Besi
Aplikasi > Metalurgi

| Negara | Bijih besi | Besi kasar | Besi reduksi | Baja |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| Cina | 1.114,9 | 549.4 |  | 573.6 |
| Australia | 393,9 | 4.4 |  | 5.2 |
| Brazil | 305,0 | 25.1 | 0.011 | 26.5 |
| Jepang |  | 66.9 |  | 87.5 |
| India | 257,4 | 38.2 | 23.4 | 63.5 |
| Rusia | 92,1 | 43.9 | 4.7 | 60.0 |
| Ukraina | 65,8 | 25.7 |  | 29.9 |
| Korea Selatan | 0,1 | 27.3 |  | 48.6 |
| Jerman | 0,4 | 20.1 | 0.38 | 32.7 |
| Dunia | 1.594,9 | 914.0 | 64.5 | 1,232.4 |
Besi adalah logam yang paling banyak digunakan, mencakup 92% dari produksi logam dunia. Biayanya yang rendah dan kekuatannya yang tinggi membuatnya sangat diperlukan dalam aplikasi teknik seperti pembangunan mesin dan peralatan mesin, mobil, lambung kapal-kapal besar, dan komponen struktur bangunan. Karena besi murni cukup lunak, hal ini paling sering dikombinasikan dengan unsur paduan untuk membuat baja.
Besi yang tersedia untuk komersial diklasifikasikan berdasarkan kemurnian dan kandungan aditifnya. Pig iron memiliki 3,5-4,5% karbon dan mengandung berbagai jumlah kontaminan seperti belerang, silikon dan fosfor. Pig iron bukan produk komersial, melainkan tahap antara dalam produksi besi tuang dan baja. Pengurangan kontaminan dalam pig iron yang berpengaruh negatif kepada sifat materi, seperti belerang dan fosfor, menghasilkan besi tuang yang mengandung 2–4% karbon, 1–6% silikon, dan sejumlah kecil mangan. Ia memiliki titik leleh di kisaran 1420-1470 K, lebih rendah daripada salah satu dari dua komponen utama, dan membuatnya produk pertama yang akan meleleh ketika karbon dan besi dipanaskan bersama-sama. Sifat mekaniknya sangat bervariasi dan bergantung pada bentuk karbon dalam paduan.
Besi tuang "putih" mengandung karbon dalam bentuk sementit, atau besi-karbida. Senyawa keras dan rapuh ini mendominasi sifat mekanik besi tuang putih ini, sehingga tetap keras, tetapi tidak tahan kejut. Permukaan besi tuang putih yang rusak penuh goresan halus pecahan besi-karbida, suat bahan mengkilap, keperakan dan sangat pucat.
Dalam besi abu-abu, karbon berbentuk serpihan halus grafit terpisah, dan juga membuat bahan rapuh karena serpihannya bermata tajam yang menghasilkan alokasi konsentrasi tegangan dalam materi. Varian baru dari besi abu-abu, disebut sebagai besi elastis yang diberi perlakuan khusus dengan magnesium dalam jumlah renik untuk mengubah bentuk grafit menjadi sferoid, atau nodul, mengurangi konsentrasi tegangan serta meningkatkan ketangguhan dan kekuatan material.
Besi tempa mengandung kurang dari 0,25% karbon, tetapi mengandung terak dalam jumlah besar sehingga memberikan karakteristik berserat. Ini adalah produk keras, dapat ditempa, tetapi tidak mudah dilebur seperti pig iron. Ia juga mudah diasah Besi tempa ditandai oleh adanya serat terak halus yang terperangkap dalam logam. Besi tempa lebih tahan korosi daripada baja. Produk blacksmithing dan "besi tempa" tradisional dan telah hampir sepenuhnya digantikan oleh baja ringan.
Baja ringan lebih mudah berkarat daripada besi tempa, tetapi lebih murah dan lebih banyak tersedia. Baja karbon mengandung 2,0% karbon atau kurang, ditambah sedikit mangan, belerang, fosfor, dan silikon. Baja paduan mengandung bervariasi jumlah karbon dan logam lain, seperti kromium, vanadium, molibdenum, nikel, wolfram, dan sebagainya. Kandungan paduannya mendongkrak biaya, sehingga biasanya hanya digunakan untuk keperluan khusus. Satu baja paduan umum, adalah baja nirkarat. Recent Perkembangan terkini dalam metalurgi besi telah menghasilkan berbagai baja paduan mikro, yang disebut juga baja 'HSLA' (singkatan dari bahasa Inggris: High Strength Low Alloy), mengandung sedikit tambahan untuk menghasilkan kekuatan tinggi dan biasanya ketangguhan spektakuler dengan biaya minimal.
Terlepas dari aplikasi tradisional, besi juga digunakan untuk perlindungan dari radiasi pengion. Meskipun lebih ringan daripada bahan perlindungan tradisional lainnya, yaitu timbal, ini jauh lebih kuat secara mekanis. Atenuasi radiasi sebagai fungsi energi ditunjukkan dalam grafik.
Kerugian utama besi dan baja adalah bahwa besi murni, dan sebagian besar paduannya, dapat membentuk karat jika tidak dilindungi. Pengecatan, galvanisasi, pasivasi, pelapisan plastik dan pembiruan semua digunakan untuk melindungi besi dari karat dengan menghalangi masuknya air dan oksigen atau dengan proteksi katodik.