ossidazione ferro

[Soviet_Mario]

sembrerà strano, ma non ho mai trovato dati sull'arrugginimento
del ferro in condizioni "secche" ad alta temperatura.

A che temperatura (se c'è !) il ferro si copre in tempi
ragionevoli di ruggine anidra se esposto ad aria "secca" (no
condensa) ?
Tralasciando il caso in cui il fenomeno non proceda
apprezzabilmente (che mi parrebbe strano, perché si ossidano
persino rame e mercurio a T sufficientemente alta .... ma non
troppo)
E' ragionevole assumere, che in superficie esterna si formi
Fe2O3 e sotto essenzialmente Fe3O4 (magari persino FeO ancora
sotto, ma non so).
Il primo ossido esiste in varie modificazioni allotropiche, per
caso ?
Per dirla tutta, preso atto che ci sono ferri molto antichi che
si sono lentamente coperti di patine piuttosto resistenti al
progredire della corrosione, mi chiedevo se il ferro possa
essere per così dire anodizzato per semplice arroventamento (e
in quali tempi e temperature, circa).
ciao
Soviet

[Elio Fabri]

sembrerà strano, ma non ho mai trovato dati sull'arrugginimento del
ferro in condizioni "secche" ad alta temperatura.
...

Ovviamente non sono in grado di rispondere alle tue domande, ma
ti segnalo qualcosa che forse ha a che fare con la risposta.

Mi riferisco al ferro battuto, che a quanto ne so e' piuttosto
resistente (non arrugginisce, mi pare).
La superficie appare nera: di che si tratta?

[Soviet_Mario]

Post by Elio Fabri

sembrerà strano, ma non ho mai trovato dati sull'arrugginimento del
ferro in condizioni "secche" ad alta temperatura.
...

Ovviamente non sono in grado di rispondere alle tue domande, ma
ti segnalo qualcosa che forse ha a che fare con la risposta.
Mi riferisco al ferro battuto, che a quanto ne so e' piuttosto
resistente (non arrugginisce, mi pare).
La superficie appare nera: di che si tratta?

probabilmente è proprio "magnetite" (Fe3O4) un ossido misto (a
valenza mista, posto che la valenza sia particolarmente
pertinente in un composto semimetallico) particolarmente
insolubile e piuttosto resistente anche agli acidi (alle basi lo
sono tutti i classici ossidi del ferro).
In gergo è anche chiamata "calamina" (nome derivato da un'antica
città di non so più dove). Non so cmq se sia magnetica sua
sponte (penso di no, immagino che debba essere magnetizzata).

Ha scarsa o nulla tendenza a idratarsi, fenomeno particolarmente
dannoso in tutti gli ossidi metallici perché comporta aumento di
volume e, con l'espansione, il materiale si sfalda e si scolla
dal supporto metallico sottostante, che invece è rigido. Guarda
caso tutti i metalli passivabili in aria umida formano ossidi
anidri e difficilmente idratabili (ZnO, Al2O3, persino MgO, che
però si carbonata facilissimamente)

Non so bene cosa sia oggi il ferro battuto. Nell'antichità era
un ferro estremamente impuro in quanto ottenuto da una
metallurgia grossolana (senza neppure fusione vera e propria del
metallo), e veniva purificato martellandolo, piegandolo e
rimartellandolo, molte volte, sino a frantumare tutti i minerali
fragili e farli espellere poco a poco dalla massa spugnosa
iniziale e compattarla. Era duro e fragile (cosa solo in parte
rimediabile con ricottura finale), ma forse il tenore elevato in
fosforo e zolfo per l'arrugginimento è positivo.
Penso che oggi il ferro battuto sia invece normalissimo acciaio
dolce, magari ricotto, e forgiato (quindi un materiale molto più
resistente meccanicamente), perché nessuno si fa più il ferro in
garage.

P.S. la calamina, o magnetite come preferisci, mi sta facendo
uscire pazzo, perché devo pulire una serie di porte e finestre,
ed è molto tenace e dura, quasi quanto le spazzole di ferro.
In effetti mi sto domandando se la vernice antiruggine non ci
faccia decorosamente presa sopra. Boh, il guaio è che tiene
adsorbito anche un po' di unto. Se fosse stata uniforme, avrei
evitato di verniciare.
ciao
Soviet

[Alambicco]

* Data astrale 24/10/2006 20:26 - In un attimo di pazzia Soviet_Mario ha

sembrerà strano, ma non ho mai trovato dati sull'arrugginimento del
ferro in condizioni "secche" ad alta temperatura.

Prova qua: http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=4092043

A che temperatura (se c'è !) il ferro si copre in tempi ragionevoli di
ruggine anidra se esposto ad aria "secca" (no condensa) ?

La ruggine anidra non esiste, altrimenti non sarebbe ruggine (ovvero
ossido /idrato/ di ferro) ma semplicemente ossido di ferro. Cmq
dall'abstract del link il ferro a 1100°C si ossida per 88% circa ad ematite.

Il primo ossido esiste in varie modificazioni allotropiche, per caso ?

l'unico naturale è l'alfa-Fe2O3 (ematite). Di sintetico ci sono il beta-
e il gamma-Fe2O3 (maghemite).

[Soviet_Mario]

Post by Alambicco
* Data astrale 24/10/2006 20:26 - In un attimo di pazzia Soviet_Mario ha

sembrerà strano, ma non ho mai trovato dati sull'arrugginimento del
ferro in condizioni "secche" ad alta temperatura.

Prova qua: http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=4092043

ho letto l'articolo .... in effetti (a parte le condizioni
terrificanti : 1100° per 180 ore, 360 ore o 66o ore ! !) nel
loro esperimento il metallo si ossidava quasi integralmente ad
ossido stechiometrico (Fe2O3), in massa, altro che passivazione
superficiale.
Ai fini pratici a me interesserebbe la possibilità di ottenere
in condizioni ragionevoli (se esistono, ovviamente), un velo
superficiale preferibilmente di magnetite.
Il ferro laminato e profilato, in effetti, è QUASI uniformemente
nero e piuttosto fortemente "calaminizzato" in superficie.
Forse l'accoppiata di alta temperatura (spesso è lavorato a
caldo, ma quanto e per quali tempi lo rimanga non so) pesanti
deformazioni plastiche e olio/emulsione di lavorazione, hanno
effetti che vorrei poter replicare. Non so se il materiale sia
poi, o sempre o talvolta, rinvenuto o bonificato ancora a caldo.
Ho notato che i profilati spessi, dove le deformazioni/tensioni
sono probabilmente più intense, la magnetite si presenta in uno
strato discontinuo, disseminato di piccole crepe come fosse
fatto a scagliette.
E' possibile, che nel ferro di alto spessore sia ritenuta poco
importante quella specie di finitura superficiale pre-protettiva
(che in effetti in condizioni di assenza di pioggia o condensa
viva, già protegge eccome perchè ho pezzi vecchi di 5 anni,
ancora neri, e senza ruggine).
Non so come son fatti gli oli/emulsioni di lavorazione .... non
escludo che magari abbiano qualche addittivo anche inibitore di
corrosione o che cmq ostacolino la presenza di acqua durante
l'ossidazione a caldo o infine favoriscano una specie di
anodizzazione.
Fatto sta che non mi è mai capitato, per caso, di scaldare ferro
pulito, argenteo, e ritrovarmelo bello nero.

Post by Alambicco

A che temperatura (se c'è !) il ferro si copre in tempi ragionevoli di
ruggine anidra se esposto ad aria "secca" (no condensa) ?

La ruggine anidra non esiste, altrimenti non sarebbe ruggine (ovvero
ossido /idrato/ di ferro) ma semplicemente ossido di ferro.

d'accordo. In effetti non era chiaro che mi riferivo alla
magnetite o altri ossidi anidri

Post by Alambicco
Cmq
dall'abstract del link il ferro a 1100°C si ossida per 88% circa ad ematite.

Il primo ossido esiste in varie modificazioni allotropiche, per caso ?

l'unico naturale è l'alfa-Fe2O3 (ematite). Di sintetico ci sono il beta-
e il gamma-Fe2O3 (maghemite).

Idem, è sempre la calamina che mi interessa di più, perché è la
più tosta come protezione.
Cmq grazie del link e se ne trovi per caso altri, segnalameli !
ciao
Soviet_Mario

[a***@nospam-inwind.it]

Mi permetto di suggerirti un'incursione su it.hobby.fai-da-te dove c'è
un fabbro, Fabbrogiovanni, molto competente. Di sicuro nella sua grande
esperienza avrà notato in quali condizioni si forma la patina di ossido
che a te interessa. Da queste situazioni sta poi a te cercare di capire
quali sono le condizioni ideali per la sua crescita.