Gjutjärn

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 13 november 2021; verifiering kräver 21 redigeringar .
Gjutjärn
Faser av järn-kol-legeringar
  1. Ferrit ( fast lösning av interstitiell C i α - järn med kroppscentrerat kubiskt gitter)
  2. Austenit ( fast lösning av interstitiell C i γ - järn med ett ansiktscentrerat kubiskt gitter)
  3. Cementit (järnkarbid; Fe 3 C metastabil fas med hög kolhalt)
  4. Grafitstabil fas med hög kolhalt
Strukturer av järn-kol-legeringar
  1. Ledeburite ( en eutektisk blandning av cementit- och austenitkristaller, som förvandlas till perlit vid kylning)
  2. Martensit (en mycket övermättad fast lösning av kol i α- järn med ett kroppscentrerat tetragonalt gitter)
  3. Perlit ( en eutektoid blandning som består av tunna, alternerande lameller av ferrit och cementit)
  4. Sorbitol (dispergerad perlit)
  5. Troostit (högt spridd perlit)
  6. Bainit (föråldrad: nålformad troostit) är en ultrafin blandning av martensitkristaller med låg kolhalt och järnkarbider
Bli
  1. Konstruktionsstål (upp till 0,8 % C )
  2. Högt kolstål (upp till ~2% C ): verktyg , form , fjäder , hög hastighet
  3. Rostfritt stål ( kromlegerat )
  4. Värmebeständigt stål
  5. värmebeständigt stål
  6. höghållfast stål
gjutjärn
  1. Vitt gjutjärn (sprött, innehåller ledeburit och innehåller inte grafit)
  2. Grått gjutjärn ( grafit i form av plattor)
  3. Segjärn (flinggrafit)
  4. Duktilt järn (grafit i form av sfäroider)
  5. Halvgjutjärn (innehåller både grafit och ledeburit)

Gjutjärn  är en legering av järn med kol (och andra grundämnen), där kolhalten är minst 2,14 % (den begränsande löslighetspunkten för kol i austenit på tillståndsdiagrammet ), och legeringar med en kolhalt på mindre än 2,14 % kallas stål . Kol ger järnlegeringar hårdhet , vilket minskar duktilitet och seghet . Kol i gjutjärn kan förekomma som cementit och grafit . Beroende på grafitens form och mängden cementit särskiljs vitt, grått, formbart och höghållfast gjutjärn. Gjutjärn innehåller permanenta föroreningar ( Si , Mn , S , P ), och i vissa fall även legeringsämnen ( Cr , Ni , V , Al och andra). I allmänhet är gjutjärn skört . Gjutjärnsdensitet - 7,874 g/cm3

Tackjärn smälts, vanligtvis i masugnar . Smältpunkten för gjutjärn är från 1147 till 1200 ° C, det vill säga cirka 300 ° C lägre än för rent järn.

Etymologi

Det ryska ordet "gjutjärn" anses vara ett direkt lån från de turkiska språken [1] :

ČOƔ [chog] glans, utstrålning; låga, värme [2] ; kritsa [3] → ČOƔÏN, ČOΔÏN [chogun, chodun] koppar [2] [4] , gjutjärn [3]

Upplåningen av den turkiska termen är direkt relaterad till massproduktionen av järn, järn och stål i städerna Volga Bulgarien, Bolgar och Dzhuketau, under 1300-1400-talen. [ett]

Ursprunget till den turkiska termen är också förknippad med valen. trad. 鑄, pinyin zhù , pall. zhu , bokstavligen: "hälla; gjuten (metall) "och val. trad. 工, pinyin gōng , pall. gong , bokstavligen: "gärning" [5] . Detta indikerar dock inte vägen för penetration av den kinesiska termen i det ryska språket. Dessutom tas inte hänsyn till sådana fonetiska processer på kinesiska som initialt skift och vokalskifte. Med andra ord, det moderna uttalet av den kinesiska termen 鑄工 antogs ganska nyligen, inte tidigare än på 1600-talet.

På finska betecknas gjutjärn med ordet Valurauta , som har två rötter och översätts som gjutjärn ( rauta ); liknande på engelska ( gjutjärn ).

Historik

I början av 1:a årtusendet f.Kr. e. Tekniken för järnsmältning i deglar behärskades i Kina och de angränsande territorierna i Fjärran Östern . Laddningen bestod av blomstrande järn och träkol , smältning utfördes under flera dagar vid en temperatur över 1200 °C. Senare uppfann kinesiska metallurger en speciell ugn för att smälta gjutjärn från järnmalm eller blomstrande järn, kallad den "kinesiska" kupolen. Ugnen var i huvudsak en råhärdsugn ca 1 m hög, utrustad med en blåslåda som gav luftflöde till ugnen. Under V-III århundradena f.Kr. e. I Kina bemästrades tillverkningen av komplexa gjutjärnsgjutgods. Denna period anses vara början på konstnärlig järngjutning [ 6] [7] .

I början av 1000-talet [8] dök det upp gjutjärnsmynt i Kina, men bronsmynt förblev i stor användning fram till 1800-talet [9] . På 1000-talet restes Lingxiao- pagodens gjutjärnspira . Fynden av gjutjärnsgrytor från den gyllene horden ( Tula-regionen ) [10] går tillbaka till 1300-talet , men på Mongoliets territorium ( Karakorum ) visste mongolerna hur man tillverkade gjutjärnsgrytor så tidigt som 1200-talet [11] . År 1403 gjuts en järnklocka i Kina ( Peking ) [12] .

Utseendet av gjutjärn i Europa går tillbaka till 1300-talet, då den första smältningen i shtukofen började producera flytande järn. I Ryssland smältes det första gjutjärnet på 1500-talet [13] [14] . De mest aktiva första husen byggdes under andra hälften av 1400-talet i Italien, Nederländerna och Belgien. Tyska metallurger fortsatte att smälta metall i blauofen under lång tid [1] .

Under 1300-1400-talen i Europa, från 1500-talet - i Ryssland dök de första solida gjutjärnskanonerna och kanonkulorna upp [15] [16] [17] . Upptäckaren av denna teknik anses vara mästergjutaren Peter Boude från byn Buxted som arbetade i Henrik VIII :s gjuteri [18] .

År 1701 producerade Kamenskys järngjuteri i Ural (Ryssland) den första omgången gjutjärn (262 kg). I Ural har järngjutning blivit ett folkhantverk. På 1700-talet dök den första gjutjärnsbron upp i England . I Ryssland dök en gjutjärnsbro upp först i början av 1800-talet. Detta möjliggjordes av Wilkinsons teknologi . Under samma århundrade började man tillverka räls av gjutjärn [19] . Förutom industriell användning fortsatte gjutjärn att användas i vardagen. På 1700-talet dök det upp gjutjärnsgrytor som började användas flitigt i den ryska kaminen [20] .

I början av 1700-talet blev problemet med utarmning av skogar som användes för att producera träkol mer akut i Västeuropa. Sökandet efter alternativa bränslen för masugnar började. De första experimenten med användning av beredd kol och torv vid masugnssmältning utfördes i England och Tyskland redan under första hälften av 1600-talet. I början av 1700-talet behärskades tekniken för kolkoksning i England. År 1735 smältes tackjärn först i England med endast koltjärkoks . Därefter spred sig koksmetallurgin över hela världen [14] [21] . År 1850 var 70 % av alla masugnar i världen kokseldade och 1900 95 % [22] [23] .

I slutet av 1700-talet upptog Ryssland den första platsen i produktionen av tackjärn och producerade 9908 tusen poods tackjärn, medan England - 9516 tusen poods, följt av Frankrike, Sverige, USA [24] .

I början av 1800-talet bemästrades tillverkningen av segjärn . Under 1900-talets 2:a kvartal började legering av gjutjärn användas [13] .

År 1806 smälte Storbritannien 250 tusen ton tackjärn, rankade först i världen i sin produktion, och i mitten av 1800-talet var hälften av världens tackjärnsproduktion koncentrerad till Storbritannien. Men 1890 tog USA första platsen i produktionen av tackjärn [25] . Tekniken från Bessmer-processen (1856) och den öppna härdugnen (1864) gjorde det för första gången möjligt att tillverka stål från gjutjärn. På 1800-talet användes gjutjärn i stor utsträckning för att tillverka viktorianska eldstäder [26] , såväl som dekorativa element (till exempel gjutjärnsgaller för monumentet till Alexander II , 1890). Tack vare tillverkningen av små skulpturer och genombrutna produkter gjorda av gjutjärn fick Kusinsky- och Kasli - fabrikerna stor popularitet .

Utvecklingen av gjutningsmetoder för att gjuta komplexa konstgjutgods i en fabrik i byn Kasli ledde till skapandet av en metod för tillverkning av kärnformar, som fortfarande används idag, särskilt inom verktygsmaskiner [27] . Också på 1800-talet gjordes Londons 12-tums vatten- och avloppsrör av gjutjärn [28] .

Gjutjärn används som kollösningsmedel för att producera värmebeständiga syntetiska enkristalldiamanter.

Klassificering

Enligt syftet med användningen är det resulterande tackjärnet uppdelat i

Baserat på deras kolhalt delas gjutjärn in i

Beroende på tillstånd och kolhalt i gjutjärn, som bestämmer typen av brott, finns det

Beroende på formen på grafitinneslutningar är gjutjärn isolerade

Beroende på metallbasens sammansättning och struktur,

Enligt deras syfte är gjutjärn indelade i

Enligt deras kemiska sammansättning delas gjutjärn in i

Markering

Inom industrin är sorter av gjutjärn märkta enligt följande:

Antifriktionsgjutjärn:

Formbart gjutjärn är märkt med två bokstäver och två siffror, till exempel KCh 37-12. Bokstäverna KCh betyder formbart gjutjärn, den första siffran är draghållfastheten (i tiotals megapascal), den andra siffran är den relativa töjningen (i procent), som kännetecknar gjutjärnets formbarhet.

Produktionsvolymer

1892 producerade Tyskland 4,9 miljoner ton tackjärn, mot 6,8 i England, och 1912 redan 17,6 mot 9,0 [33]

Världsproduktionen av tackjärn uppgick 2009 till 898,261 miljoner ton, vilket är 3,2 % lägre än 2008 (927,123 miljoner ton) [34] . De tio bästa tackjärnsproducerande länderna var följande:

Plats
2009 		Land Tackjärnsproduktion,
mt
ett Kina 543.748
2 Japan 66,943
3 Ryssland 43,945
fyra Indien 29,646
5 Sydkorea 27,278
6 Ukraina 25,676
7 Brasilien 25,267
åtta Tyskland 20,154
9 USA 18,936
tio Frankrike 8,105

Under fyra månader av 2010 uppgick världsproduktionen av tackjärn till 346,15 miljoner ton. Detta resultat är 28,51 % mer än under samma period 2009. [35]

Galleri

I kultur och konst

Anteckningar

  1. ↑ 1 2 Wegman et al., 2004 , sid. 41.
  2. ↑ 1 2 ANTIKISK TURKISK ORDBOK, andra upplagan, reviderad / redigerad av D.M. Nasilova, I.V. Kormushina, A.V. Dybo, W.K. Isabekova. - Astana: "Gylym" Baspasy, 2016. - S. 162.
  3. ↑ 1 2 R. G. AKHMETYANOV. ETYMOLOGISK ORDBOK ÖVER DET TATARISKA SPRÅKET, II volym. - KAZAN: MAGARIFF - VAKYT, 2015. - S. 451.
  4. ↑ Mahmud al-Kashgari. Diwan lugat at-turk (ordbok för Mahmud al-Kashgari). - 1074. - S. 206-9.
  5. ↑ Början av järngjuteriproduktion
  6. ↑ Karabasov et al., 2012 , sid. 54.
  7. ↑ Wegman et al., 2004 , sid. 39.
  8. ↑ Numismatic Legacy of Wang Mang, AD9-23 av Henz Hratzer, AMFishman, 2017. 五銖圖考2009年版
  9. ↑ Kinesiska mynt
  10. ↑ Arkeologer hittade en kittel från 1300-talet Golden Horde på Kulikovofältet
  11. ↑ Terekhova N. N. Teknik för tillverkning av järngjuteri bland de gamla mongolerna
  12. ↑ Vilka klockor är gjutna från
  13. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Gjutjärn / B. S. Milman , E. V. Kovalevich , V. T. Solenkov  // Chagan - Aix-les-Bains. - M .  : Soviet Encyclopedia, 1978. - S. 248-249. - ( Great Soviet Encyclopedia  : [i 30 volymer]  / chefredaktör A. M. Prokhorov  ; 1969-1978, v. 29).
  14. ↑ 1 2 Korotich, 2000 , sid. 178.
  15. ↑ Historia om skjutvapen från antiken till 1900-talet
  16. ↑ Artilleripistol (uppfinningshistoria)
  17. ↑ Om tsarartilleri och kanongjutning
  18. ↑ Wegman et al., 2004 , sid. 40.
  19. ↑ Lokets historia
  20. ↑ Gjutjärn till en rysk spis
  21. ↑ Wegman et al., 2004 , sid. 51-52.
  22. ↑ Wegman et al., 2004 , sid. 53.
  23. ↑ Karabasov et al., 2011 , sid. 138-140, 144-153.
  24. ↑ L. G. Beskrovny. Armé och flotta under 1800-talet .. - M . : Militärt förlag vid USSR:s försvarsministerium, 1958. - S. 361. - 662 s.
  25. ↑ Domänrevolution
  26. ↑ Viktoriansk och georgisk stil och öppen spisdekoration (otillgänglig länk) . Hämtad 15 oktober 2017. Arkiverad från originalet 15 oktober 2017. 
  27. ↑ A. N. Grablev. Maskiner och teknik för gjuteriproduktion. - M. : MGIU, 2010. - S. 14. - 228 sid. — ISBN 978-5-2760-1857-7 .
  28. ↑ Underground London: VVS och avlopp
  29. ↑ Zimmerman, Günther, 1982 , sid. 245, 253.
  30. ↑ Zimmerman, Günther, 1982 , sid. 246.
  31. ↑ Zimmerman, Günther, 1982 , sid. 245.
  32. ↑ Modecut.net . www.modecut.net . Hämtad: 23 augusti 2022.
  33. ↑ Lenin . Imperialismen som kapitalismens högsta stadium , kap. 7.
  34. ↑ Världsproduktionen av tackjärn för 2009 minskade med 3,2 %  (otillgänglig länk)
  35. ↑ Järnproduktionen växer i världen .

[ett]

Litteratur

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
  1. ↑ Regler för användning av kokkärl i gjutjärn . www.1001kazan.ru _ Hämtad: 1 augusti 2022.