Цутгамал төмрийг хэлнэ.Шутгамал төмрийн үндсэн төрлүүд, тэдгээрийн ангилал

10.09.2023

Цутгамал төмөр гэж юу вэ? Шинж чанар, найрлага, бэлтгэх, хэрэглэх :: SYL.ru

Цутгамал төмөр, түүний бат бөх шинж чанар зэрэг материалын талаар олон хүмүүс мэддэг. Өнөөдөр бид энэ мэдлэгийг гүнзгийрүүлж, цутгамал төмөр гэж юу вэ, энэ нь юунаас бүрддэг, ямар төрлөөр орж ирдэг, хэрхэн үйлдвэрлэдэг талаар олж мэдэх болно.

Нийлмэл

Цутгамал төмөр гэж юу вэ? Энэ нь төмөр, нүүрстөрөгч, янз бүрийн хольцын хайлш бөгөөд үүний ачаар шаардлагатай шинж чанарыг олж авдаг. Материал нь дор хаяж 2.14% нүүрстөрөгч агуулсан байх ёстой. Тэгэхгүй бол цутгамал биш ган байх болно. Нүүрстөрөгчийн ачаар цутгамал төмрийн хатуулаг нэмэгдсэн байна. Үүний зэрэгцээ энэ элемент нь материалын уян хатан чанар, уян хатан чанарыг бууруулж, хэврэг болгодог.

Нүүрстөрөгчөөс гадна цутгамал төмрийг заавал агуулдаг: манган, цахиур, фосфор, хүхэр. Зарим брэндүүд нь материалын онцлог шинж чанарыг өгөх нэмэлт нэмэлтүүдийг агуулдаг. Түгээмэл хэрэглэгддэг хайлшийн элементүүдэд хром, ванади, никель, хөнгөн цагаан орно.

Цутгамал төмрийн шинж чанар

Материал нь 7.2 г/см3 нягттай. Металл болон тэдгээрийн хайлшийн хувьд энэ нь нэлээд өндөр үзүүлэлт юм. Цутгамал төмрийг цутгах замаар бүх төрлийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд тохиромжтой. Үүнтэй холбоотойгоор зарим төрлийн гангаас бусад бүх төмрийн хайлшаас давуу юм.

Цутгамал төмрийн хайлах цэг нь 1200 градус байна. Гангийн хувьд энэ үзүүлэлт 250-300 градусаар өндөр байна. Үүний шалтгаан нь цутгамал төмрийн нүүрстөрөгчийн агууламж нэмэгдсэнтэй холбоотой бөгөөд энэ нь төмрийн атомуудын хоорондын нягт холбоог бууруулдаг. Цутгамал төмрийг хайлуулах, дараа нь талсжих явцад нүүрстөрөгч нь төмрийн бүтцэд бүрэн нэвтэрч чадахгүй. Тиймээс материал нь хэврэг болж хувирдаг. Цутгамал төмрийн бүтэц нь түүнийг динамик ачаалалд байнга өртдөг бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд ашиглахыг зөвшөөрдөггүй. Гэхдээ цутгамал төмрийн хувьд хамгийн тохиромжтой зүйл бол бат бөх байх ёстой хэсгүүдэд зориулагдсан юм.

Баримт

Цутгамал төмрийг үйлдвэрлэх нь маш их зардал, материал шаарддаг процесс юм. Нэг тонн хайлш авахад 550 кг кокс, 900 литр ус шаардлагатай. Хүдрийн хувьд түүний хэмжээ нь төмрийн агууламжаас хамаарна. Дүрмээр бол 70% -иас багагүй төмрийн масстай хүдрийг ашигладаг. Баялаг багатай хүдэр боловсруулах нь эдийн засгийн хувьд боломжгүй.

Хайлуулахын өмнө материалыг баяжуулна. Гахайн төмрийн үйлдвэрлэл нь 98% -д нь тэсэлгээний зууханд тохиолддог.

Технологийн үйл явц нь хэд хэдэн үе шатыг агуулдаг. Нэгдүгээрт, хүдрийг тэсэлгээний зууханд ачдаг бөгөөд үүнд соронзон төмрийн хүдэр (хоёр ба гурвалсан төмрийн ислийн нэгдэл) орно. Төмрийн усан исэл эсвэл түүний давс агуулсан хүдрийг мөн ашиглаж болно. Түүхий эдээс гадна өндөр температурыг бий болгох, хадгалахад шаардлагатай коксжих нүүрсийг зууханд хийдэг. Нүүрсний шаталтын бүтээгдэхүүн нь төмрийн бууруулагчийн хувьд химийн урвалд оролцдог.

Нэмж дурдахад катализаторын үүрэг гүйцэтгэдэг зууханд урсгалыг нийлүүлдэг. Энэ нь чулуулаг хайлж, төмрийг ялгаруулах процессыг хурдасгадаг. Зууханд орохын өмнө хүдэр нь тусгай боловсруулалтанд хамрагдах ёстой гэдгийг анхаарах нь чухал юм. Жижиг хэсгүүд нь илүү сайн хайлдаг тул бутлах үйлдвэрт урьдчилан буталдаг. Дараа нь хүдрийг угааж, металл бус хольцыг зайлуулдаг. Дараа нь түүхий эдийг хатааж, зууханд шатаадаг. Түлшний ачаар хүхэр болон бусад гадны элементүүдийг түүнээс зайлуулдаг.

Зуух бүрэн ачаалагдсаны дараа үйлдвэрлэлийн хоёр дахь шат эхэлнэ. Шатаагчийг эхлүүлэхэд кокс нь түүхий эдийг аажмаар халаана. Энэ нь нүүрстөрөгчийг ялгаруулж, хүчилтөрөгчтэй урвалд орж исэл үүсгэдэг. Сүүлийнх нь хүдэр дэх нэгдлүүдээс төмрийг бууруулахад идэвхтэй оролцдог. Зууханд хий хуримтлагдах тусам урвал удааширна. Шаардлагатай харьцаанд хүрэхэд урвал бүхэлдээ зогсдог. Илүүдэл хий нь дараа нь зууханд шаардлагатай температурыг хадгалахын тулд түлш болдог. Энэ арга нь хэд хэдэн давуу талтай. Нэгдүгээрт, энэ нь түлшний зардлыг бууруулах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь үйлдвэрлэлийн процессын зардлыг бууруулдаг. Хоёрдугаарт, шаталтын бүтээгдэхүүн агаар мандалд орж, түүнийг бохирдуулдаггүй, харин үйлдвэрлэлд үргэлжлүүлэн оролцдог.

Илүүдэл нүүрстөрөгч нь хайлмалтай холилдож, төмрөөр шингэдэг. Цутгамал төмрийг ингэж хийдэг. Хайлаагүй хольц нь хольцын гадаргуу дээр хөвж, арилдаг. Тэднийг шаар гэж нэрлэдэг. Шаарыг тодорхой материалын үйлдвэрлэлд ашигладаг. Бүх илүүдэл хэсгүүдийг хайлмалаас зайлуулах үед түүнд тусгай нэмэлтүүд нэмнэ.

Сортууд

Цутгамал төмөр гэж юу болох, түүнийг хэрхэн олж авах талаар бид аль хэдийн олж мэдсэн, одоо бид энэ материалын ангиллыг ойлгох болно. Хоолой, цутгамал цутгамал төмрийг дээр дурдсан аргыг ашиглан үйлдвэрлэдэг.

Гахайн төмрийг хүчилтөрөгч хувиргах замаар гангийн үйлдвэрлэлд ашигладаг. Энэ төрөл нь хайлш дахь цахиур, манганы бага агууламжаар тодорхойлогддог. Цутгамал цутгамал төмрийг бүх төрлийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Энэ нь таван төрөлд хуваагддаг бөгөөд тус бүрийг тусад нь авч үзэх болно.

Цагаан

Энэ хайлш нь карбид эсвэл цементит хэлбэрийн илүүдэл нүүрстөрөгчийн агууламжаар тодорхойлогддог. Энэ зүйлийн нэрийг хугарлын талбайн цагаан өнгөөр өгсөн. Ийм цутгамал төмрийн нүүрстөрөгчийн агууламж ихэвчлэн 3% -иас их байдаг. Цагаан ширэм нь маш хэврэг, хэврэг байдаг тул түүний хэрэглээ хязгаарлагдмал байдаг. Энэ төрөл нь статик функцийг гүйцэтгэдэг, хүнд ачаалал даахгүй энгийн тохиргооны хэсгүүдийг үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг.

Цагаан цутгамал төмрийг хайлшлах нэмэлтийг нэмснээр материалын техникийн үзүүлэлтүүдийг нэмэгдүүлэх боломжтой. Энэ зорилгоор хром эсвэл никель ихэвчлэн ашиглагддаг, ихэвчлэн ванади эсвэл хөнгөн цагаан хэрэглэдэг. Ийм төрлийн нэмэлт бодис агуулсан брэндийг "сормит" гэж нэрлэдэг. Энэ нь янз бүрийн төхөөрөмжид халаалтын элемент болгон ашиглагддаг. "Сормит" нь өндөр эсэргүүцэлтэй бөгөөд 900 градусаас ихгүй температурт сайн ажилладаг. Цагаан цутгамал төмрийн хамгийн түгээмэл хэрэглээ бол гэр ахуйн ванны үйлдвэрлэл юм.

Саарал

Энэ бол цутгамал төмрийн хамгийн түгээмэл төрөл юм. Энэ нь үндэсний эдийн засгийн янз бүрийн салбарт хэрэглээг олсон. Саарал цутгамал төмрийн хувьд нүүрстөрөгч нь перлит, бал чулуу эсвэл феррит-перлит хэлбэрээр байдаг. Ийм хайлш дахь нүүрстөрөгчийн агууламж ойролцоогоор 2.5% байна. Цутгамал төмрийн нэгэн адил энэ материал нь өндөр хүч чадалтай тул мөчлөгийн ачааллыг хүлээн авдаг эд анги үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг. Саарал цутгамал төмрийг үйлдвэрийн тоног төхөөрөмжийн бут, хаалт, араа, орон сууц хийхэд ашигладаг.

Бал чулууны ачаар саарал цутгамал төмрийн үрэлтийг багасгаж, тосолгооны материалын нөлөөг сайжруулдаг. Тиймээс саарал цутгамал төмрөөр хийсэн эд ангиуд нь ийм төрлийн элэгдэлд тэсвэртэй байдаг. Ялангуяа түрэмгий орчинд ажиллахдаа сөрөг нөлөөллийг саармагжуулахын тулд нэмэлт нэмэлтүүдийг материалд нэвтрүүлдэг. Үүнд: молибден, никель, хром, бор, зэс, сурьма. Эдгээр элементүүд нь саарал цутгамал төмрийг зэврэлтээс хамгаалдаг. Үүнээс гадна тэдгээрийн зарим нь хайлш дахь чөлөөт нүүрстөрөгчийн графитжилтыг нэмэгдүүлдэг. Үүний ачаар хор хөнөөлтэй элементүүд цутгамал төмрийн гадаргуу дээр хүрэхээс сэргийлдэг хамгаалалтын хаалт бий болно.

Хагас сэтгэлтэй

Эхний хоёр сортын хоорондох завсрын материал нь хагас цутгамал төмөр юм. Түүнд агуулагдах нүүрстөрөгчийг графит ба карбид хэлбэрээр ойролцоогоор тэнцүү хэмжээгээр үзүүлэв. Үүнээс гадна ийм хайлш нь бага хэмжээний лидебурит (3% -иас ихгүй), цементит (1% -иас ихгүй) агуулж болно. Хагас цутгамал төмрийн нийт нүүрстөрөгчийн агууламж 3.5-4.2% хооронд хэлбэлздэг. Энэ сорт нь байнгын үрэлтийн нөхцөлд ажилладаг эд анги үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг. Эдгээрт автомашины тоормосны дэвсгэр, нунтаглах машинд зориулсан өнхрөх хэсгүүд орно. Элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлэхийн тулд хайлш дээр бүх төрлийн нэмэлтүүдийг нэмдэг.

уян хатан

Энэхүү хайлш нь чөлөөт нүүрстөрөгчийг графитжуулахын тулд тусгай шаталтанд өртдөг цагаан цутгамал төмрийн нэг төрөл юм. Гантай харьцуулахад ийм цутгамал төмрийг чийгшүүлэх шинж чанарыг сайжруулсан. Үүнээс гадна, энэ нь огтлолтод тийм ч мэдрэмтгий биш бөгөөд бага температурт сайн ажилладаг. Ийм цутгамал төмрийн хувьд нүүрстөрөгчийн массын эзлэх хувь 3.5% -иас ихгүй байна. Хайлш нь феррит, бал чулуу эсвэл феррит-перлит агуулсан мөхлөгт перлит хэлбэрээр илэрхийлэгддэг. Хагас цутгамал төмөр шиг уян хатан цутгамал төмрийг ихэвчлэн тасралтгүй үрэлтийн нөхцөлд ажилладаг эд анги үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Материалын гүйцэтгэлийн шинж чанарыг сайжруулахын тулд магни, теллур, борыг хайлш руу нэмнэ.

Өндөр хүч чадал

Энэ төрлийн цутгамал төмрийг металл торонд бөмбөрцөг хэлбэртэй бал чулуун орц үүссэний улмаас олж авдаг. Үүнээс болж болор торны металл суурь суларч, хайлш нь сайжруулсан механик шинж чанарыг олж авдаг. Бөмбөрцөг хэлбэртэй бал чулуу үүсэх нь материалд магни, иттрий, кальци, цериум орсны улмаас үүсдэг. Өндөр бат бэхийн цутгамал төмрийн үзүүлэлтүүд нь өндөр нүүрстөрөгчийн гантай ойролцоо байдаг. Энэ нь цутгахад тохиромжтой бөгөөд механизмын ган хэсгүүдийг бүрэн сольж чаддаг. Дулаан дамжуулалт өндөр учраас энэ материалыг дамжуулах хоолой, халаалтын төхөөрөмж үйлдвэрлэхэд ашиглаж болно.

Аж үйлдвэрийн сорилтууд

Өнөөдөр цутгамал төмрийн цутгамал нь эргэлзээтэй хэтийн төлөвтэй байна. Үнэн хэрэгтээ өндөр өртөг, их хэмжээний хог хаягдлын улмаас үйлдвэрчид цутгамал төмрөөс татгалзаж, хямд орлуулагчийг илүүд үздэг. Шинжлэх ухааны хурдацтай хөгжлийн ачаар бага зардлаар илүү чанартай материал авах боломжтой болоод удаж байна. Байгаль орчныг хамгаалах нь энэ асуудалд гол үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд тэсэлгээний зуух ашиглахыг хүлээн зөвшөөрдөггүй. Төмрийн хайлалтыг бүрэн цахилгаан зуух болгохын тулд хэдэн арван жил биш юмаа гэхэд олон жил шаардлагатай. Яагаад ийм удаан гэж? Учир нь энэ нь маш үнэтэй бөгөөд муж бүр үүнийг төлж чадахгүй. Тиймээс шинэ хайлшийг олноор үйлдвэрлэх хүртэл хүлээх л үлдлээ. Мэдээжийн хэрэг, ойрын хугацаанд цутгамал төмрийн үйлдвэрлэлийн хэрэглээг бүрэн зогсоох боломжгүй юм. Харин үйлдвэрлэлийн цар хүрээ жил ирэх тусам буурах нь ойлгомжтой. Энэ хандлага 5-7 жилийн өмнөөс эхэлсэн.

Дүгнэлт

"Цутгамал төмөр гэж юу вэ?" Гэсэн асуултыг авч үзсэний дараа бид хэд хэдэн дүгнэлт хийж болно. Нэгдүгээрт, цутгамал төмөр нь төмөр, нүүрстөрөгч, нэмэлтүүдийн хайлш юм. Хоёрдугаарт, зургаан төрөлтэй. Гуравдугаарт, цутгамал төмөр нь маш ашигтай, олон талт материал учраас удаан хугацааны туршид үнэтэй үйлдвэрлэх боломжтой байсан. Дөрөвдүгээрт, өнөөдөр цутгамал төмрийг аль хэдийн өнгөрсөн үеийн үлдэгдэл гэж үздэг бөгөөд илүү найдвартай, хямд материалаар байр сууриа системтэйгээр алдаж байна.

www.syl.ru

Цутгамал төмрийн төрөл, ангилал, найрлага, шинж чанар, тэмдэглэгээ, хэрэглээ

Өнөөдөр хүний амьдралд цутгамал төмрийг ашигладаггүй газар бараг байдаггүй. Энэ материал нь хүн төрөлхтөнд нэлээд удаан хугацаанд мэдэгдэж байсан бөгөөд практик талаасаа өөрийгөө маш сайн нотолсон. Цутгамал төмөр нь маш олон төрлийн эд анги, угсралт, механизмын үндэс суурь бөгөөд зарим тохиолдолд түүнд өгөгдсөн чиг үүргийг гүйцэтгэх чадвартай бие даасан бүтээгдэхүүн юм. Тиймээс, энэ нийтлэлд бид энэ төмөр агуулсан нэгдлүүдийг анхаарч үзэх болно. Мөн бид ямар төрлийн цутгамал төмөр байдаг, тэдгээрийн физик, химийн шинж чанарыг олж мэдэх болно.

Тодорхойлолт

Цутгамал төмөр бол төмөр ба нүүрстөрөгчийн жинхэнэ өвөрмөц хайлш бөгөөд Fe 90% -иас дээш, C нь 6.67% -иас ихгүй, харин 2.14% -иас багагүй байна. Нүүрстөрөгч нь цутгамал төмрийн дотор цементит эсвэл бал чулуу хэлбэрээр байж болно.

Нүүрстөрөгч нь хайлшийг нэлээд өндөр хатуулагтай болгодог боловч нэгэн зэрэг уян хатан чанар, уян хатан чанарыг бууруулдаг. Үүнтэй холбоотойгоор цутгамал төмөр нь хэврэг материал юм. Мөн цутгамал төмрийн тодорхой брэндүүдэд тусгай нэмэлтүүд нэмдэг бөгөөд энэ нь нэгдэлд тодорхой шинж чанарыг өгч чаддаг. Хайлшлах элементүүд нь никель, хром, ванади, хөнгөн цагаан байж болно. Цутгамал төмрийн нягт нь нэг куб метрт 7200 килограмм байна. Эндээс бид цутгамал төмрийн жин нь бага гэж нэрлэгдэх боломжгүй үзүүлэлт юм гэж дүгнэж болно.

Түүхийн лавлагаа

Төмөр хайлуулах аргыг хүн төрөлхтөн эртнээс мэддэг болсон. Хайлшийн тухай анх дурдсан нь МЭӨ 6-р зуунаас эхэлдэг.

Эрт дээр үед Хятадад цутгамал төмрийг нэлээд бага хайлах температуртай үйлдвэрлэдэг байв. Европт цутгамал төмрийг 14-р зууны үед буюу тэсэлгээний зуухыг анх ашиглаж эхэлсэн үед үйлдвэрлэж эхэлсэн. Тухайн үед ийм цутгамал төмрийг зэвсэг, хясаа, барилгын эд анги үйлдвэрлэхэд ашигладаг байсан.

Орос улсад цутгамал төмрийн үйлдвэрлэл 16-р зуунд идэвхтэй эхэлсэн бөгөөд дараа нь хурдацтай өргөжсөн. I Петрийн үед Оросын эзэнт гүрэн ширмэн төмрийн үйлдвэрлэлээрээ дэлхийн бүх улсыг гүйцэж түрүүлж чадсан ч зуун жилийн дараа хар төмөрлөгийн зах зээл дэх байр сууриа дахин алдаж эхлэв.

Төмөр цутгах нь дундад зууны үед төрөл бүрийн урлагийн бүтээлүүдийг бүтээхэд ашиглагдаж байсан. Тодруулбал, 10-р зуунд Хятадын гар урчууд 100 тонн жинтэй арслангийн жинхэнэ өвөрмөц дүрсийг цутгаж байжээ. 15-р зуунаас Германд, дараа нь бусад оронд цутгамал төмрийн цутгамал өргөн тархсан. Үүнээс хашаа, саравч, цэцэрлэгт хүрээлэнгийн баримал, цэцэрлэгийн тавилга, булшны чулуу зэргийг хийсэн.

18-р зууны сүүлийн жилүүдэд Оросын архитектурт цутгамал төмрийг дээд зэргээр ашигласан. 19-р зууныг ерөнхийдөө "цутгамал төмрийн эрин" гэж нэрлэдэг байсан тул хайлшийг архитектурт маш идэвхтэй ашигладаг байсан.

Онцлог шинж чанарууд

Цутгамал төмрийн янз бүрийн төрлүүд байдаг боловч энэ металлын нэгдлийн дундаж хайлах цэг нь Цельсийн 1200 градус орчим байдаг. Энэ үзүүлэлт нь ган хайлуулахад шаардагдах хэмжээнээс 250-300 градусаар бага байна. Энэ ялгаа нь нүүрстөрөгчийн нэлээд өндөр агууламжтай холбоотой бөгөөд энэ нь молекулын түвшинд төмрийн атомуудтай ойр дотно холбоо тогтооход хүргэдэг.

Хайлуулах, дараа нь талсжих үед цутгамал төмрийн доторх нүүрстөрөгч нь төмрийн молекулын торонд бүрэн нэвтэрч чадахгүй тул цутгамал төмөр нь нэлээд хэврэг болдог. Үүнтэй холбоотойгоор тогтмол динамик ачаалалтай үед үүнийг ашигладаггүй. Гэхдээ үүнтэй зэрэгцэн энэ нь хүч чадлын шаардлага ихэссэн хэсгүүдэд тохиромжтой.

Үйлдвэрлэлийн технологи

Бүх төрлийн цутгамал төмрийг тэсэлгээний зууханд үйлдвэрлэдэг. Үнэн хэрэгтээ, хайлуулах үйл явц нь өөрөө ноцтой материаллаг хөрөнгө оруулалт шаарддаг хөдөлмөр их шаарддаг үйл ажиллагаа юм. Нэг тонн ширэм үйлдвэрлэхэд ойролцоогоор 550 кг кокс, бараг нэг тонн ус шаардагдана. Зууханд ачигдсан хүдрийн хэмжээ нь төмрийн агууламжаас хамаарна. Ихэнхдээ хүдэр ашигладаг бөгөөд энэ нь дор хаяж 70% төмрийн агууламжтай байдаг. Элементийн бага концентраци нь хүсээгүй, учир нь үүнийг ашиглах нь эдийн засгийн хувьд ашиггүй болно.

Үйлдвэрлэлийн эхний үе шат

Төмөр хайлуулах нь дараах байдлаар явагдана. Юуны өмнө хүдэр, түүнчлэн коксжих нүүрсний зэрэглэлийг зууханд цутгаж, зуухны босоо амны доторх шаардлагатай температурыг шахаж, хадгалахад үйлчилдэг. Үүнээс гадна, шаталтын явцад эдгээр бүтээгдэхүүн нь төмрийн бууруулагчийн хувьд үргэлжилж буй химийн урвалд идэвхтэй оролцдог.

Үүний зэрэгцээ урсгалыг зууханд хийж, катализаторын үүрэг гүйцэтгэдэг. Энэ нь чулуулаг хурдан хайлахад тусалдаг бөгөөд энэ нь төмрийн хурдан ялгаралтыг дэмждэг.

Хүдрийг зууханд ачихаас өмнө тусгай урьдчилсан боловсруулалт хийдэг гэдгийг анхаарах нь чухал. Энэ нь бутлах үйлдвэрт буталсан (жижиг тоосонцор илүү хурдан хайлдаг). Дараа нь металл агуулаагүй тоосонцорыг арилгахын тулд угаана. Үүний дараа түүхий эдийг шатааж, үүнээс болж хүхэр болон бусад гадны элементүүдийг зайлуулдаг.

Үйлдвэрлэлийн хоёр дахь шат

Ачаалагдсан, ашиглахад бэлэн зууханд байгалийн хийг тусгай шатаагчаар дамжуулан нийлүүлдэг. Кокс нь түүхий эдийг халаана. Энэ нь нүүрстөрөгчийг ялгаруулж, хүчилтөрөгчтэй нийлж исэл үүсгэдэг. Энэ исэл нь дараа нь хүдрээс төмрийг бууруулахад оролцдог. Зууханд байгаа хийн хэмжээ ихсэх тусам химийн урвалын хурд буурч, тодорхой харьцаанд хүрэхэд бүхэлдээ зогсдог гэдгийг анхаарна уу.

Илүүдэл нүүрстөрөгч нь хайлмал руу нэвчиж, төмөртэй нийлж, эцэст нь цутгамал төмрийг үүсгэдэг. Хайлаагүй бүх элементүүд гадаргуу дээр гарч, эцэст нь арилдаг. Энэ хаягдлыг шаар гэж нэрлэдэг. Мөн бусад материалыг үйлдвэрлэхэд ашиглаж болно. Ийм аргаар олж авсан цутгамал төмрийн төрлийг цутгах ба хувиргалт гэж нэрлэдэг.

Ялгаварлах

Цутгамал төмрийн орчин үеийн ангилал нь эдгээр хайлшийг дараахь төрлүүдэд хуваах боломжийг олгодог.

Цагаан.
Хагас сэтгэлтэй.
Саарал, ширхэгтэй бал чулуу.
Бөмбөрцөг хэлбэртэй бал чулуутай өндөр бат бэх.
уян хатан.

Төрөл бүрийг тусад нь авч үзье.

Цагаан цутгамал төмөр

Ийм цутгамал төмөр нь бараг бүх нүүрстөрөгчийг химийн аргаар холбосон төмөр юм. Энэ хайлш нь хатуу боловч маш хэврэг байдаг тул механик инженерчлэлд тийм ч их ашиглагддаггүй. Энэ нь янз бүрийн зүсэх хэрэгслээр боловсруулахад тохиромжгүй тул ямар ч боловсруулалт шаарддаггүй эд ангиудыг цутгахад ашигладаг. Хэдийгээр энэ төрлийн цутгамал төмрийг зүлгүүрийн дугуйгаар нунтаглаж болно. Цагаан цутгамал төмөр нь энгийн эсвэл хайлштай байж болно. Үүний зэрэгцээ гагнуур нь хүндрэл үүсгэдэг, учир нь энэ нь хөргөх эсвэл халаах явцад янз бүрийн хагарал үүсэх, мөн гагнуурын цэг дээр үүссэн бүтцийн нэг төрлийн бус байдлаас шалтгаална.

Хурдан хөргөлтийн үед шингэн хайлшийг анхдагч талсжуулснаар элэгдэлд тэсвэртэй цагаан цутгамал төмрийг олж авдаг. Тэдгээрийг ихэвчлэн хуурай үрэлтийн нөхцөлд (жишээлбэл, тоормосны дэвсгэр) эсвэл элэгдэлд тэсвэртэй, халуунд тэсвэртэй эд анги үйлдвэрлэхэд ашигладаг (гулсмал тээрмийн өнхрөх).

Дашрамд хэлэхэд, цагаан цутгамал төмрийн хагарлын харагдах байдал нь цайвар талст, гэрэлтсэн гадаргуутай тул нэрээ авсан. Энэхүү цутгамал төмрийн бүтэц нь ледебурит, перлит, хоёрдогч цементитийн хослол юм. Хэрэв энэ цутгамал төмрийг хайлшруулбал перлит нь троостит, аустенит эсвэл мартенсит болж хувирдаг.

Хагас цутгамал төмөр

Цутгамал төмрийн ангилал нь энэ төрлийн металлын хайлшийг дурдаагүй бол бүрэн бус байх болно.

Энэхүү цутгамал төмрийн онцлог нь карбидын эвтектик ба бал чулууны найрлагатай. Ерөнхийдөө бүрэн бүтэц нь дараах хэлбэртэй байна: бал чулуу, перлит, ледебурит. Хэрэв цутгамал төмрийг дулааны боловсруулалт эсвэл хайлшаар хийвэл энэ нь аустенит, мартенсит эсвэл ацикуляр троостит үүсэхэд хүргэдэг.

Энэ төрлийн цутгамал төмөр нь нэлээд эмзэг тул түүний хэрэглээ маш хязгаарлагдмал байдаг. Энэ хайлш нь түүний хугарал нь талст бүтцийн харанхуй, цайвар хэсгүүдийн хослол учраас нэрээ авсан.

Хамгийн түгээмэл инженерийн материал

Саарал цутгамал төмрийн ГОСТ 1412-85 нь ойролцоогоор 3.5% нүүрстөрөгч, 1.9-2.5% цахиур, 0.8% хүртэл манган, 0.3% хүртэл фосфор, 0.12% -иас бага хүхэр агуулдаг.

Энэхүү цутгамал төмрийн бал чулуу нь давхарга хэлбэртэй байдаг. Тусгай өөрчлөлт хийх шаардлагагүй.

Графит ялтсууд нь хүчтэй сулруулах нөлөөтэй тул саарал цутгамал төмрийг цохилтын хүч багатай, суналт бараг бүрэн байхгүй (зураг 0.5% -иас бага) шинж чанартай байдаг.

Саарал цутгамал төмрийг боловсруулахад хялбар байдаг. Хайлшийн бүтэц нь дараах байдалтай байж болно.

Феррит-графит.
Феррит-судан-графит.
Перлит-графит.

Саарал цутгамал төмрийн шахалт нь суналтаас хамаагүй сайн ажилладаг. Энэ нь маш сайн гагнаж байгаа боловч энэ нь урьдчилан халаах шаардлагатай бөгөөд дүүргэгч материал болгон цахиур, нүүрстөрөгчийн өндөр агууламжтай тусгай цутгамал төмрийн саваа ашиглах ёстой. Урьдчилан халаахгүй бол гагнуурын талбайд цутгамал төмрийг цайруулах тул гагнуур хийхэд хэцүү байх болно.

Саарал цутгамал төмрийг ямар ч цохилтын ачаалал (дамар, бүрээс, хүрээ) дор ажилладаг эд ангиудыг үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Энэхүү цутгамал төмрийн тэмдэглэгээ нь дараах зарчим дээр суурилдаг: SC 25-52. Хоёр үсэг нь энэ нь саарал цутгамал төмөр гэдгийг харуулж байна, 25 тоо нь суналтын бат бэхийн үзүүлэлт (МПа эсвэл кгс / мм 2), 52 тоо нь гулзайлтын үеийн суналтын бат бэх юм.

Уян хатан төмөр

Зангилаат цутгамал нь бөмбөрцөг хэлбэрийн бал чулууг агуулдагаараа бусад "ах нар"-аас эрс ялгаатай. Үүнийг шингэн хайлш руу тусгай хувиргагч (Mg, Ce) нэвтрүүлэх замаар олж авдаг. Бал чулуун орцуудын тоо, тэдгээрийн шугаман хэмжээ нь өөр байж болно.

Бөмбөрцөгт бал чулуу юугаараа сайн бэ? Энэ хэлбэр нь металлын суурийг хамгийн бага хэмжээгээр сулруулж, улмаар перлит, феррит эсвэл перлит-феррит байж болно.

Дулааны боловсруулалт эсвэл хайлшийг ашигласны ачаар цутгамал төмрийн суурь нь ацикуляр-троостит, мартенсит эсвэл аустенит байж болно.

Өндөр бат бэхийн цутгамал төмрийн янз бүрийн зэрэглэлүүд байдаг боловч ерөнхийдөө түүний тэмдэглэгээ нь дараах байдалтай байна: HF 40-5. HF нь өндөр бат бэх цутгамал төмөр гэдгийг таахад хялбар байдаг, 40 тоо нь суналтын бат бэхийн үзүүлэлт (кгф / мм 2), 5 тоо нь хувиар илэрхийлэгддэг харьцангуй суналт юм.

Уян хатан төмөр

Зөөлөн цутгамал төмрийн бүтэц нь үйрмэг эсвэл бөмбөрцөг хэлбэртэй бал чулуунаас бүрддэг. Энэ тохиолдолд ширхэгтэй бал чулуу нь өөр өөр тархалт, нягтралтай байж болох бөгөөд энэ нь эргээд цутгамал төмрийн механик шинж чанарт шууд нөлөөлдөг.

Аж үйлдвэрийн хувьд уян хатан цутгамал төмрийг ихэвчлэн феррит суурьтай үйлдвэрлэдэг бөгөөд энэ нь илүү уян хатан чанарыг өгдөг.

Феррит уян төмрийн хугарлын харагдах байдал нь хар хилэн хэлбэртэй байдаг. Бүтэц дэх перлитийн хэмжээ их байх тусам хугарал нь хөнгөн болно.

Ерөнхийдөө уян хатан цутгамал төмрийг 800-950 градусын температурт халаадаг зууханд удаан буцалгасны улмаас цагаан цутгамал цутгамалаас авдаг.

Өнөөдөр уян хатан цутгамал төмөр хийх хоёр арга бий: Европ, Америк.

Америкийн арга нь хайлшийг элсэнд 800-850 градусын температурт буцалгана. Энэ процесст бал чулуу нь цэвэр төмрийн ширхэгийн хооронд байрладаг. Үүний үр дүнд цутгамал төмөр нь зуурамтгай чанарыг олж авдаг.

Европын аргаар цутгамал төмрийн хүдэрт буцалгана. Температур нь ойролцоогоор 850-950 хэм байна. Нүүрстөрөгч нь төмрийн хүдэрт ордог бөгөөд үүний улмаас цутгамал материалын гадаргуугийн давхарга нь нүүрстөрөгчгүйжиж, зөөлөн болдог. Цутгамал төмөр нь уян хатан болдог ч гол нь хэврэг хэвээр байна.

Зөөлөн цутгамал төмрийн тэмдэглэгээ: KCH 40-6, KCH нь мэдээж уян хатан цутгамал төмөр; 40 - суналтын бат бэхийн үзүүлэлт; 6 – харьцангуй суналт, %.

Бусад үзүүлэлтүүд

Цутгамал төмрийг хүч чадлын дагуу хуваах тухайд дараахь ангиллыг ашиглана.

Ердийн хүч чадал: σв хүртэл 20 кг / мм².
Хүч чадал нэмэгдсэн: σв = 20 - 38 кг / мм 2.
Өндөр бат бэх: σв = 40 кг / мм² ба түүнээс дээш.

Уян хатан чанараас хамааран цутгамал төмрийг дараахь байдлаар хуваана.

Хуванцар бус - харьцангуй суналт 1% -иас бага.
Бага уян хатан чанар - 1% -иас 5% хүртэл.
Хуванцар - 5% -иас 10% хүртэл.
Уян хатан чанар нэмэгдсэн - 10% -иас дээш.

Эцэст нь хэлэхэд цутгах хэлбэр, шинж чанар нь ч гэсэн цутгамал төмрийн шинж чанарт ихээхэн нөлөөлдөг гэдгийг тэмдэглэхийг хүсч байна.

fb.ru

Цутгамал, цутгамал төмрийн ангилал, шинж чанар

Цутгамал төмөр
- төмөр ба нүүрстөрөгчийн хайлш, үүнд
нүүрстөрөгч 2.14% -иас их байна.

Цагаан будаа.
11. Цутгамал төмрийн ангилал

Цагаан
болон саарал ширэм .
Саарал, цагаан цутгамал төмөр нь маш ялгаатай
шинж чанаруудаар. Цагаан цутгамал нь маш хатуу байдаг
мөн хэврэг, муу боловсруулсан
хайчлах хэрэгсэл, хайлуулахаар явах
ган болгон хувиргах гэж нэрлэдэг
цутгамал төмөр. Цагаан цутгамал төмрийн зарим нь явдаг
уян хатан цутгамал төмөр авах.

Саарал
цутгамал төмөр
- Энэ бол цутгамал төмөр. Саарал цутгамал төмөр
хэлбэрээр үйлдвэрлэлд ордог
цутгамал Саарал ширэм нь хямдхан байдаг
барилгын материал. Тэр
сайн цутгах шинж чанартай,
зүсэх замаар сайн боловсруулсан,
элэгдэлд тэсвэртэй, байна
чичиргээг арилгах чадвар
чичиргээ болон хувьсах ачааллын дор .
Чичиргээг багасгах чадварыг нэрлэдэг
чийгшүүлэх чадвар. Норгосны
цутгамал төмрийн чадвар нь 2-4 дахин их байдаг
ган. Норгосны өндөр хүчин чадалтай
ба элэгдлийн эсэргүүцлийг тодорхойлсон
цутгамал төмрийг үйлдвэрлэхэд ашиглах
төрөл бүрийн тоног төхөөрөмжийн хүрээ,
crankshafts болон camshafts
трактор, автомашины хөдөлгүүр
гэх мэт саарал өнгийн дараах брэндүүдийг үйлдвэрлэдэг
цутгамал төмөр (тоон утгыг хаалтанд заасан)
хатуулгийн утга NV): SC 10 (143-229), SC
15 (163-229), SC 20 (170-241), SC 25 (180-250), SC 30 (181-255),
SC 35 (197-269), SC 40 (207-285), SC 45 (229-289).

Саарал
-д нэмж цутгамал төмрийг гаргаж авдаг
хайлсан металл бодис,
цементитийн задралыг дэмжих ба
бал чулуу хэлбэрээр нүүрстөрөгчийг ялгаруулах. Учир нь
саарал ширэм графитжуулагч нь
цахиур. Цахиурыг хайлш болгон нэвтрүүлэх үед
5% орчим саарал цутгамал цементит нь бараг
бүрэн задарч, хэлбэрждэг
хуванцар ферритээр хийсэн бүтэц
бал чулуун суурь ба оруулга. Багассанаар
цахиурын агууламжтай цементит орсон
перлитийн найрлагад хэсэгчлэн задардаг
ба феррит-перлит үүсдэг
бал чулууны орц бүхий бүтэц. At
агуулгын цаашдын бууралт
цахиур үүссэн саарал бүтэц
орцтой сувдан суурьтай цутгамал төмрийн
бал чулуу

Механик
саарал цутгамал төмрийн шинж чанараас хамаарна
металл суурь, түүнчлэн хэлбэр
ба бал чулууны орцуудын хэмжээ. Ихэнх
Саарал цутгамал төмөр нь удаан эдэлгээтэй байдаг
перлит суурь ба ихэнх
уян хатан - ферритик дээр саарал цутгамал
суурь. Бал чулуу нь маш их
бага хүч чадалтай, ямар ч холбоогүй
цутгамал төмөр суурь,
бал чулуу эзэлсэн хөндий байж болно
хоосон зай, зүслэг гэж үзэх
эсвэл металл суурийн хагарал
цутгамал төмрийг ихээхэн хэмжээгээр бууруулдаг
түүний хүч чадал, уян хатан байдал.
Хүч чадлын хамгийн их бууралт
шинж чанарууд нь бал чулууны хольцоос үүдэлтэй
В
хавтан хэлбэрээр, хамгийн жижиг нь - оруулга
цэг эсвэл бөмбөрцөг хэлбэртэй.

By
физик, механик шинж чанар
саарал цутгамал төмрийг хувааж болно
дөрвөн бүлэгт: бага хүч чадал,
хүч чадал нэмэгдсэн, өндөр
хүч чадал, онцгой шинж чанартай.

Хайлш
саарал ширэм нь нарийн ширхэгтэй байдаг
бүтэц, графитын илүү сайн бүтэц
бага хэмжээгээр нэмсэнтэй холбоотой
никель ба хром, молибден, заримдаа титан
эсвэл зэс.

Өөрчлөгдсөн
саарал ширэм нь нэгэн төрлийн бүтэцтэй
цутгамал ба түүнээс бага хөндлөн огтлолын дагуу
бал чулууны эргэлдсэн хэлбэр. Химийн
үйлдвэрлэлийн төлбөрийн бүрэлдэхүүн
өөрчилсөн цутгамал төмрийг сонгосон
Ингэснээр ердийнхөө өөрчилсөн
цутгамал төмөр нь цайруулагчтай цутгахад хатуурдаг
(жишээлбэл, цагаан эсвэл хагас). Өөрчлөгч
- ферросиликон, цахиурын хөнгөн цагаан,
цахиурын кальци гэх мэт - нэмсэн
хэмжээ нь ширэм жингийн 0.1 -0.3%
үед шууд хувин руу хийнэ
дүүргэх. -аас цутгамал хийцийн бүтцэд
өөрчилсөн саарал ширэм биш юм
ледебурит цементит агуулдаг.
Оролтын хэмжээ бага учраас
цутгамал төмрийн хувиргагч дахь түүний химийн
найрлага нь бараг өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна.
Шингэн өөрчлөгдсөн цутгамал төмөр шаардлагатай
нэн даруй цутгах үйлдвэрт хийнэ
хэлбэрүүд, өөрчлөлтийн нөлөөнөөс хойш
10-15 минутын дараа алга болно.

Өндөр хүч чадал
цутгамал төмөр.
Өндөр бат бэхийн механик шинж чанар
цутгамал төмрийг ашиглахыг зөвшөөрнө
машин эд анги үйлдвэрлэх үйл ажиллагаа
хатуу ширүүн нөхцөлд, хуурамчаар үйлдэхийн оронд
эсвэл ган цутгамал . Өндөр хүч чадлаар хийгдсэн
цутгамал төмөр нь гулсмал хэсгүүдийг үйлдвэрлэдэг
тээрэм, хуурамчаар үйлдэх, шахах тоног төхөөрөмж,
уурын турбин (хөтөч ир
аппарат), трактор, машин
(тахир гол, бүлүүр) гэх мэт. Тиймээс,
жишээ нь, машины тахир гол
Волга машинууд нь
уян хатан төмрийн дараах
найрлага: 3.4-3.6% C; 1.8-2.2%
Си; 0.96-1.2%
Mn;
0,16-0,30%
Cr;<0,01
%
S;<0,06% P
ба 0.01-0.03%
Mg. Бага
хүхэр, фосфорын агууламж ба бага
бусад химийн бодисын хязгаарлалт
элементүүд ийм байхаар баталгаажсан
Цутгамал төмрийг буланд хайлуулдаггүй, харин
цахилгаан зуух. Дулааны дараа
цутгамал төмрийн механик шинж чанарыг боловсруулах
нэлээд өндөр болж хувирна: Өв =
620-650 МПа; §= 8-12%, хатуулаг HB = 192-240.

уян хатан
цутгамал төмөр.
Зөөлөн цутгамал төмөр гэдэг нь илүү олон зүйлийн ердийн нэр юм
саарал ширэмтэй харьцуулахад уян хатан ширэм .
Зөөлөн цутгамал төмрийг хэзээ ч хуурамчаар хийдэггүй. Кастинг
уян хатан цутгамал төмрөөс удаан эдэлгээтэй байдаг
нь цагаан ширэм цутгамал анивчих
перлит-цементит бүтэц. Зузаан
цутгамал хана нь хэтрэхгүй байх ёстой
40-50 мм. Давслах үед цементит нь цагаан өнгөтэй байдаг
цутгамал төмөр задарч үүснэ
ширхэгтэй бал чулуу. Отливокс
ханын зузаан нь 50 мм-ээс дээш ханын үед
хүсээгүй байдал үүсэх болно
ширхэгтэй бал чулуу.

уян хатан
цутгамал төмрийг автомашинд өргөн ашигладаг,
хөдөө аж ахуй, нэхмэлийн
механик инженер. Энэ нь хийсэн байна
чадвартай өндөр бат бэх хэсгүүд
дахин хувьсагчийг мэдрэх ба
цочролын ачаалал ба ажиллах
зэрэг элэгдлийн өндөр нөхцөл
хойд тэнхлэгийн орон сууц, тоормосны дэвсгэр,
зангилаа, зүсэх төхөөрөмжийн хуруунууд
хөдөө аж ахуйн машин механизм, араа,
дэгээ гинж гэх мэт өргөн тархсан
уян хатан ширэм, эзэлсэн
механик шинж чанар завсрын
саарал цутгамал төмөр ба гангийн хоорондох байрлал;
харьцуулахад илүү сайн байгаатай холбоотой
ган цутгах шинж чанар нь цагаан
цутгамал төмөр, энэ нь цутгамал материал авах боломжийг олгодог
нарийн төвөгтэй хэлбэр. Зөөлөн цутгамал төмрийн онцлог шинж чанартай
хангалттай өндөр зэврэлтээс хамгаалах
шинж чанартай бөгөөд байгаль орчинд сайн ажилладаг
чийглэг агаар, утааны хий, ус.

Цутгамал төмөр
онцгой шинж чанартай.
Ийм цутгамал төмрийг янз бүрийн зориулалтаар ашигладаг
механик инженерийн салбарууд хэзээ
цутгах нь хүч чадлын зэрэгцээ заавал
нэг юм уу өөр онцлогтой
шинж чанар (элэгдэлд тэсвэртэй, химийн
бат бөх, халуунд тэсвэртэй гэх мэт). -аас
бүхий олон тооны ширэм
тусгай шинж чанаруудыг зааж өгсөн болно
Дараах жишээнүүд байна.

Соронзон
цахилгаан машины орон сууц, хүрээ,
бамбай гэх мэт Энэ зорилгоор хамгийн сайн
зангилаатай феррит ширэм юм
бал чулуу.

Соронзон бус
цутгамал төмрийг хийхэд ашигладаг
янз бүрийн цахилгааны яндан, боолт
машинууд Энэ зорилгоор тэд ашигладаг
никель-манганы ширэм агуулсан
7-10% MP ба 7-9%
Ни,
түүнчлэн манган-зэс ширэм, онд
Энэ нь 9.8% Mn
ба 1.2-2.0% Cu.

Халуунд тэсвэртэй
цутгамал төмөр
– Чугалд 20-25% А1 агуулагддаг.

TO
тусгай шинж чанартай цутгамал төмрийн
мөн өмнө дурдсан ферро хайлшийг багтаасан
- ферромарганец, ферросиликон гэх мэт;
исэлдэлтгүйжүүлэх зориулалттай ба
хайлуулах явцад хайлшлах ган .

studfiles.net

Цутгамал төмрийн шинж чанар, төрөл

Цутгамал төмөр нь төмөр, нүүрстөрөгч болон хайлшийг тодорхой шинж чанарыг өгдөг төрөл бүрийн хольц агуулдаг. Материал дахь нүүрстөрөгчийн массын хувь нь дор хаяж 2.14% байх ёстой, эс тэгвээс энэ нь цутгамал төмөр биш, харин ган байх болно. Энэ элемент нь хайлшийг хатуулаг ихэсгэх боловч уян хатан чанар, уян хатан чанарыг бууруулдаг. Тиймээс цутгамал төмөр нь нэлээд хэврэг материал юм. Бусад байнгын хольцуудад цахиур, манган, хүхэр, фосфор орно. Цутгамал төмрийн зарим төрлийн нэмэлт нэмэлтүүдийг оруулдаг бөгөөд энэ нь хайлшийн нэмэлт шинж чанарыг өгөх боломжийг олгодог. Хром, никель, ванади, хөнгөн цагааныг хайлшийн элемент болгон ашигладаг.

Цутгамал төмрийн нягт нь куб см тутамд 7.2 грамм байна. Энэ нь метал ба тэдгээрийн хайлшийн хувьд нэлээд өндөр үзүүлэлт юм. Цутгамал төмрийг бүх салбарт төрөл бүрийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд цутгахад маш сайн. Энэ үзүүлэлтийн дагуу энэ нь бусад бүх төмрийн хайлшаас давж, зарим төрлийн гангаас арай доогуур байна.

Цутгамал төмрийн хайлах цэг нь 1200 хэм буюу ган хайлахад шаардагдах хэмжээнээс 250-300 хэмээр бага байна. Энэ нь нүүрстөрөгчийн агууламж нэмэгдсэнтэй холбоотой бөгөөд үүний үр дүнд молекул хоорондын түвшинд төмрийн атомуудтай нягт холбоо багатай байдаг. Цутгамал төмрийг хайлуулах, дараа нь талсжих явцад бүх нүүрстөрөгч нь төмрийн бүтцийн торонд нэвтрэн орох цаг байхгүй тул цутгамал төмөр нь хэврэг болж хувирдаг. Энэ нь тогтмол динамик ачааллын нөлөөн дор ажиллах бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд ашиглагддаггүй. Гэхдээ энэ нь хүч чадлыг нэмэгдүүлэх шаардлагатай хэсгүүдэд тохиромжтой.

Цутгамал төмрийн технологи

Цутгамал төмрийг үйлдвэрлэх нь ихээхэн хэмжээний зардал шаарддаг маш их материал шаардсан үйл явц юм. Нэг тонн хайлш үйлдвэрлэхэд 550 кг кокс, 900 литр ус шаардагдана. Хүдрийн өртөг нь төмрийн агууламжаас хамаарна. Ядуу хүдэр боловсруулах нь эдийн засгийн үндэслэлгүй тул ихэвчлэн 70% -иас багагүй элементийн масстай түүхий эдийг ашигладаг. Ийм түүхий эдийг эхлээд баяжуулах процедурт ордог бөгөөд дараа нь хайлуулахаар илгээдэг. Төмрийн үйлдвэрлэл нь тэсэлгээний зууханд явагддаг. Дэлхий дээр үйлдвэрлэсэн бүх материалын ердөө 2 орчим хувийг цахилгаан зууханд хайлуулдаг.

Технологийн процесс нь хоорондоо уялдаа холбоотой хэд хэдэн үе шатаас бүрдэнэ. Эхний шатанд хүдрийг тэсэлгээний зууханд ачдаг бөгөөд үүнд соронзон төмрийн хүдэр (хоёр ба гурван валент төмрийн ислийн нэгдэл) агуулагддаг. Усан төмрийн исэл эсвэл түүний давс агуулсан хүдрийг мөн түүхий эд болгон ашиглаж болно. Түүхий эдийнхээ хамт коксжих нүүрсийг зууханд ачдаг бөгөөд энэ нь өндөр температур үүсгэх, хадгалах зориулалттай. Үүнээс гадна тэдгээрийн шаталтын бүтээгдэхүүн нь төмрийн бууруулагчийн хувьд химийн урвалд оролцдог.

Нэмж дурдахад, урсгалыг зууханд нийлүүлдэг бөгөөд энэ нь катализаторын үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд чулуулаг хурдан хайлж, төмрийг ялгаруулдаг. Домен зууханд орохын өмнө хүдэр нь тусгай урьдчилсан боловсруулалт хийдэг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Жижиг хэсгүүд нь илүү хурдан хайлах тул тэдгээрийг бутлах үйлдвэр ашиглан бутлана. Дараа нь метал агуулаагүй бүх шаардлагагүй элементүүдийг арилгахын тулд угаана. Үүний дараа хатаасан түүхий эдийг тусгай зууханд шатааж, нэгдлээс хүхэр болон бусад гадны элементүүдийг зайлуулдаг.

Домен зуухыг ачиж, ашиглалтад оруулснаар үйлдвэрлэлийн хоёр дахь шат эхэлнэ. Шатаагчийг ажиллуулсны дараа кокс нь түүхий эдийг халааж, нүүрстөрөгчийг ялгаруулж эхэлдэг бөгөөд энэ нь агаараар дамжин хүчилтөрөгчтэй урвалд орж, исэл үүсгэдэг. Энэхүү исэл нь хүдэрт агуулагдах нэгдлүүдээс төмрийг бууруулахад идэвхтэй оролцдог. Түүнээс гадна зууханд хий их байх тусам химийн урвал сул болно. Тодорхой хэмжээнд хүрсний дараа бүрмөсөн зогсдог. Илүүдэл хий нь зууханд температурыг хадгалахын тулд түлш болгон ашигладаг. Энэ арга нь хэд хэдэн эерэг талуудтай. Нэгдүгээрт, чулуужсан түлшний өртөг буурч, энэ нь үйлдвэрлэлийн өртгийг тодорхой хэмжээгээр бууруулдаг. Хоёрдугаарт, шаталтын бүтээгдэхүүн нь агаар мандалд ялгардаггүй, түүнийг хортой хольцоор бохирдуулдаг боловч технологийн процесст үргэлжлүүлэн оролцдог.

Илүүдэл нүүрстөрөгч нь хайлмалтай холилдож, төмрийг шингээж, цутгамал төмрийг үүсгэдэг. Бүх хайлаагүй чулуулгийн элементүүд гадаргуу дээр хөвж, материалаас арилдаг. Хог хаягдлыг шаар гэж нэрлэдэг бөгөөд дараа нь бусад материалыг үйлдвэрлэхэд ашиглах болно. Бүх илүүдэл тоосонцорыг зайлуулсны дараа шаардлагатай бол хайлмагт янз бүрийн нэмэлтүүдийг нэмнэ. Ийм байдлаар хоёр төрлийн хайлш үйлдвэрлэгддэг: ширэм, ширэм.

Цутгамал төмрийн төрөл

Хүчилтөрөгч хувиргагч аргыг ашиглан ган үйлдвэрлэхэд хувиргах материалыг ашигладаг. Энэ төрөл нь хайлшийн найрлага дахь манган, цахиурын агууламж багатай байдаг. Цутгамал цутгамал төмрийг төрөл бүрийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Энэ нь таван төрөлд хуваагддаг бөгөөд үүнийг илүү нарийвчлан авч үзэх нь зүйтэй. Цагаан цутгамал төмөр нь илүүдэл нүүрстөрөгч нь цементит эсвэл карбид хэлбэрээр агуулагддаг хайлш юм. Энэ нь хугарлын бүсэд цагаан өнгөний шинж чанараас болж нэрээ авсан. Түүний доторх нүүрстөрөгчийн массын хэмжээ 3% -иас их байна. Энэ материал нь эмзэг байдал, эмзэг байдал нэмэгдсэнээр тодорхойлогддог тул түүний хэрэглээ маш хязгаарлагдмал байдаг.

Энэ төрөл нь статик нөхцөлд ажилладаг, нэмэлт ачаалал даахгүй энгийн эд анги үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг. Хайлш дээр хайлш нэмсэн нэмэлтүүд нь материалын техникийн шинж чанарыг сайжруулж чадна. Эдгээр зорилгоор никель эсвэл хромыг ашигладаг бөгөөд хөнгөн цагаан, ванадий бага байдаг. "Сормит" гэж нэрлэгддэг энэхүү сортыг янз бүрийн төхөөрөмжид халаах элемент болгон ашигладаг. Энэ нь сайн эсэргүүцэлтэй бөгөөд 900 хэм хүртэл температурт асуудалгүй ажилладаг. Дотоод хэрэгцээнд зориулсан ваннууд нь цагаан цутгамал төмрөөр хийгдсэн байдаг.

Саарал цутгамал нь үндэсний эдийн засгийн олон салбарт хэрэглэгддэг хамгийн түгээмэл төрлийн материал юм. Энэ хайлшийн хувьд нүүрстөрөгч нь бал чулуу, перлит эсвэл феррит-перлит хэлбэрээр байдаг. Нүүрстөрөгчийн массын хувь хэмжээ 2.5% -ийн түвшинд байна. Материал нь цутгамал төмрийн хувьд өндөр бат бэхтэй тул тодорхой түвшний мөчлөгийн ачаалалтай эд анги үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Үүнээс бут, янз бүрийн үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмжийн орон сууц, хаалт, араа хийдэг.

Графит нь тосолгооны үр нөлөөг эрс сайжруулж, үрэлтийн нөлөөг бууруулдаг тул эд ангиуд нь энэ төрлийн элэгдэлд тэсвэртэй болсон. Хэрэв түрэмгий орчинд ажиллах шаардлагатай бол саарал цутгамал төмрийг сөрөг нөлөөллийг тэсвэрлэх нэмэлт элементүүдийг нэвтрүүлдэг. Үүнд никель, хром, молибден, бор, сурьма, зэс орно. Эдгээр элементүүд нь цутгамал төмрийг зэврэлтээс хамгаалахад тусалдаг. Мөн тэдгээрийн зарим нь хайлш дахь чөлөөт нүүрстөрөгчийн графитжилтын түвшинг нэмэгдүүлдэг бөгөөд энэ нь ямар ч эвдэрч сүйтгэгч элементүүдийг нэвтлэх боломжгүй хамгаалалтын хаалтыг бий болгох боломжийг олгодог.

Хагас цутгамал төмөр нь эхний хоёр сортын хоорондох завсрын материал юм. Энэ нь нүүрстөрөгчийн нэг хэсгийг бал чулуу, нэг хэсэг нь карбид хэлбэрээр агуулдаг. Мөн хайлш нь бага хэмжээгээр цементит (1% хүртэл), лидебурит (3% хүртэл) агуулж болно. Материал дахь нүүрстөрөгчийн массын эзлэх хувь 3.5-4.2% байна. Энэ сорт нь байнгын үрэлтийн нөхцөлд ашиглах эд анги үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг. Үүнд автомашины үйлдвэрлэлд зориулсан тоормосны дэвсгэр, машин хэрэгсэлд зориулсан төрөл бүрийн нунтаглах өнхрөх хэсгүүд орно. Элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлэхийн тулд хайлшийн нэмэлтийг хайлш руу нэвтрүүлдэг.

Уян хатан төмөр нь материал дахь чөлөөт нүүрстөрөгчийг графитжуулах зорилгоор тусгайлан боловсруулсан цагаан хайлшийн төрөл юм. Энэ төрөл нь гантай харьцуулахад чийгшүүлэх шинж чанарыг сайжруулсан. Үүнээс гадна энэ нь зүслэгт бага мэдрэмтгий бөгөөд бага температурт сайн ажилладаг. Массын хувь нь 3.5% хүртэл нүүрстөрөгч нь хайлшаас феррит, феррит-пеарлит эсвэл бал чулуутай огтлолцсон мөхлөгт перлит хэлбэрээр олддог. Энэ материалыг автомашины үйлдвэрлэлд байнгын үрэлтийн дор ажилладаг эд анги үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Гүйцэтгэлийн шинж чанарыг сайжруулахын тулд хайлш дээр магни, бор, теллур нэмдэг.

Металл торонд хайлш дахь бөмбөрцөг хэлбэрийн бал чулууны орц үүссэний үр дүнд өндөр бат бэх цутгамал төмрийг олж авдаг. Энэ нь болор торны металл нурууг сулруулж, механик шинж чанарыг сайжруулдаг. Бөмбөрцөг хэлбэрийн бал чулуу үүсэх процесс нь магни, цери, иттри, кальцийг хайлш руу оруулах замаар явагддаг. Техникийн шинж чанараараа материал нь өндөр нүүрстөрөгчийн гантай маш ойрхон байдаг. Энэ нь цутгахад сайнаар нөлөөлдөг бөгөөд механизм дахь цутгамал ган элементүүдийг солих чадвартай. Дулаан дамжилтын өндөр түвшин нь энэ төрлийг халаалтын төхөөрөмж, дамжуулах хоолой үйлдвэрлэхэд ашиглах боломжийг олгодог.

Төмрийн үйлдвэрт ямар хүндрэл учирч байна вэ?

Цутгамал төмрийн үйлдвэрлэлийг хөгжүүлэх хэтийн төлөв тийм ч сайн харагдахгүй байна. Нэг тонн материал үйлдвэрлэх өндөр өртөг, их хэмжээний хог хаягдал нь үйлдвэрчдийг илүү хямд орлуулагч хайхад хүргэдэг. Шинжлэх ухааны хурдацтай хөгжил нь аль хэдийн бага зардлаар илүү сайн хайлш авах боломжтой болгож байна. Мөн дэлхийн байгаль орчны аюулын нөхцөлд үйлдвэрлэлийг бохирдуулагч хүчин зүйлийг үл тоомсорлох нь хүлээн зөвшөөрөгдөхгүй юм. Тиймээс дэлхийн металлургийнхан цахилгаан тоног төхөөрөмжид давуу тал болж, тэсэлгээний зуухнаас татгалзаж байна.

Гэхдээ төмрийн хайлуулах ажлыг эдгээр төмөр зам руу хамгийн богино хугацаанд шилжүүлэх нь физикийн хувьд боломжгүй юм. Энэ нь ямар ч улс дааж чадахгүй санхүүгийн асар их зардал шаардана. Тиймээс бид үйлдвэрчид хэр хурдан шинэ хайлш үйлдвэрлэхийг бөөнөөр нь зохион байгуулахыг хүлээх л үлдлээ. Мэдээжийн хэрэг, ойрын хэдэн арван жилд цутгамал төмрийг бүрмөсөн орхих боломжгүй, гэхдээ түүний дэлхийн үйлдвэрлэл тогтвортой буурах болно. Энэ хандлага сүүлийн 5-7 жил ажиглагдаж байна.

promplace.ru

Цутгамал төмрийн төрөл

Цутгамал төмрийн нүүрстөрөгч
цементит хэлбэрээр байж болно
(Fe3C) эсвэл бал чулуу. Цементит нь гэрэлтэй байдаг
өнгө, их хатуулагтай ба
машинд хэцүү.
Графит нь эсрэгээрээ бараан өнгөтэй бөгөөд
хангалттай зөөлөн. -аас хамаарна
ямар хэлбэрийн нүүрстөрөгч зонхилдог
бүтэц, ялгагдах: цагаан, саарал,
уян хатан ба өндөр бат бэх ширэм . Цутгамал төмөр
байнгын хольц агуулсан (Si, Mn, S, P),
мөн зарим тохиолдолд хайлшлах
элементүүд (Cr, Ni, V, Al гэх мэт).

Цагаан
цутгамал төмөр -
нүүрстөрөгчийг холбосон цутгамал төмрийн төрөл
төлөв цементит хэлбэртэй,
эвдэрсэн үед цагаан, металл өнгөтэй болно
гялалзах. Ийм цутгамал төмрийн бүтцэд
харагдахуйц бал чулууны орц байхгүй
ба түүний багахан хэсэг нь (0.03-0.30
%) нарийн аргуудаар илрүүлдэг
химийн шинжилгээ эсвэл нүдээр
өндөр өсгөлтүүд. Цагаан цутгамал
цутгамал төмөр нь элэгдэлд тэсвэртэй,
харьцангуй дулаан эсэргүүцэл ба
зэврэлтэнд тэсвэртэй. Хүч чадал
цагаан цутгамал төмрийн хэмжээ багасч, хатуулаг
агуулга нэмэгдэхийн хэрээр нэмэгддэг
энэ нь нүүрстөрөгч агуулдаг.

Цагаан ширэм нь маш
хатуу, бараг механикаар тэсвэрлэдэггүй
боловсруулж байгаа тул хэрэглэх боломжгүй
эд анги үйлдвэрлэх, ашигладаг
ган болгон хувиргах болон үйлдвэрлэлд
уян хатан цутгамал төмрөөр хийсэн эд анги. Ийм цутгамал төмөр
мөн хувиргах гэж нэрлэдэг.

Саарал
цутгамал төмөр –
төмрийн хайлш, цахиур (1.2-3.5%) ба
мөн байнгын агуулсан нүүрстөрөгч
хольц Mn, P, S. Ийм цутгамал төмрийн бүтцэд
нүүрстөрөгчийн ихэнх буюу бүхэлд нь байрладаг
хавтан хэлбэртэй бал чулуу хэлбэрээр . Кинк
бал чулуу байгаа тул ийм ширэм
саарал өнгөтэй байна. Тусдаа төрөл зүйл
(зэрэглэлийн бүлэг) саарал ширэм нь
бөмбөрцөг хэлбэртэй бал чулуутай уян хатан төмөр
(бөмбөрцөг) хэлбэрийг олж авсан
магнийн (Mg) -ээр өөрчлөх замаар,
церий (Ce) эсвэл бусад элементүүд.

Саарал ширэм нь өндөр шинж чанартай байдаг
цутгах шинж чанар (бага температур
талсжилт, шингэн дэх шингэн байдал
нөхцөл, бага агшилт) ба үндсэн үүрэг гүйцэтгэдэг
цутгах материал. Энэ нь өргөн хэрэглэгддэг
цутгамал орны механик инженерийн чиглэлээр
машин хэрэгсэл ба механизм, поршений цилиндр, цилиндр.

Төрөлхийн өндөр эмзэг байдал
тэдгээрт агуулагдаж байгаа тул саарал цутгамал төмрийн
бал чулуун бүтэц нь боломжгүй болгодог
тэдгээрийн ашиглалтын эд ангиудад
голчлон "хүчдэлд" эсвэл "д
нугалах"; цутгамал төмрийг зөвхөн зориулалтаар ашигладаг
"шахах" ажил.

Саарал цутгамал төмөр
СЧ үсгээр тэмдэглэгдсэн бөгөөд үүний дараа
баталгаатай утгыг заана
суналтын бат бэхийг кг/мм², жишээ нь
SCH30. Уян хатан төмөр нь тэмдэглэгдсэн байдаг
HF үсэг , үүний дараа тэд зааж өгнө
хүч чадал ба, зураасаар дамжуулан, харьцангуй
суналт хувиар, жишээ нь VC60-2.

уян хатан
цутгамал төмөр- нөхцөлт
зөөлөн, уян хатан цутгамал төмрийн нэр,
цутгах аргаар цагаан ширэм гаргаж авсан
болон цаашдын дулааны боловсруулалт.
Урт annealing ашиглаж байна, онд
энэ нь задралд хүргэдэг
бал чулуу үүсэх цементит, дараа нь
графитжих үйл явц байдаг тул
Энэ төрлийн анивалтыг графитжуулах гэж нэрлэдэг.

уян хатан төмөр гэх мэт
болон саарал, ган суурь болон бүрдэнэ
графит хэлбэрээр нүүрстөрөгч агуулдаг боловч
уян хатан ширэм дэх бал чулуун орц
энгийн саарал ширэмнээс ялгаатай. Ялгаа
Энэ нь уян хатан графит орцууд юм
цутгамал төмрийг ширхэгтэй хэлбэрээр байрлуулсан,
тэдгээрийг зөөлрүүлэх явцад олж авдаг ба
Үүний үр дүнд бие биенээсээ тусгаарлагдсан
металл суурь нь юу бага байна
тусгаарлагдсан, цутгамал төмөр нь зарим
зуурамтгай чанар ба хуванцар чанар. Миний учир
ширхэгийн хэлбэр, үйлдвэрлэх арга
уян хатан төмөр дэх бал чулууг ихэвчлэн
нүүрстөрөгчийн задрал гэж нэрлэдэг. Уян хатан төмөр
нэмэгдсэнээр нэрээ авсан
уян хатан чанар ба зуурамтгай чанар (боловсруулж байгаа хэдий ч
дарамтанд өртөхгүй).

Уян хатан төмөр
-тай хүч чадлыг нэмэгдүүлсэн
суналтын болон өндөр эсэргүүцэл
цохих. Уян хатан цутгамал төмрөөр хийсэн
нарийн төвөгтэй хэлбэрийн хэсгүүд: арын орон сууц
машины тэнхлэг, тоормосны дэвсгэр,
цамц, тохой гэх мэт.

Уян хатан гэж тэмдэглэсэн
хоёр үсэг, хоёр тоо бүхий цутгамал төмөр,
жишээ нь KCH 370-12. KCH үсэг нь уян хатан гэсэн утгатай
цутгамал төмрийн эхний тоо нь суналтын бат бэх юм
(МПа) суналтын бат бэх, хоёр дахь тоо -
харьцангуй сунгалт (хувиар),
цутгамал төмрийн уян хатан чанарыг тодорхойлох.

Өндөр хүч чадал
цутгамал төмөр –
бал чулууны орцтой цутгамал төмрийн
бөмбөрцөг хэлбэртэй. Бөмбөрцөг хэлбэртэй бал чулуу
хэлбэр нь үүнтэй бага хамааралтай байдаг
тодорхойлох гадаргуугаас эзлэхүүн
металлын хамгийн их тасралтгүй байдал
суурь, улмаар хүч чадал
цутгамал төмөр

Өндөр хүч чадал
цутгамал төмрийг ихэвчлэн ашигладаг
хариуцлагатай бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх
механик инженерийн чиглэлээр томилгоо, түүнчлэн
өндөр бат бэх хоолой үйлдвэрлэхэд зориулагдсан
(ус хангамж, ариутгах татуурга, хий,
газрын тос дамжуулах хоолой). -аас бүтээгдэхүүн, хоолой
Уян хатан төмөр нь өөр өөр байдаг
өндөр бат бэх, бат бөх,
өндөр гүйцэтгэлийн шинж чанарууд.

studfiles.net

Төмөр цутгах түүх. Эртний Хятадаас орчин үе хүртэл

Цутгамал төмөр бол мянга мянган жилийн түүхтэй металл бөгөөд түүний үндэс нь МЭӨ эрин үеэс эхэлдэг. Энэ тухай ярихад цутгамал үйлдвэрлэлийн салбарын хөгжлийн түүх рүү эргэхээс өөр аргагүй.

Зэс-чулуун зэвсгийн үе

Металлурги үүссэн анхны нотолгоо нь МЭӨ 5-6-р мянганы үеэс эхэлдэг.

Тэр үед чулуугаар багаж урлаж байсан хүн зэс бөөмтэй тааралдсан. Тэдгээрийг чулуу болгон авч, ердийн аргаар боловсруулж, бие биенээ цохиход бөөм нь тасрахгүй, харин гажигтай бөгөөд хүссэн хэлбэрээ өгөх боломжтой болох нь тодорхой болно. Түүхчид энэ аргыг нэрлэдэг хүйтэн хуурамчаар үйлдэх.

Зэс нь чулууг идэвхтэй сольсон. Зүү, дэгээ, чинжаал, жад, сумны хошуу зэргийг хийхэд илүү хялбар болж, чанар нь чулуу, ясныхаас хамаагүй өндөр байв.

Цаг хугацаа өнгөрөхөд хүмүүс металыг хуурамчаар үйлдэх замаар хүч чадал нэмж сурсан нь илүү төвөгтэй, удаан эдэлгээтэй сүх, зээтүү үүсгэх боломжтой болсон.

Зэсийн багаж хэрэгсэлд шилжсэн нь тухайн үеийн хүн төрөлхтний хөгжилд бүхэлд нь нөлөөлж, мод боловсруулах үйл явц илүү хөгжиж, жижиг хэсгүүдийг хийх боломжтой болсон. Эрдэмтэд зэсийг идэвхтэй ашиглаж байсан газруудад хүрдний харагдах байдал эрт гарч байсныг нотолсон. Энэ нь хүн төрөлхтний хөгжил нь металлургийн хөгжилтэй шууд холбоотой болохыг баталж байна.

Хүрэл зэвсгийн үе

Цагаан тугалга, зэсийн хайлш болох хүрэл бүтээж сурснаар хүн төрөлхтөн хүрэл зэвсгийн үе рүү оров.

Хүн энэ хайлшийг хэрхэн зохион бүтээсэн нь тодорхойгүй байна. Ихэнх түүхчид цагаан тугалга хайлсан зэс рүү орох үед энэ нь санамсаргүй тохиолдсон гэж үздэг. Үр дүн нь санамсаргүй зохион бүтээгчдийг гайхшруулж, метал нь илүү бат бөх бөгөөд хурцлахад илүү тохиромжтой байв. Хүрэлийн шинж чанаруудын ачаар хүн төрөлхтөн үүнийг өдөр тутмын амьдрал, дайнд идэвхтэй ашиглаж эхэлсэн.

Бүтэн мянган жилийн турш хүмүүс хүрэл саванд хоол хийж, хүрэл илдээр тулалдаж ирсэн. Гэвч цаг хугацаа өнгөрөхийн хэрээр олон мянган жил өөрчлөгдөж, зарим суурь, технологи бусад нь солигддог.

Төмөр зэвсгийн үе

Түүхчид төмрийг олж авах нь зэс, цагаан тугалгатай харьцуулахад хамаагүй хялбар байсан гэж үздэг, учир нь энэ нь исэл ба азотын исэл хэлбэрээр хаа сайгүй байдаг бөгөөд үүнийг бусад металлын талаар хэлэх боломжгүй юм.

Хүмүүс яагаад эртнээс төмрийг хэрэглэж эхлээгүй юм бэ? Хариулт нь маш энгийн, түүний үйлдвэрлэл нь хэд хэдэн үе шаттайгаар явагддаг хөдөлмөр их шаарддаг, нарийн төвөгтэй процесс юм. Хүн төрөлхтний хөгжлийн нэг зуун гаруй жилийн турш судалж, ойлгох үйл явц. Тэр үеийн төмөрлөгчдийг үл мэдэгдэх, ид шидийн зүйлийг бүтээсэн илбэчид гэж үздэг байсан нь дэмий хоосон зүйл биш юм.

Цутгамал төмрийн тухай анхны дурдагдсан

Хятад улсыг анх ширэм хайлуулж байсан улс гэж үздэг бөгөөд түүхэн баримт нь МЭӨ 5-6-р зууны үеэс эхтэй. Хятадад цутгамал төмрөөр хийсэн бүтээгдэхүүн маш их алдартай байсан бөгөөд зоос, зэвсэг, гэр ахуйн хэрэгслийг цутгамал төмрөөр хийдэг байв.

Анхны цутгамал төмрийн савыг Хятадад үйлдвэрлэсэн бөгөөд үүнийг цутгамал төмрийн вок гэж нэрлэдэг байсан - энэ нь нэг метр хүртэл диаметртэй нимгэн ханатай хайруулын таваг юм. Хэдийгээр үнэтэй ч гэсэн хятад гэр бүлд маш их алдартай.

Цутгамал төмрийн олон цутгамал хадгалагдан үлдсэн, жишээлбэл, 5 метр урт, 6 метр өндөр ширмэн арслан. Эрдэмтэд уг хөшөөг нэг дор цутгасан болохыг баталж байгаа нь Дундад улсын төмөрлөгчдийн ур чадварыг илтгэнэ.

Тэр үеийн хамгийн ер бусын цутгамал төмрийн бүтээгдэхүүний нэг бол орцыг найдвартай хаахын тулд тасралтгүй цутгамал төмрийн давхаргад цутгасан булшны хана гэж тооцогддог.

Эртний ертөнцөд цутгамал төмрийг эрт бий болгож, их хэмжээгээр хэрэглэж байсан нь түүнээс өөр металл байгаагүй гэсэн үг биш бөгөөд археологичид ган, хүрэл, зэсээр хийсэн зэвсэг, гэр ахуйн эд зүйлсийг олжээ. Гэхдээ цутгамал төмөр нь бусад материалаас ихээхэн давамгайлдаг. Энэ нь Хятадын цутгамал төмрийн хайлах цэг нь хүрэлтэй харьцуулахад 100 градусаар бага байдагтай холбоотой юм.

Европ болон ОХУ-д цутгамал төмрийн үйлдвэрлэл

Европын орнууд цутгамал төмрийн талаар манай эриний өмнөх 14-16-р зуунд л мэдсэн бөгөөд гол нь ширмэн их буу, их бууны сум экспортолж байсан Оросын ачаар.

Гурван зуун жил Татар-Монголын буулга, Монгол Хятадтай ойр байсан нь Орост цутгамал төмрийн үйлдвэрлэл Европоос илүү эрт гарч ирэхэд нөлөөлсөн.

Тэр үед цутгамал төмрийг их буунд ихэвчлэн ашигладаг байсан - үүнээс янз бүрийн хэмжээтэй буу, их бууны бөмбөг хийдэг байв.

17-р зууны төгсгөлд металлургийн салбарт томоохон өөрчлөлтийг эхлүүлсэн Их Петрийн ачаар зөвхөн Орос төдийгүй дэлхий нийт ширмэн төмрийн үйлдвэрлэлийг идэвхтэй хөгжүүлсэн. Тэр өдрүүдэд цутгамал төмрийг зөвхөн их буунд ашиглахаас хэтрүүлсэн. Уран сайхны дүр бүтээх ажил эхэлсэн.

Оросын эзэнт гүрний шинэ нийслэл нь хашаа, вандан сандал болон бусад нарийн ширэм цутгамал элементүүдээр дүүрэн байв. Цутгамал төмрийн ачаар зуухны бизнест ихээхэн өөрчлөлт орсон - зууханд цутгамал төмрийн хавхлага, зуухны хаалга гарч ирж, өндөр температурт тэсвэртэй, өрөөнд утаа орохоос сэргийлсэн. Түүгээр ч барахгүй цутгамал төмрийн үнэт эдлэл гарч эхэлсэн бөгөөд гоо үзэсгэлэн нь үнэт металлаас дутахгүй байв.

Англи, Франц, Герман улсууд Оросын мастеруудын технологийг тухайн үеийн хамгийн үр дүнтэй, дэвшилтэт гэж үзэн хичээнгүйлэн нэвтрүүлсэн.

Мэдээллийн технологийн эрин үед цутгамал төмрийн

21-р зуунд металлургийн хөгжил уйгагүй урагшилсаар байна. Хэт хөнгөн, хэт бат бөх, хэт уян харимхай хайлш - хүний оюун ухаан юуг ч бодож олдог боловч хоёр, хагас мянган жилийн дараа ширэмийг орлох хайлш олдоогүй байна.

Зуухны холбох хэрэгсэл, урлагийн бүтээгдэхүүн, хаалга, хашааны элементүүд, аяга таваг болон бусад олон зүйл, үүнд хүнд үйлдвэрүүд орно. Бидний өдөр тутмын амьдралын салшгүй хэсэг болсон орчин үеийн амьдралыг цутгамал төмрийн бүтээгдэхүүнгүйгээр төсөөлөхөд хэцүү байдаг.

chuguntv.ru

төрөл, найрлага, томъёо, үйлдвэрлэл, хэрэглээ

Олон хүмүүс өдөр тутмын амьдрал эсвэл ажил дээрээ цутгамал төмрийн бүтээгдэхүүнтэй тулгарсан нь лавтай. Энэ материал нь сайн хүч чадал, маш сайн цутгах шинж чанартай байдаг.

Цутгамал төмөр нь ган, илүү зөвөөр хэлбэл төмөр нүүрстөрөгчийн хайлш бөгөөд төмөр, нүүрстөрөгчөөс бүрдэх бөгөөд 2.14% -аас дээд тал нь 6.67% хүртэл эзэлхүүнтэй бөгөөд цементит эсвэл бал чулуу зэрэг найрлагад багтах боломжтой. Тодорхойлолтоор цутгамал төмөр нь хямд, үйлдвэрлэхэд хялбар инженерийн материал бөгөөд ган хайлуулах үндэс суурь болдог. Түүний үйлдвэрлэл нь үйлдвэрлэлийн тодорхой үе шатанд явагддаг нарийн төвөгтэй химийн процессуудыг хэлдэг.

Үндсэн шинж чанар, найрлага

Төмөр, нүүрстөрөгчөөс гадна энэ хайлш нь түүний шинж чанарт нөлөөлдөг нэмэлт хольцыг агуулдаг. Цутгамал төмрийн олон янзын найрлага нь түүнийг өндөр хатуулаг, шингэн чанараар хангаж, эмзэг байдлыг нэмэгдүүлдэг. Үүнд: хүхэр, цахиур, манган, фосфор. Орж буй нүүрстөрөгчийн улмаас цутгамал төмрийн хайлш нь өндөр хатуулагтай боловч үүнтэй зэрэгцэн бодисын уян хатан чанар, уян хатан чанар буурдаг. Металлын онцгой шинж чанарыг өгөхийн тулд тодорхой нэмэлтүүдийг нэмдэг. Дараах хайлшийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ашигладаг: никель, ванади, түүнчлэн хром, хөнгөн цагаан. Цутгамал төмрийн томъёо нь нэмэлт оруулга бүхий төмөр-нүүрстөрөгчийн суурьтай. Энэ нь ойролцоогоор 7.2 г/см3 нягттай бөгөөд энэ нь металлын нэгдлүүдийн хувьд нэлээд өндөр үзүүлэлт юм.

Цутгамал төмөр нь хэд хэдэн бүрэлдэхүүн хэсгээс бүрддэг тул түүний өөрчлөлтийн шинж чанар нь ихээхэн ялгаатай байж болно. Нүүрстөрөгч, төмрөөс гадна найрлагад 2% хүртэл манган, 1.2% фосфор, 4.3% цахиур, 0.07% хүхэр орно. Цахиур нь шингэний төлөв байдлыг хариуцдаг бөгөөд цутгах чанарыг эрс сайжруулж, илүү зөөлөн болгодог. Манганыг хүч чадлыг нэмэгдүүлэхэд ашигладаг. Хүхэр нэмэх нь галд тэсвэртэй байдлыг бууруулж, шингэнийг бууруулдаг. Үүнээс гадна, энэ нь халуун цутгамал (улаан хэврэг) дээр хагарал үүсэхэд илэрдэг хортой нөлөө үзүүлдэг. Фосфор байгаа нь механик шинж чанарыг бууруулдаг боловч нарийн төвөгтэй хэлбэрийн объектуудыг цутгах боломжийг олгодог.

Цутгамал төмрийн бүтэц нь бал чулуу агуулсан металл суурь шиг харагддаг. Энэ нь төрлөөс хамааран перлит, ширхэгтэй бал чулуу, ледебурит зэрэг орно. Эдгээр элементүүд нь түүний шинж чанарыг тодорхойлдог бөгөөд янз бүрийн хэмжээгээр агуулагддаг эсвэл бүрэн байхгүй байна.

Хайлах цэг нь хамгийн багадаа +1160 ° C-аас хамгийн ихдээ +1250 ° C хүртэл хэлбэлздэг. Энэ нь зэврэлтээс хамгаалах өндөр шинж чанартай бөгөөд хуурай (химийн) болон нойтон зэврэлтийг идэвхтэй эсэргүүцдэг. Түүний ачаар зэвэрдэггүй ган төрсөн - хромын бүрэлдэхүүн хэсэг ихтэй ган хайлш.

Хэрэглээний талбар

Цутгамал төмрийг янз бүрийн эд ангиудыг цутгахад механик инженерчлэлд өргөн ашигладаг. Тахир гол болон хөдөлгүүрийн блок үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Үүнээс гадна үрэлтэнд тэсвэртэй өндөр чанартай дэвсгэр үйлдвэрлэдэг. Тэдгээрийг бага температурт ашигладаг бөгөөд цутгамал төмрийг зөвхөн өндөр гүйцэтгэлийн шинж чанараараа ашигладаг. Эдгээр чанарууд нь хатуу ширүүн уур амьсгалтай нөхцөлд ажиллахад цутгамал төмрийн хайлш ашигладаг янз бүрийн машины элементүүдийг үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг. Энэ материалыг маш сайн цутгах шинж чанар, хямд үнээр металлургийн мэргэжилтнүүд өргөнөөр ашигладаг. Цутгамал бүтээгдэхүүн нь элэгдэлд тэсвэртэй, хүч чадлыг нэмэгдүүлдэг.

Олон тооны сантехникийн эд ангиудыг цутгамал төмрийн баазаар хийдэг. Эдгээр нь радиатор, халаалтын радиатор, хоолой, банн, угаалтуур бүхий янз бүрийн угаалтуур юм. Хэдэн арван жилийн өмнө суурилуулсан хэдий ч олон бүтээгдэхүүн өнөөг хүртэл үйлчилсээр байна. Эдгээр зүйлс нь олон жилийн турш анхны дүр төрхийг нь хадгалж, нөхөн сэргээх ажил шаарддаггүй. Үүнээс гадна цутгамал төмрийн савыг олон аяга таваг бэлтгэхэд хамгийн тохиромжтой гэж үздэг.

Сортууд

Түүний шинж чанараас хамааран цутгамал төмрийн хайлш нь хувиргах, цутгах гэж хуваагддаг. Эхнийх нь хүчилтөрөгч хувиргах аргыг ашиглан ган хайлуулахад ашиглагддаг. Энэ зүйл нь манган, цахиур багассанаар тодорхойлогддог. Цутгамал төмрийн цутгах материалыг олон тооны эд анги үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Энэ баазаар хийсэн бүтээгдэхүүний дээжийг холбогдох гэрэл зургуудаас харж болно.

Тусгай төрөлд никель-хромын хайлш (нихард) орно. Үүнд нүүрстөрөгч багатай, өндөр нүүрстөрөгчтэй цутгамал төмөр орно. Эхнийх нь хүч чадал нэмэгдэж, хоёр дахь нь элэгдлийн эсэргүүцэл нэмэгдсэнээр тодорхойлогддог. Гол сортууд нь цагаан, саарал хайлш юм. Эдгээр материалууд нь нүүрстөрөгчийн агууламжаас гадна шинж чанараараа ялгаатай байдаг. Үүнээс гадна уян хатан, хайлштай, өндөр бат бэхийн төрлийг идэвхтэй ашигладаг.

Саарал

Саарал цутгамал нь уян хатан чанар багатай, зуурамтгай чанар, боловсруулалтын явцад зүсэхэд хялбар байдаг. Эдгээрийг чухал бус эд анги, түүнчлэн элэгдэлд өртөх элементүүдийг үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Саарал цутгамал төмөр нь бал чулуу, перлит эсвэл феррит-перлит хэлбэрээр нүүрстөрөгч агуулдаг. Түүний хэмжээ нь ойролцоогоор 2.5% байдаг бөгөөд энэ нь бүтээгдэхүүнийг өндөр бат бэх болгодог. Аж үйлдвэрийн янз бүрийн тоног төхөөрөмж, араа, хаалт, бутыг саарал хайлшаар хийдэг. Их хэмжээний фосфор (ойролцоогоор 0.3 - 1.2%) агуулсан материал нь сайн шингэнтэй бөгөөд уран сайхны цутгахад ашиглагддаг.

Цагаан

Цементит эсвэл карбид хэлбэрээр үзүүлсэн их хэмжээний нүүрстөрөгч (3% -иас дээш) агуулдаг. Энэ материалын хугарлын талбайн цагаан өнгө нь холболтын нэрийг өгсөн. Энэ төрлийн хайлш нь эмзэг байдал, хэврэг байдлыг ихэсгэдэг бөгөөд энэ нь ашиглалтын хүрээг ихээхэн нарийсгадаг. Үүний үндсэн дээр их хэмжээний ачаалалд өртөхгүйгээр статик функцийг гүйцэтгэхийн тулд энгийн хэлбэрийн хэсгүүдийг үйлдвэрлэдэг. Цагаан материалын техникийн шинж чанарыг хайлшийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нэмснээр сайжруулж болно. Үүний тулд никель, хром, хөнгөн цагаан эсвэл ванадий ихэвчлэн ашиглагддаг. Ийм нэмэлт агуулсан брэндийг "сормит" гэж нэрлэдэг. Энэ нь янз бүрийн төхөөрөмжид халаалтын элемент болгон ашиглагддаг. Сормит нь +900 ° C-аас ихгүй температурт тогтвортой шинж чанартай байдаг. Энэ материал нь энгийн гэр ахуйн ванн үйлдвэрлэх үндэс суурь болдог.

уян хатан

Энэ төрлийг дулааны боловсруулалтаар цутгах замаар цагаанаас гаргаж авдаг. Энэ тохиолдолд урт хугацааны анивалтыг ашигладаг бөгөөд энэ үед цементит задарч, бал чулуу үүсгэдэг. Энэ процессыг бүтэц дэх нүүрстөрөгчийн ширхэгүүд үүсэх замаар графитжилт гэж нэрлэдэг. Графит ийм хэлбэрийг удаан хугацаанд үржүүлснээр олж авдаг. Энэ нь металл суурь дээр эерэг нөлөө үзүүлдэг бөгөөд энэ нь илүү салшгүй, уян хатан, наалдамхай болдог.

Зөөлөн цутгамал төмөр нь бага температурт сайн ажилладаг бөгөөд зүслэгт маш мэдрэмтгий биш юм. Тасралтгүй үрэлтийн дор ажилладаг элементүүдийг үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Нэмж дурдахад уян хатан хайлш нь маш нарийн бүтэцтэй бүтээгдэхүүний үндэс суурь болдог: өнцөг, тоормосны дэвсгэр, дэг, хойд тэнхлэгт зориулсан автомашины орон сууц болон бусад бүтэц. Бор, теллур, магни зэргийг нэмснээр шинж чанарыг сайжруулдаг.

Өндөр хүч чадал

Энэ нь хүч чадлыг нэмэгдүүлж, чухал бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг бөгөөд зарим тохиолдолд гангаар солигддог. Энэхүү өндөр бат бэх цутгамал төмрийг саарал хэлбэрт тусгай хольц (цери, кальци, иттри, магни) нэмснээр гаргаж авдаг. Үүнээс араа, бүлүүр, тахир гол болон бусад эд ангиудыг хийдэг. Өндөр дулаан дамжуулалт нь халаалтын нэгж, түүнчлэн дамжуулах хоолойн элементүүдийг цутгах боломжийг олгодог.

Хайлш

Хайлштай цутгамал төмрийн хайлш нь нэмэлт хольц агуулдаг. Найрлагад өндөр түвшний титан, никель, хром, түүнчлэн циркони, ванади, молибден, хөнгөн цагаан болон бусад элементүүд орно. Тэд өндөр хүч чадал, хатуулаг, элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг өгдөг. Хайлштай материалыг хийн болон түрэмгий орчинтой харилцан үйлчилдэг механизмын хэсгүүд, түүнчлэн усан уусмалын нөлөөн дор ажилладаг эд ангиудыг үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Металлын давуу тал

Энэ хайлш нь хар металлургийн үйлдвэрлэсэн материалын ангилалд багтдаг. Тодорхой шинж чанарыг тодорхойлохдоо ихэвчлэн гантай харьцуулдаг. Цутгамал төмрөөр хийсэн зүйл нь гантай харьцуулахад бага өртөгтэй байдаг. Үүнээс гадна цутгамал төмрийн элементүүд нь жин, хүч чадал багатай байдаг. Цутгамал төмрийн эдгээр шинж чанарууд нь хайлшийн төрөл бүрийн нэмэлтүүдийг ашиглах замаар ихээхэн өргөжиж байна. Түүний параметрүүд нь дараахь эерэг шинж чанартай байдаг.

гэр ахуйн эд зүйлс, түүний дотор аяга таваг үйлдвэрлэхэд ашигладаг байгаль орчинд ээлтэй материал;
хүчил-суурь орчинд тэсвэртэй;
эрүүл ахуйн шаардлага хангасан;
температурыг удаан хугацаанд хадгалах чадвар;
зарим төрлийн гантай харьцуулах хүч чадал;
үйл ажиллагааны үргэлжлэх хугацаа, энэ хугацаанд түүний чанарын үзүүлэлтүүд зөвхөн сайжирдаг;
Бие махбодид бүрэн хор хөнөөлгүй.

Үйлдвэрлэл

Цутгамал төмрийн хайлш үйлдвэрлэх нь материаллаг, өртөг өндөртэй үйл явц юм. Нэг тонн материал хайлуулахад 900 орчим литр энгийн ус, 550 орчим кг кокс шаардагдана. Хайлах цэг нь ойролцоогоор +1200 ° C бөгөөд хайлах тусгай төхөөрөмж шаарддаг. Масс авахын тулд төмрийн массын эзлэх хувь 70% -иас дээш байх хүдэр шаардлагатай. Эдийн засгийн үр ашиггүй учраас шавхагдсан хүдрийн чулуулгийг ашигладаггүй.

Материалыг тусгай тэсэлгээний зууханд хайлуулдаг. Тэнд төмрийн хүдэр нь хүдрийн ислийг багасгахаас эхлээд цутгамал төмрийн хайлш үйлдвэрлэх хүртэл технологийн бүрэн мөчлөгийг туулдаг. Материалыг цутгахад түлш шаардлагатай: кокс, термоантрацит, байгалийн хий. Бууруулах үйл явцын төгсгөлд хатуу хэлбэрийн төмрийг зуухны тусгай хэсэгт байрлуулж, нүүрстөрөгчийг уусгана. Харилцааны дараа цутгамал төмрийн массыг олж авдаг бөгөөд энэ нь шингэн хэлбэрээр унадаг. Хайлаагүй хольцыг гадаргуу дээр шахаж, дараа нь арилгана. Энэ шаарыг олон тооны материал үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Хайлмалаас шаардлагагүй тоосонцорыг зайлуулсны дараа зарим төрлийн цутгамал төмрийн хайлшийг авахын тулд нэмэлт бодис нэмнэ.

Цутгамал төмрийг олон арван жилийн өмнөөс ашиглаж эхэлсэн. Энэ материал нь гангийн шинж чанараас ялгаатай гүйцэтгэлийн тусгай шинж чанартай байдаг. Цутгамал төмрийн үйлдвэрлэл нь олон тооны өөр өөр хайлш гарч ирсэн хэдий ч олон оронд бий болсон. Цутгамал төмрийн шинж чанарыг тодорхойлохын тулд тодорхой физик чанараас хамаардаг химийн найрлагын онцлогийг анхаарч үзэх хэрэгтэй.

Цутгамал төмрийн химийн найрлага нь үүссэн цутгамал материалын механик шинж чанарыг ихээхэн тодорхойлдог чухал хүчин зүйл юм. Үүнээс гадна олон шинж чанар нь анхдагч болон хоёрдогч талстжилтын механизмд нөлөөлдөг.

Цутгамал төмрийн химийн найрлагыг харгалзан үзэхэд төмөр, нүүрстөрөгчөөс гадна дараахь элементүүдийг агуулсан байх ёстой.

Цахиур (баяжмал 4.3% -иас ихгүй). Энэ элемент нь цутгамал төмрийг илүү зөөлөн болгож, цутгах шинж чанарыг сайжруулдаг. Гэсэн хэдий ч хэт өндөр концентраци нь материалыг хуванцар деформацид илүү мэдрэмтгий болгодог.
Манган (2% -иас ихгүй). Энэ элементийг найрлагад нэмснээр материалын бат бөх чанар мэдэгдэхүйц нэмэгддэг. Гэсэн хэдий ч хэт өндөр концентраци нь бүтцийг хэврэг болгоход хүргэдэг.
Хүхэр бол материалын гүйцэтгэлийг ихээхэн доройтуулдаг хортой хольц юм. Дүрмээр бол цутгамал төмрийн хүхрийн агууламж 0.07% -иас хэтрэхгүй байна. Хүхэр нь найрлагыг халаахад хагарал үүсгэдэг.
Фосфор нь 1.2% -иас бага агууламжтай найрлагад агуулагддаг. Найрлага дахь фосфорын концентраци ихсэх нь найрлага хөргөх үед ан цав үүсэх шалтгаан болдог. Үүнээс гадна, энэ элемент нь бусад механик чанарыг доройтуулдаг.

Бусад олон нэгдлүүдийн нэгэн адил цутгамал төмрийн хамгийн чухал химийн элемент бол нүүрстөрөгч юм. Материалын төрөл нь түүний агууламж, төрлөөс хамаарна. Цутгамал төмрийн бүтэц нь ашигласан үйлдвэрлэлийн технологиос хамааран ихээхэн ялгаатай байж болно.

Физик шинж чанар

Цутгамал төмрийн сэтгэл татам физик шинж чанараас шалтгаалан өргөн тархсан:

Материалын өртөг нь бусад хайлшийн өртөгөөс хамаагүй бага байдаг. Тийм ч учраас олон төрлийн бүтээгдэхүүнийг бий болгоход ашигладаг.
Цутгамал төмрийн нягтыг харгалзан үзвэл энэ үзүүлэлт нь гангаас хамаагүй доогуур байгаа тул материал нь илүү хөнгөн болдог гэдгийг бид тэмдэглэж байна.
Цутгамал төмрийн хайлах цэг нь түүний бүтцээс хамааран бага зэрэг ялгаатай байж болох ч ихэнх тохиолдолд 1200 хэм байдаг. Найрлагад янз бүрийн нэмэлт бодисууд орсон тул цутгамал төмрийн хайлах цэг мэдэгдэхүйц нэмэгдэж эсвэл буурч болно.
Материалыг сонгохдоо олон хүн цутгамал төмрийн өнгө нь бүтэц, химийн найрлагаас хамааран бага зэрэг ялгаатай байж болохыг анхаардаг.

Цутгамал төмрийн буцалгах цэг нь химийн найрлагаас ихээхэн хамаардаг. Материалын физик шинж чанарыг харгалзан үзэхийн тулд түүний сорт тус бүрийг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Өөр бүтэц, химийн найрлага нь өөр өөр физик, механик шинж чанарыг өгдөг.

Үйлдвэрлэлийн технологи

Цутгамал төмрийг хэдэн арван жилийн турш хайлуулж байсан бөгөөд энэ нь түүний гүйцэтгэлийн өвөрмөц шинж чанартай холбоотой юм. Олон тооны хайлшийн сортууд нь тусгай тэмдэглэгээний дүрмийг хэрэглэхийг тодорхойлдог. Цутгамал төмрийн тэмдэглэгээг дараах байдлаар гүйцэтгэнэ.

Цутгамал үйлдвэрүүдийг L үсгээр тэмдэглэдэг.
Саарал өнгө өргөн тархсан бөгөөд үүнийг тэмдэглэхийн тулд "SCH" үсгийн хослолыг ашигладаг.
Зөөврийг KCH гэж нэрлэдэг.
Хэт их эсвэл цагааныг P үсгээр тэмдэглэнэ.
Үрэлтийн эсрэг эсвэл саарал өнгө нь ASF-ийг илтгэнэ.
Хайлшин цутгамал төмрүүд нь олон төрлийн химийн найрлагатай байж болох ба "C" үсгээр тэмдэглэгдсэн байдаг.

Цутгамал төмрийн үйлдвэрлэлийн технологи нь шаардлагатай бүтцийг олж авах боломжтой хэд хэдэн үе шатыг агуулдаг. Цутгамал төмрийг үйлдвэрлэх үйл явцыг авч үзэхэд бид дараахь зүйлийг анхаарч үзээрэй.

Үйлдвэрлэл нь тусгай тэсэлгээний зууханд хийгддэг.
Төмрийн хүдрийг түүхий эд болгон ашигласнаар хайлштай, халуунд тэсвэртэй ширэм гаргаж авах боломжтой.
Технологийг төмрийн ислийн хүдрийг бууруулахад танилцуулсан. Кристал торны бүтцийн өөрчлөлт, бүтцэд өөрчлөлт орсны үр дүнд цутгамал төмөр гэж нэрлэгддэг материал гарч ирдэг.
Үйлдвэрлэлийн аргуудыг авч үзвэл технологийн онцлог нь ашигласан материал болох коксуудад бас оршдог гэдгийг бид тэмдэглэж байна. Кокс гэдэг нь түлшний үүрэг гүйцэтгэдэг байгалийн хий эсвэл термоантрацитыг хэлдэг.
Цутгамал төмрийн үйлдвэрлэл нь тусгай зуух ашиглан төмрийг хатуу хэлбэрт оруулдаг. Энэ үе шатанд шингэн цутгамал төмрийг олж авдаг.

Цутгамал төмрийг үйлдвэрлэх тоног төхөөрөмж нь ихээхэн ялгаатай байж болно. Үүнээс гадна ашигласан үйлдвэрлэлийн технологи нь ямар төрлийн материалыг олж авахыг ихээхэн тодорхойлдог. Үүний нэг жишээ бол уян хатан төмрийн үйлдвэрлэл бөгөөд энэ нь бүтцийг ер бусын хэлбэрт оруулах явдал юм.

Цутгамал төмрийн төрөл

Асуудалтай байгаа материалын маш олон тооны сортууд байдаг. Цутгамал төмрийн ангилал нь бүтэц, химийн найрлагаас ихээхэн хамаардаг. Дараах төрлийн цутгамал төмрийг ялгадаг.

Цутгамал төмрийн төрөл бүр өөрийн гэсэн тусгай бүтэцтэй, химийн найрлагатай байдаг бөгөөд энэ нь хэрэглээний хамрах хүрээг тодорхойлдог.

Өргөдөл

Тусгай физик, механик чанараас шалтгаалан цутгамал төмрийг янз бүрийн чиглэлээр ашиглах боломжтой болсон.

Механик инженерийн салбарт төрөл бүрийн эд анги үйлдвэрлэхэд зориулагдсан. Олон жилийн турш энэ хайлшийг дотоод шаталтат хөдөлгүүрт зориулсан олон төрлийн эд анги үйлдвэрлэхэд ашиглаж ирсэн. Үүний зэрэгцээ автомашин үйлдвэрлэгчид материалын үндсэн шинж чанарыг хайлшлах замаар өөрчилдөг бөгөөд энэ нь өвөрмөц чанарыг олж авахад шаардлагатай байдаг. Үүнээс гадна энэ хайлшаар хийсэн тоормосны дэвсгэр өргөн тархсан.
Цутгамал төмрийн бүтээгдэхүүн нь бага температурыг тэсвэрлэх чадвартай. Тиймээс материалыг цаг уурын эрс тэс нөхцөлд ашигладаг тоног төхөөрөмж, багаж хэрэгслийг үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
Цутгамал төмрийг металлургийн салбарт үнэлдэг. Энэ нь нүүрстөрөгчийн концентраци болон үүссэн бүтцийн шинж чанараас ихээхэн хамаардаг хямд өртөгтэй холбоотой юм. Өндөр цутгах чадвар нь материалыг илүү сэтгэл татам болгодог. Үүссэн бүтээгдэхүүн нь өндөр хүч чадал, элэгдэлд тэсвэртэй байдаг.
Сүүлийн хэдэн арван жилийн хугацаанд уг хайлшийг ариун цэврийн тоног төхөөрөмж үйлдвэрлэхэд өргөнөөр ашиглаж ирсэн. Энэ нь зэврэлтээс хамгаалах өндөр чадвартай, түүнчлэн олон төрлийн хэлбэрийн бүтээгдэхүүн авах боломжтой байдагтай холбоотой юм. Жишээ нь: цутгамал төмөр банн, радиатор, янз бүрийн хоолой, радиатор, угаалтуур. Цутгамал төмрийг орлож чадах материалууд гарч ирсэн ч ийм бүтээгдэхүүн маш их алдартай байдаг. Энэ нь удаан хугацааны туршид анхны дүр төрхөө хадгалдагтай холбоотой юм.
Хайлш нь янз бүрийн гоёл чимэглэлийн элементүүдийг үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг бөгөөд энэ нь цутгах өндөр чанартай холбоотой юм. Үүний жишээ бол хашлага тор, янз бүрийн барималууд болон бусад зүйлс юм.

Үүнээс гадна хэрэглээний хамрах хүрээ нь тухайн материалын дараах шинж чанараас хамаарна.

Зарим брэндүүд нь гангийн шинж чанар бүхий өндөр хүч чадалтай байдаг. Тийм ч учраас орчин үеийн хайлш гарч ирсний дараа ч материалыг ашигладаг.
Цутгамал төмрийн бүтээгдэхүүн нь дулааныг удаан хугацаанд хадгалж чаддаг. Энэ тохиолдолд дулааны энергийг материалаар жигд тарааж болно. Эдгээр чанаруудыг халаалтын радиатор эсвэл бусад ижил төстэй бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд ашиглаж эхэлсэн.
Цутгамал төмөр нь байгаль орчинд ээлтэй материал гэдгийг нийтээрээ хүлээн зөвшөөрдөг. Тийм ч учраас энэ нь ихэвчлэн янз бүрийн аяга таваг, жишээлбэл, тогоо үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг.
Хүчиллэг суурьтай орчинд тэсвэртэй.
Бүх бохирдуулагчийг гадаргуугаас амархан арилгадаг тул эрүүл ахуй өндөр.
Энэ материал нь ашиглалтын зөвлөмжийг дагаж мөрдвөл нэлээд урт хугацааны үйлчилгээтэй байдаг.
Найрлагад орсон химийн бодисууд нь эрүүл мэндэд хор хөнөөл учруулахгүй.

Эцэст нь хэлэхэд, энэ материалын үйлдвэрлэлийн технологи нь олон жилийн турш бараг өөрчлөгдөөгүй хэвээр байгааг бид тэмдэглэж байна. Энэ нь харьцангуй бага зардлаар их хэмжээний хайлмал хайлш авах боломжтой байсантай холбоотой юм. Өнөөдөр материалыг ихэвчлэн хаягдлаас үйлдвэрлэдэг бөгөөд энэ нь үүссэн бүтээгдэхүүний өртөгийг цаашид бууруулах боломжтой болгодог.

Нүүрстөрөгчийн агууламж 1.7% -иас их байдаг төмөр ба нүүрстөрөгчийн хайлшийг цутгамал төмөр гэж нэрлэдэг.

Цутгамал төмөр нь бүтэц, үйлдвэрлэлийн арга, химийн найрлага, зориулалт зэргээрээ ялгаатай.
Цутгамал төмрийн бүтэц нь саарал, цагаан, уян хатан байдаг. Үйлдвэрлэлийн аргын дагуу - энгийн ба өөрчлөгдсөн.
Химийн найрлагаас хамааран цутгамал төмрийг хайлшгүй, хайлшгүй, өөрөөр хэлбэл тусгай хольц агуулсан гэж хуваадаг.

Саарал цутгамал төмөр

Саарал ширэм нь янз бүрийн машины эд ангиудыг цутгахад механик инженерчлэлд хамгийн өргөн хэрэглэгддэг. Энэ нь түүний доторх нүүрстөрөгч нь бал чулуу хэлбэртэй чөлөөт төлөвт байдгаараа онцлог юм. Тиймээс саарал цутгамал төмрийг огтлох хэрэгслээр хялбархан боловсруулж болно. Эвдэрсэн үед саарал, хар саарал өнгөтэй байдаг. Саарал цутгамал төмрийг хайлуулах эсвэл халаасны дараа удаан хөргөх замаар үйлдвэрлэдэг. Саарал цутгамал төмрийг үйлдвэрлэхэд түүний найрлага дахь нүүрстөрөгч, цахиурын агууламж нэмэгддэг.
Саарал цутгамал төмрийн механик шинж чанар нь түүний бүтцээс хамаарна.
Саарал цутгамал төмрийн бүтэц нь:

феррит залгаас,
феррит-дерлит-графит ба
перлит-графит.

Хэрэв саарал цутгамал төмрийг хайлсны дараа хурдан хөргөвөл цайрдаг, өөрөөр хэлбэл маш хэврэг, хатуу болдог. Саарал цутгамал төмрийн шахалт нь хурцадмал байдлаас хэд дахин илүү сайн ажилладаг.

Саарал цутгамал төмрийг урьдчилан халаах замаар маш сайн гагнаж, нүүрстөрөгч, цахиурын өндөр агууламжтай тусгай цутгамал төмөр бариулыг дүүргэгч материал болгон гүйцэтгэдэг. Гагнуурын хэсгүүдэд цутгамал төмрийг цайруулж байгаа тул урьдчилан халаахгүйгээр гагнуур хийх нь хэцүү байдаг.

Цагаан цутгамал төмөр

Цагаан цутгамал төмрийг механик инженерчлэлд саарал цутгамал төмрөөс хамаагүй бага хэмжээгээр ашигладаг. Энэ нь төмөр ба нүүрстөрөгчийн хайлш бөгөөд нүүрстөрөгч нь төмөртэй химийн нэгдэл хэлбэрээр байдаг. Цагаан цутгамал төмөр нь маш хэврэг, хатуу байдаг. Үүнийг зүсэх багажаар боловсруулах боломжгүй бөгөөд боловсруулалт шаарддаггүй хэсгүүдийг цутгахад ашигладаг, эсвэл зүлгүүрийн дугуйгаар нунтаглахад ашигладаг. Механик инженерчлэлд цагаан цутгамал төмрийг энгийн болон хайлшаар ашигладаг.

Цагаан цутгамал төмрийг гагнах нь халаах, хөргөх явцад хагарал үүсэх, түүнчлэн гагнуурын талбайд үүссэн бүтцийн гетероген байдлаас шалтгаалан маш хэцүү байдаг.

Уян хатан төмөр

Зөөлөн цутгамал төмрийг ихэвчлэн цагаан цутгамал цутгамалаас 800-950 ° C-ийн температурт зууханд удаан хугацаагаар буцалгаж авдаг. Зөөлөн цутгамал төмрийг авах хоёр арга байдаг: Америк, Европ.

Америкийн аргаар 800-850 хэмийн температурт элсэнд буцалгана. Энэ тохиолдолд химийн холбоотой төлөвөөс нүүрстөрөгч нь цэвэр төмрийн ширхэгийн хооронд байрлах бал чулуу хэлбэрээр чөлөөт төлөвт шилждэг. Цутгамал төмөр нь зуурамтгай чанарыг олж авдаг тул уян хатан гэж нэрлэдэг.

Европын аргаар цутгамал төмрийн хүдэрт 850-950°-ийн температурт буцалгана. Энэ тохиолдолд цутгамал гадаргуугаас химийн бодисоор холбогдсон нүүрстөрөгч нь төмрийн хүдэр рүү шилжиж, цутгамал гадаргуу нь нүүрстөрөгчгүйжиж, зөөлөн болдог тул цутгамал төмрийг уян хатан гэж нэрлэдэг боловч үндсэн хэсэг нь хэврэг хэвээр байна.

Уян хатан цутгамал төмрийн зэрэглэлийн тэмдэглэгээнд үсгийн дараа суналтын дундаж бат бэхийг кг/мм2-ээр харуулсан тоо, дараа нь суналтыг %-иар харуулсан тоог бичнэ.

Жишээлбэл, KCH37-12 нь уян хатан цутгамал төмрийг илэрхийлдэг бөгөөд суналтын бат бэх нь 37 кг / мм2, суналт нь 12% байна.
Гагнуурын уян хатан цутгамал төмрийг гагнуурын талбайн цутгамал төмрийг цайруулж байгаа тул хүндрэлтэй тулгардаг.

Хувиргасан цутгамал төмөр

Хувиргасан ширэм нь энгийн саарал ширэмээс ялгаатай нь саарал ширэмээс илүү графит хэлбэрээр нүүрстөрөгч агуулдаг.

Энэхүү өөрчлөлт нь цутгамал төмрийг хайлуулах үед шингэн металлд тодорхой хэмжээний нэмэлт бодис нэмдэг бөгөөд энэ нь хатуурах, хөргөх явцад графит хэлбэрээр нүүрстөрөгчийг ялгаруулахад хувь нэмэр оруулдаг. Цутгамал төмрийн ижил химийн найрлагатай энэхүү өөрчлөлтийн процесс нь цутгамал төмрийн механик шинж чанарыг ихээхэн нэмэгдүүлж, маш чухал юм. Өөрчлөгдсөн цутгамал төмрийн зэрэглэлийн тэмдэглэгээ нь саарал цутгамал төмрийн зэрэглэлийн тэмдэглэгээтэй төстэй юм.

Тодорхойлолт

Түүхийн лавлагаа

Онцлог шинж чанарууд

Үйлдвэрлэлийн технологи

Үйлдвэрлэлийн эхний үе шат

Төмөр хайлуулах нь дараах байдлаар явагдана. Юуны өмнө хүдэр зууханд цутгаж, дотор нь шаардлагатай температурыг шахаж, хадгалахад үйлчилдэг коксжих материалаас гадна эдгээр бүтээгдэхүүн нь шаталтын явцад төмрийн бууруулагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг химийн урвалд идэвхтэй оролцдог.

Үйлдвэрлэлийн хоёр дахь шат

Ялгаварлах

Цутгамал төмрийн орчин үеийн ангилал нь эдгээр хайлшийг дараахь төрлүүдэд хуваах боломжийг олгодог.

Цагаан.
Хагас сэтгэлтэй.
Саарал, ширхэгтэй бал чулуу.
Бөмбөрцөг хэлбэртэй бал чулуутай өндөр бат бэх.
уян хатан.

Төрөл бүрийг тусад нь авч үзье.

Цагаан цутгамал төмөр

Хурдан хөргөлтийн үед шингэн хайлшийг анхдагч талсжуулснаар элэгдэлд тэсвэртэй цагаан цутгамал төмрийг олж авдаг. Ихэнхдээ тэдгээр нь хуурай үрэлтийн нөхцөлд (жишээлбэл, тоормосны дэвсгэр) ажиллах эсвэл элэгдлийн эсэргүүцэл, тээрмийн халуунд тэсвэртэй хэсгүүдийг үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Дашрамд хэлэхэд, энэ нь түүний хугарлын харагдах байдал нь цайвар талст, гэрэлтсэн гадаргуутай тул энэ нэрийг авсан. Энэхүү цутгамал төмрийн бүтэц нь ледебурит, перлит, хоёрдогч цементитийн хослол юм. Хэрэв энэ цутгамал төмрийг хайлшруулбал перлит нь троостит, аустенит эсвэл мартенсит болж хувирдаг.

Хагас цутгамал төмөр

Цутгамал төмрийн ангилал нь энэ төрлийн металлын хайлшийг дурдаагүй бол бүрэн бус байх болно.

Хамгийн түгээмэл инженерийн материал

Энэхүү цутгамал төмрийн бал чулуу нь давхарга хэлбэртэй байдаг. Тусгай өөрчлөлт хийх шаардлагагүй.

Саарал цутгамал төмрийг боловсруулахад хялбар байдаг. Хайлшийн бүтэц нь дараах байдалтай байж болно.

Феррит-графит.
Феррит-судан-графит.
Перлит-графит.

Уян хатан төмөр

Ерөнхийдөө 800-950 хэм хүртэл халаадаг зууханд удаан буцалгасны улмаас цагаан цутгамал цутгамалаас гаргаж авдаг.

Өнөөдөр уян хатан цутгамал төмөр хийх хоёр арга бий: Европ, Америк.

Зөөлөн цутгамал төмрийн тэмдэглэгээ: KCH 40-6, KCH нь мэдээж уян хатан цутгамал төмөр; 40 - суналтын бат бэхийн индекс; 6 - харьцангуй суналт, %.

Бусад үзүүлэлтүүд

Цутгамал төмрийг хүч чадлын дагуу хуваах тухайд дараахь ангиллыг ашиглана.

Ердийн хүч чадал: σв хүртэл 20 кг / мм².
Хүч чадал нэмэгдсэн: σв = 20 - 38 кг / мм 2.
Өндөр бат бэх: σв = 40 кг / мм² ба түүнээс дээш.

Уян хатан чанараас хамааран цутгамал төмрийг дараахь байдлаар хуваана.

Хуванцар бус - харьцангуй суналт 1% -иас бага.
Бага уян хатан чанар - 1% -иас 5% хүртэл.
Хуванцар - 5% -иас 10% хүртэл.
Уян хатан чанар нэмэгдсэн - 10% -иас дээш.

Цутгамал төмрийн нүүрстөрөгч нь цементит (Fe3C) эсвэл бал чулуу хэлбэрээр агуулагдаж болно. Цементит нь цайвар өнгөтэй, хатуулаг ихтэй, боловсруулахад хэцүү. Графит нь эсрэгээрээ бараан өнгөтэй, нэлээд зөөлөн байдаг. Бүтэцэд нүүрстөрөгчийн аль хэлбэр давамгайлж байгаагаас хамааран цагаан, саарал, уян хатан, өндөр бат бэх цутгамал төмрийг ялгадаг. Цутгамал нь байнгын хольц (Si, Mn, S, P), зарим тохиолдолд хайлшлах элементүүд (Cr, Ni, V, Al гэх мэт) агуулдаг.

Цагаан цутгамал төмөр- нэг төрлийн нүүрстөрөгч нь цементит хэлбэртэй, хугарсан үед цагаан өнгөтэй, металл гялбаатай байдаг цутгамал төмрийн төрөл. Ийм цутгамал төмрийн бүтцэд графит харагдахуйц орц байхгүй бөгөөд түүний багахан хэсгийг (0.03-0.30%) химийн шинжилгээний нарийн аргаар эсвэл өндөр өсгөлтөөр нүдээр илрүүлдэг. Цагаан төмрийн цутгамал нь элэгдэлд тэсвэртэй, харьцангуй халуунд тэсвэртэй, зэврэлтэнд тэсвэртэй байдаг. Цагаан цутгамал төмрийн хүч чадал буурч, нүүрстөрөгчийн агууламж нэмэгдэх тусам хатуулаг нэмэгддэг.

Цагаан цутгамал төмрийг маш хатуу, боловсруулахад бараг боломжгүй тул эд анги үйлдвэрлэхэд ашигладаггүй, харин ган болгон хувиргах, уян хатан цутгамал төмрөөр эд анги үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Энэ төрлийн цутгамал төмрийг мөн гахайн төмөр гэж нэрлэдэг.

Саарал цутгамал төмөр– төмөр, цахиур (1.2-3.5%), нүүрстөрөгчийн хайлш, мөн Mn, P, S-ийн байнгын хольц агуулсан. Ийм цутгамал төмрийн бүтцэд нүүрстөрөгчийн ихэнх буюу бүхэлд нь хавтан хэлбэртэй байдаг. бал чулуу. Ийм цутгамал төмрийн хугарал нь бал чулуутай тул саарал өнгөтэй байдаг. Саарал цутгамал төмрийн тусдаа төрөл (ангиллын бүлэг) нь бөмбөрцөг хэлбэртэй бал чулуу бүхий өндөр бат бэх цутгамал төмөр бөгөөд үүнийг магни (Mg), цери (Ce) эсвэл бусад элементүүдээр өөрчилснөөр олж авдаг.

Саарал ширэм нь цутгах шинж чанараараа тодорхойлогддог (талсжилтын температур бага, шингэн төлөвт шингэн, агшилт багатай) бөгөөд цутгах үндсэн материал болдог. Машины ор, механизм, поршен, цилиндрийг цутгахад механик инженерчлэлд өргөн хэрэглэгддэг.

Төрөлхийн өндөр эмзэг байдалСаарал цутгамал төмөр нь түүний бүтцэд бал чулуу агуулагддаг тул голчлон хурцадмал, гулзайлтын үед ажилладаг хэсгүүдэд ашиглах боломжгүй болгодог; Цутгамал төмрийг зөвхөн "шахах" ажилд ашигладаг.

Саарал цутгамал төмрийг SCh үсгээр тэмдэглэсэн бөгөөд үүний дараа кг/мм²-ийн баталгаат суналтын бат бэхийн утгыг зааж өгсөн болно, жишээ нь SCh30. Өндөр бат бэх цутгамал төмрийг HF үсгээр тэмдэглэнэ , үүний дараа хүч чадал ба зураасаар харьцангуй сунгалтыг хувиар илэрхийлнэ, жишээ нь VC60-2.

Уян хатан төмөр– цутгамал болон цаашдын дулааны боловсруулалтаар цагаан цутгамал төмрөөс гаргаж авсан зөөлөн, наалдамхай цутгамал төмрийн уламжлалт нэр. Урт үеийг ашигладаг бөгөөд үүний үр дүнд цементит нь бал чулуу үүсэх замаар задардаг, өөрөөр хэлбэл графитжих процесс явагддаг тул ийм анивалтыг графитжуулах гэж нэрлэдэг.

Саарал цутгамал шиг уян хатан цутгамал төмөр нь ган суурьтай бөгөөд бал чулуу хэлбэртэй нүүрстөрөгчийг агуулдаг боловч уян харимхай төмрийн графит орц нь энгийн саарал цутгамал төмрөөс ялгаатай байдаг. Ялгаа нь уян хатан цутгамал төмрийн графитын орцууд нь ширмэлийн явцад олж авсан хайрс хэлбэрээр байрладаг бөгөөд бие биенээсээ тусгаарлагдсан байдаг тул металлын суурь нь бага хуваагддаг бөгөөд цутгамал төмрүүд нь бага зэрэг байдаг. зуурамтгай чанар ба уян хатан байдал. Зөөлөн төмрийн графитыг гөлгөр хэлбэр, үйлдвэрлэх арга (нөөцлөх) тул ихэвчлэн зөөлрүүлэх нүүрс гэж нэрлэдэг. Зөөлөн цутгамал төмрийг уян хатан чанар, зуурамтгай чанар нь нэмэгдүүлсэн тул нэрээ авсан (хэдийгээр энэ нь даралтын эмчилгээнд хамрагддаггүй).

Зөөлөн цутгамал төмөр нь суналтын бат бэх, өндөр цохилтод тэсвэртэй болсон. Нарийн төвөгтэй хэлбэрийн хэсгүүд нь уян хатан цутгамал төмрөөр хийгдсэн байдаг: машины арын тэнхлэгийн орон сууц, тоормосны дэвсгэр, дэг, өнцөг гэх мэт.

Зөөлөн цутгамал төмрийг хоёр үсэг, хоёр тоогоор тэмдэглэсэн, жишээлбэл KCH 370-12. KCH үсэг нь уян хатан цутгамал төмрийг илэрхийлдэг бөгөөд эхний тоо нь суналтын бат бэх (МПа-аар), хоёр дахь тоо нь цутгамал төмрийн уян хатан чанарыг тодорхойлдог харьцангуй сунгалт (хувиар) юм.

Уян хатан төмөр– бөмбөрцөг хэлбэртэй бал чулуун орц бүхий цутгамал төмөр. Бөмбөрцөг хэлбэрийн бал чулуу нь гадаргуугийн эзэлхүүний харьцаа багатай байдаг бөгөөд энэ нь металл суурийн хамгийн их тасралтгүй байдлыг тодорхойлдог тул цутгамал төмрийн бат бөх чанарыг тодорхойлдог.

Өндөр бат бэх цутгамал төмрийг ихэвчлэн механик инженерийн чухал бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх, түүнчлэн өндөр бат бэх хоолой (ус хангамж, ус зайлуулах хоолой, хий, газрын тос дамжуулах хоолой) үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Өндөр бат бэх цутгамал төмрөөр хийсэн бүтээгдэхүүн, хоолой нь өндөр бат бэх, бат бөх, өндөр гүйцэтгэлийн шинж чанараараа ялгагдана.