量越高，危害越大，他们会增加我的脆性，提高我被氧化的速度，不利于加工，降低我被加工成成品以后的使用性能。因此这些有害元素越少越好。

    03

    氧原子是我的敌人。在室温状态下。我的表面无时不刻都受到空气里氧原子的侵犯，与我表面的铁原子形成三氧化二铁（Fe2O3），把我漂亮的黑色或亮亮的金属色服装变成了难看的红褐色，如果不进行处理，这种氧化会不断的深入，将我的“皮肤”一层层的剥掉。

    氧原子又是我的朋友。只要把我放入表面处理的设备里，通过在某种化学材料中进行加热，加快氧原子与铁原子的氧化速度，使我的表面形成非常致密的四氧化三铁(Fe3O4)，颜色一般呈黑色或蓝黑色，这层膜抵抗着自然环境中氧原子的侵犯，我就不会生锈了。人类把这种氧化处理过程叫做发黑或者发蓝。

    我穿上这身漂亮的服装，接待顾客时赢得了人们的称赞。

    然而，Fe3O4不能一劳永逸，时间长了，仍然抵抗不住氧原子的侵蚀，还会继续生锈，人们为此煞费苦心，研究出来许多延缓我生锈的技术。

    例如经表面鍍铬、表面碳化钛涂敷等等表面处理后，我不仅不会再生锈，而且外观变得更加漂亮了。

    如果我是在酸性较强的环境中工作，人们干脆在炼钢时加入18.0～20.0%的Cr（铬）和8.0～10.0%的 Ni(镍)，使我摇身一变，成了整体都永远不会生锈的不绣钢。

    其实不绣钢也会生锈，在氯化物（各种盐）较多的环境中工作就容易生锈，一旦生锈，将会一发不可收拾，生锈不光是在表面，氯离子会往里走，穿过一个个晶粒，时间长了还会穿透，最后导致产品报废。

    聪明的人类将我放在密闭的容器里进行550℃左右加热，同时往里通入一定数量的氨气（NH3），进行氮化处理。

    加热分解后，氮原子渗入我的表面，形成一层非常致密，硬度较高的薄膜（氮碳）化三铁--Fe3（C，N），能有效的抵抗各种盐的侵蚀。这时我的外衣就变成了银灰色，一样的漂亮。

    04

    我的用途非常的广泛，天上飞的、地下跑的、厨房里的餐具、小孩玩的玩具……

    我不仅对人类的科学和文明的发展，不断的发挥自己的潜能，做出了巨大的贡献，而且对丰富人类的文化生活也有着不可代替的作用和惊人的表现。

    我在艺术家手里，可以变成一幅幅美丽的铁画、壮观的雕塑。

  我还经常走进艺术家们表演的舞台。我可以在艺术家的手里变成非常漂亮壮观的钢花，供人们欣赏，当我出现在舞台的时候，我发出的光芒映红了黑色的天空，红色的火花形成各种各样美丽的图案，一样的获得观众一阵阵热烈的掌声。

    05

    我做成的产品也有生命的极限，产品会报废，可我物质不灭，永远存在。

    人类会把所有的废品收集起来，送到冶炼厂的高炉里重新冶炼，用不了多久，我又会被加工成一个个崭新的零件出现在人们的眼前，继续为人民服务。

    我的名字叫“纯铁”，一直都在为人民服务的路上，永不停息！

    2019年12月22日于长沙