Az öntöttvas kifejezés, az öntöttvas gyártása és felhasználása, az öntöttvas tulajdonságai. Öntöttvas - tulajdonságai, osztályozása, típusai Mit jelent az öntöttvas?

Összetételében különbözik az acéltól magasabb széntartalmában, technológiai tulajdonságaiban - jobb öntési tulajdonságokban, alacsony képlékeny alakváltozási képességben (normál körülmények között nem kovácsolható). Az öntöttvas olcsóbb, mint az acél.

Az öntöttvasak osztályozottak a következő mutatók szerint:

• szén állapota:

- fehér öntöttvas- az összes szén kötött állapotban van karbid formájában;

- szürke öntöttvas- a szén nagyrészt vagy teljesen szabad állapotban van, lamellás vagy rostos (örvény)grafit formájában;

- lágyvas- a szén nagyrészt vagy teljesen szabad állapotban van gömbgrafit formájában;

- temperöntvény- fehér öntöttvas öntvények lágyításával nyerik. A szén egésze vagy jelentős része szabad állapotban van pelyhes grafit formájában (lágyított szén);

• szerkezet:

- ferrites;

- ferrit-perlit;

- perlit;

• kémiai összetétel:

- ötvözetlen;

- ötvözet- speciális célú.

Így az öntöttvas (a fehér kivételével) abban különbözik az acéltól, hogy a szerkezetben grafitzárványok vannak jelen (1. ábra), az öntöttvas pedig e zárványok alakjában különbözik egymástól.

Rizs. 1. Öntöttvas osztályozás a fémalap szerkezete és a grafitzárványok alakja szerint: A - ferrit; b - ferrit és perlit; V- perlit; / - lamellás; 2- örvénylő; 3 - pelyhes; 4- gömbölyű.

Az öntöttvas mechanikai tulajdonságai a szerkezettől és főként a grafitzárványok alakjától, mennyiségétől, méretétől és eloszlásának jellegétől függenek. A grafitzárványok meghatározzák az öntöttvas technológiai és működési tulajdonságait. A grafitzárványok jelenléte megkönnyíti az öntöttvas alkatrészek feldolgozását a rideg forgácsok miatti vágással. A grafit növeli a kopásállóságot, és jó súrlódásgátló tulajdonságokat kölcsönöz az öntöttvasnak saját „kenő” hatása révén. Az öntöttvas csekély érzékenységű a különböző felületi hibákra, vágásokra, hornyokra stb., mivel a grafitzárványok maguk is feszültségkoncentrátorok, és néhány további hozzáadása nem befolyásolja jelentősen az anyag szilárdságát. Ellentétben a fém alappal, a grafit nem adja át jól a rugalmas rezgéseket, így az öntöttvas nagy csillapító képességgel rendelkezik, ami lehetővé teszi a rezgések és a rezonáns rezgések csillapítását.

Az öntöttvas keménysége kevéssé függ a grafitzárványok alakjától, és a fémalap szerkezete határozza meg. A ferrites öntöttvasak keménysége ~150 HB, a ferrit-perlit öntöttvasé ~200 HB; perlit ~250 HB.

Szennyeződések az öntöttvasban

A hagyományos ipari öntöttvas ugyanazt tartalmazza szennyeződéseket , mint szénacél, azaz mangán, szilícium, kén és foszfor, de nagyobb mennyiségben. Ezek a szennyeződések jelentősen befolyásolják a grafitosítás körülményeit, és ennek következtében az öntöttvas szerkezetét és tulajdonságait.

Szilikonok különösen erős hatással van az öntöttvas szerkezetére, fokozva a grafitosítást. Az öntöttvas szilíciumtartalma széles skálán mozog: 0,3-0,5-3-5%. A szilíciumtartalom változtatásával teljesen eltérő tulajdonságú és szerkezetű öntöttvasak nyerhetők - az alacsony szilíciumtartalmú fehértől a magas szilíciumtartalmú ferritesig (lamelláris szürkével vagy göbös grafittal nagy szilárdságú).

Mangán a szilíciummal ellentétben megakadályozza a grafitosodást, vagy ahogy mondani szokták, elősegíti az öntöttvas fehéredését.

Kén szintén hozzájárul az öntöttvas fehérítéséhez, ugyanakkor rontja az öntési tulajdonságait (különösen csökkenti a folyékonyságot). Ezért az öntöttvas kéntartalma korlátozott: a kisméretű öntvények felső határa 0,08%; nagyobbaknál (amikor valamivel rosszabb folyékonyság is elviselhető) - akár 0,1-0,12% S.

Foszfor gyakorlatilag nincs hatással a grafitosítási folyamatra. A foszfor azonban hasznos adalékanyag az öntöttvasban, mivel javítja a folyékonyságot.

Fehér öntöttvas

Az öntöttvas ezt a nevet a törés típusától kapta, amely matt fehér színű. Ebben az öntöttvasban az összes szén kötött állapotban cementit formájában van. A fehér öntöttvasak a széntartalomtól függően lehetnek hipoeutektikusak (perlit + ledeburit), eutektikusak (ledeburit) és hipereutektikusak (elsődleges cementit + ledeburit). Ezeket az öntöttvasakat nagy keménységük (450-550 HB) jellemzi, mivel nagy mennyiségű cementit van bennük. Ezért nagyon törékenyek, és nem használják gépalkatrészek gyártására. A fehér öntöttvas öntvényeket a temperöntvény utólagos, grafitizáló izzítással történő előállításához használják. Ezt követően fokozott fáradási szilárdságú alkatrészek gyártására használják: főtengelyek és vezérműtengelyek, szelepülések, olajszivattyú fogaskerekei, tárcsaféknyergek stb.

A fehérített öntöttvasak felületi rétegei (12-30 mm) fehér öntöttvas szerkezetűek, a mag pedig szürkeöntvény szerkezetű. Az ilyen öntvény nagy felületi keménysége növeli a kopásállóságát. Ezért a fehérített öntöttvasat lemezmaró hengerek, kerekek, fékbetétek és sok más alkatrész gyártásához használják, amelyek fokozott kopás mellett működnek.

Szürke öntöttvas

Az öntöttvas nevét a törés típusáról kapta, amely szürke színű. A szürkeöntvény szerkezete grafitot tartalmaz. Az öntöttvas szerkezete fém alapból és grafitból (lemezek formájában) áll, tulajdonságai ettől a két komponenstől függenek.

A papírhoz képest a grafit alacsony mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, így bizonyos közelítéssel feltételezhetjük, hogy az általa elfoglalt helyeken üregek és repedések vannak. Az üregek számának növekedésével az öntöttvas mechanikai tulajdonságai meredeken romlanak. A húzófeszültségek hatására a grafitzárványok végein könnyen kialakulnak törési centrumok. Az öntöttvas sokkal jobban viselkedik összenyomás és hajlítás hatására.

A szürkeöntvény vasat, szenet, szilíciumot, mangánt és szennyeződéseket, például ként és foszfort tartalmazó összetett összetételű ötvözetek. Ez utóbbi részben feloldódik a ferritben (~0,3%), és ezen túlmenően 950 °C olvadáspontú terner eutektikumba (Fe-C-P) kerül. Ez jelentősen javítja az öntöttvas öntési tulajdonságait.

A kén egy káros szennyeződés, amely csökkenti az öntöttvas mechanikai és öntési tulajdonságait, és növeli bennük a repedések kialakulásának hajlamát.

A szilícium fő kémiai elemként szerepel a szürkeöntvény összetételében (1-3%), és növeli a grafit felszabadulását a megszilárdulás és a felszabaduló cementit bomlása során.

A mangán (0,2-1,1%) pozitív hatással van az öntöttvas mechanikai tulajdonságaira, de bonyolítja a grafitosítási folyamatot, vagy elősegíti annak fehéredését. Így elmondhatjuk, hogy a grafitosítás mértéke közvetlenül függ az öntöttvasban lévő szén (2,2-3,7%) és szilícium (1-3%) mennyiségétől.

Kis mennyiségben króm, nikkel és réz kerülhet az ércből a szürkeöntvénybe, ami szintén befolyásolja a grafitosítási állapotot. A grafitzárványok száma és az alap szerkezete befolyásolja a szürkeöntvény tulajdonságait.

A fémalap szerkezete alapján a szürkeöntvények három csoportra oszthatók:

1) szürke perlit perlit + grafit szerkezettel (a kötött szén mennyisége ~0,8%).

2) szürke ferrit-perlit ferrit + perlit + grafit szerkezettel (a kötött szén mennyisége kisebb, mint 0,8);

3) szürke ferrit ferrit + grafit szerkezettel (minden szén grafit formájában).

A szürkeöntvény mechanikai tulajdonságai a fémalap tulajdonságaitól és a grafitzárványok (üregek) mennyiségétől, alakjától és méretétől függenek.

Jelzésszürke öntöttvas

A GOST 1412-85 szerint az öntöttvas megjelölése betűk és számok kombinációját tartalmazza, például SCH15. Az SCH a szürkeöntvény rövidítése, a számok a szakítószilárdság értékét jelzik. A szabvány a következő öntöttvas minőségeket írja elő: SCh10; SCH15; SCh18; SCh20; SCh21; SCh24; SCh25; SCh30; SCh35; SCh40; SCH45.

Egyes szürkeöntvények mutatóinak értékeit a táblázat tartalmazza. 1.

Asztal 1. Néhány szürkeöntvény mechanikai tulajdonságai

A grafit jelenléte hozzájárul a forgácsok csiszolásához a vágás során, és kenőhatású, ami növeli az öntöttvas kopásállóságát.

Az SCh10 és SCh15 ferrites szürkeöntvény enyhén és közepesen terhelt alkatrészekhez: burkolatok, karimák, lendkerekek, féknyergek, fékdobok, tengelykapcsoló-meghajtó tárcsák stb.

Az SCh20 és SCh25 ferrit-perlit szürkeöntvény-minőségek fokozott statikus és dinamikus terhelés mellett működő alkatrészekhez használhatók: motorhengerblokkok, hengerdugattyúk, tengelykapcsoló dobok, gépágyak stb.

A perlit öntöttvas nagy teljesítményű szerszámgépek és mechanizmusok kereteinek öntésére szolgál. Gyakran használnak perlitszürke módosított öntöttvasakat. Az ilyen öntöttvasokat úgy állítják elő, hogy speciális adalékanyagokat adnak a folyékony öntöttvashoz öntés előtt - ferroszilícium (0,3-0,6% a töltet tömegére számítva) vagy szilícium-kalcium (0,3-0,5% a töltet tömegére vonatkoztatva). Az ilyen öntöttvasak közé tartoznak az SCh40 és SCh45 osztályú öntöttvasak, amelyek a grafitzárványok alakjának finomítása miatt jobb mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek. Ezeket az öntöttvasakat szivattyúházak, kompresszorok és hidraulikus hajtások gyártására használják.

Az emelt hőmérsékleten üzemelő alkatrészekhez ötvözött szürkeöntvényt használnak, amely emellett krómot, nikkelt, molibdént és alumíniumot is tartalmaz.

Temperöntvény

A temperöntvényt temperöntvénynek nevezzük, mert nyomás alatt kezelhető, bár az öntöttvas nem kovácsolt, és az öntöttvas alkatrészeket csak öntéssel állítják elő, mivel a temperöntvénynek nagyobb a képlékenysége a szürkeöntvényhez képest.

A temperöntvényt fehér hipoeutektikus öntöttvas öntvények grafitozásával állítják elő. A temperöntvény nem tartalmazhat nagy mennyiségű mangánt, mivel az izzítás során zavarja a grafitosítási folyamatot, valamint nagy mennyiségű szenet és szilíciumot, ami megnehezíti az öntvények beszerzését fehér öntöttvasból, mert a kristályosítás során a grafit lemezek formájában kezd kicsapódni. Ezért a gömbgrafitos öntöttvasba izzított fehér öntöttvas kémiai összetétele tartalomkorlátozással rendelkezik: 2,5-3,0% C; 0,7-1,5% Si; 0,3-1,0% Mn; kevesebb, mint 0,12% S; kevesebb, mint 0,18% R.

Az öntvényszakasz vastagsága nem haladhatja meg a 40-50 mm-t, mivel nagyobb vastagság esetén a magban lamellás grafit képződik, amely alkalmatlanná teszi az öntöttvas izzítására.

Az izzítás két szakaszban történik. Az első szakaszban a fehér öntöttvas öntvényeket lassan 930-1050 ° C hőmérsékletre melegítik, és 15 órán át ezen a hőmérsékleten tartják. Ilyenkor a magas hőmérsékletű ledeburitban lévő cementit lebomlik, a felszabaduló szénből pehelyszerű grafit keletkezik.

A második szakaszban az öntvényeket az eutektoid átalakulásnak megfelelő 700-760 °C hőmérsékletre hűtik, és ezen a hőmérsékleten tartják legfeljebb 30 órán át, vagy nagyon lassan hűtik le. Ilyenkor a perlitben lévő cementit lebomlik. A második szakasz vége után az öntöttvas szerkezete ferritből és pelyhes grafitból áll. Ezt a fajta öntöttvasat ferrites temperöntvénynek nevezik.

Ha a lehűlés nem volt elég lassú az eutektoid átalakulásnak megfelelő hőmérsékleti tartományban, vagy a grafitosítás második szakaszában a kitettség nem volt elegendő, akkor a perlitben lévő cementit lebomlása nem megy végbe teljesen. Ebben az esetben az öntöttvas szerkezete ferritből, perlitből és pelyhes grafitból áll. Ezt a fajta öntöttvasat ferrit-perlit temperöntvénynek nevezik.

Ha a hőmérséklet-tartományban felgyorsult a hűtés, akkor a perlitben lévő cementit bomlása nem következik be. Ebben az esetben az öntöttvas szerkezete perlitből és pelyhes grafitból áll. Ezt a fajta öntöttvasat perlites temperöntvénynek nevezik.

Jelzés. A GOST 1215-79 szerinti temperöntvényt „KCH” betűkkel és két számmal jelölik: az első a szakítószilárdságot jelzi; a második a relatív nyúlás (%-ban).

Egyes temperöntvények mechanikai tulajdonságainak értékeit a táblázat tartalmazza. 2.

2. táblázat. Néhány gömbgrafitos öntöttvas mechanikai tulajdonságai

Lágyvas

A nagy szilárdságú öntöttvasat öntöttvasnak nevezik, amelynek gömb alakú grafitja az öntvény kristályosítása során keletkezik. A grafitzárványok ezen formája kisebb felülettel rendelkezik, mint az azonos térfogatú lemezes és pelyhes zárványok, és csökkenti a feszültségkoncentrációt.

A grafit gömb alakú formáját úgy nyerik, hogy magnéziumot vagy magnéziumot nikkellel vagy ferroszilíciumot visznek be folyékony öntöttvasba.

Módosítók hatására a grafit a kristályosodás során gömb alakot vesz fel. A gömbgrafitos öntöttvasak jobb mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek, mint más öntöttvasak. A nagy szilárdságú öntöttvasak tulajdonságaiban hasonlóak az öntött szénacélhoz, de jobb öntési tulajdonságokkal rendelkeznek, könnyen vághatók és magas kopásállósággal rendelkeznek. A hajlékonyság és a szívósság növelése érdekében a nagy szilárdságú öntöttvasból készült öntvényeket hőkezelésnek vetik alá: izzítás, normalizálás, fröccsöntés és temperálás. A hajlékonyság növelésével egyidejűleg a hőkezelés csökkenti az öntvények maradó feszültségeit, ami növeli azok teljesítményét.

Jelzés. A GOST 7293-85 szerinti nagy szilárdságú öntöttvasat a temperöntvényhez hasonlóan jelölik: „HF” betűkkel és számokkal: az első a szakítószilárdság értékét jelzi, a második a relatív nyúlást (%).

A szabvány a következő öntöttvas osztályokat írja elő: VCh35-22; VCh40-15; HF45-10; VC50-7; HF60-3; VC70-2; HF80-2; HF 100-2. Nagy szilárdságú öntöttvas kémiai összetétele: 3,2-3,6% C; 1,6-2,9% Si; 0,3-0,7% Mn; legfeljebb 0,02% S; legfeljebb 0,1% R. A nagy szilárdságú ferrites öntöttvasak (VCh35-22, VCh40-15, VCh45-10) δ 22-10%, 140-225 HB; perlit alapon (VCh50-7, VCh60-3, VCh70-2, VCh80-2, VCh100-2) - δ 7-2%, 153-360 HB.

A nagy szilárdságú öntöttvasak nagy szilárdsága és hajlékonysága lehetővé teszi, hogy felhasználják őket gépjármű-dízelmotorok főtengelyeinek és egyéb, megnövekedett terhelés mellett működő súrlódó egységekben működő alkatrészek gyártásához.

Súrlódásgátló öntöttvasak

A súrlódásgátló öntöttvasak speciális szürke és nagy szilárdságú öntöttvasak, fokozott súrlódásgátló tulajdonságokkal. Ezeknek az öntöttvasaknak alacsony a súrlódási együtthatója az alapban lévő ferrit és perlit arányától, valamint a grafit mennyiségétől és formájától függően. A perlites öntöttvasakban a nagy kopásállóságot vékony perlitből és egyenletes eloszlású foszfor-eutektikumból álló fémalap biztosítja izolált lamellás grafit lerakódások jelenlétében.

A súrlódásgátló öntöttvasból (GOST 1585-85) készült öntvényeket csapágysúrlódó egységekben működő alkatrészek gyártására használják.

Jelzés. A súrlódáscsökkentő öntöttvasnak a következő minőségei vannak: AChS1; ASF2; ASFZ; ASF1; AChV2; ACC1; ABC2. Az "ACS" betűk súrlódásgátló szürkeöntvényt jeleznek; „AChV” - súrlódásgátló, nagy szilárdságú öntöttvas; "AChK" - súrlódásgátló temperöntvény.

A súrlódásgátló szürkeöntvények - a perlites öntöttvas AChS-1 és AChS-2 és a perlit-ferrites öntöttvas AChS-3 - alacsony súrlódási együtthatóval rendelkeznek, az alapban lévő ferrit és perlit arányától, valamint mennyiségétől függően és a grafit formája. A perlites öntöttvasakban a nagy kopásállóságot vékony perlitből és egyenletes eloszlású foszfor-eutektikumból álló fémalap biztosítja izolált lamellás grafit lerakódások jelenlétében.

A súrlódásgátló szürkeöntvényt csúszócsapágyak, perselyek és más alkatrészek gyártására használják, amelyek fém súrlódása alatt működnek, gyakran kenőanyag jelenlétében. Az edzett vagy normalizált acél tengelyekkel párhuzamosan működő alkatrészek AChS-1 és AChS-2 minőségű öntöttvasból készülnek, a termikusan kezeletlen tengelyekkel párhuzamosan pedig AChS-3 öntöttvasat használnak.

A súrlódáscsökkentő nagy szilárdságú (csomós grafittal) öntöttvasak perlit szerkezettel - AChV-1 és ferrit-perlit (50% perlit) - AChV-2 készülnek. Az AChV-1 öntöttvasat megnövelt kerületi sebességű súrlódó egységek megmunkálásához használják edzett vagy normalizált tengellyel együtt.

A súrlódásgátló öntöttvasak fő előnye a súrlódásgátló bronzokhoz képest alacsony költségük, hátránya pedig a rossz bejáratás, ami a súrlódó felületek pontos párosítását igényli.

1. Az ötvözetlen öntöttvasak jellemzői

A szürkeöntvény jellemzői

A szürkeöntvény előállítása nagyolvasztóban történik. A kiindulási anyag . A szürke ötvözetszerkezet kialakítása csak alacsony hűtési sebesség mellett történik. Formájában az öntöttvasban lévő szén a lamellás grafithoz hasonlít. Éppen ezért a törést szürke szín jellemzi.

Jelölési jellemzők

A szürkeöntvény jelölésére az SCH betűket és a számokat használjuk. Az utolsó jelzi, hogy az anyag milyen szakítószilárdsággal rendelkezik a nyújtás időszakában. Ezt az anyagot univerzális öntési tulajdonságok jellemzik - alacsony zsugorodás és nagy folyékonyság.

Alkalmazás

Az anyagot az jellemzi, hogy változó terhelési feltételek mellett kiválóan képes eloszlatni a vibrációs rezgéseket. A fémet nagy ciklikus viszkozitás jellemzi. Ezért készülnek ebből az anyagból a hengerelt gépek és gépágyak. Szürke ötvözetből készülnek a lendkerekek, szíjtárcsák, házak, dugattyúgyűrűk stb.

A gömbgrafitos öntöttvas jellemzői

A nagy szilárdságú öntöttvasat gömb alakú grafitzárványok jelenléte jellemzi. Ezen zárványok előállítását a szürkeöntvény módosítása biztosítja. A grafit gömb alakú formája miatt nem jön létre éles feszültségkoncentráció. Éppen ezért ezt az anyagot a nyújtás és hajlítás során magas szilárdság jellemzi.

A nagy szilárdságú öntöttvasat a HF jelölések és számok jellemzik, amelyek az anyag szilárdságát jelzik. Ezt a fémet nagy folyékonyság és alacsony zsugorodás jellemzi.

2. Az ötvözött öntöttvasak jellemzői

Az ötvözött öntöttvasat úgy állítják elő, hogy ötvözött komponenseket, például és másokat adnak a közönséges öntöttvas összetételébe. Az ötvözés különleges tulajdonságokat ad az öntöttvasnak. Az ötvözött öntöttvasak jellemzőik szerint lehetnek:

Kopásálló;
Hőálló;
Súrlódás ellenes;
Hőálló.

Az ötvözött öntöttvas jelölése az acél típusának megfelelően történik: Ch hőálló öntöttvas, ICh kopásálló öntöttvas, ACh súrlódásgátló öntöttvas, ZhCh hőálló öntöttvas. Ezt követően lehetnek olyan betűk, amelyek ötvözőelemeket jeleznek. A betűk után számok vannak, amelyek az ötvözőelemek százalékos hozzávetőleges tartalmát jelzik. Ábra hiányában meg lehet ítélni az ötvözőelem körülbelül egy százalékának jelenlétét.

A kopásálló öntöttvas jellemzői

A kopásállóság az anyag olyan tulajdonsága, amely lehetővé teszi, hogy ellenálljon a súrlódás miatti kopásnak. Annak érdekében, hogy az öntöttvas ezt a tulajdonságot biztosítsa, krómot, volfrámot és molibdént adnak a fehér öntöttvashoz.

A kopásálló ötvözet jelölésére az ICH betűket és a számokat használják, jelezve az ötvözőelemek százalékos arányát.

A kopásálló öntöttvasat a kopásállóság magas szintű ellenállása jellemzi, ami lehetővé teszi tengelykapcsoló tárcsák, fékek, koptatóanyagot szivattyúzó szivattyúalkatrészek és homokfúvó alkatrészek gyártásához.

A hőálló öntöttvasak jellemzői

A hőállóság az a jellemző, amelyben az anyag képes ellenállni az oxidációnak gáz környezetben magas hőmérsékleten.

A hőállóságot a szürke vagy fehér öntöttvas ötvözése biztosítja olyan anyagok felhasználásával, mint a szilícium, króm és alumínium. Az anyag felületén sűrű védő oxidfilmek találhatók, amelyek segítségével az ötvözet védve van az oxidációtól magas hőmérsékleten.

A hőálló öntöttvas jelölése a ZhCH betűkkel történik. Ezt követően vannak számok, amelyek az ötvözőelemeket jelölik.

Folyadékkristályok segítségével olyan alkatrészeket gyártanak, amelyek lúgos, gáz- és levegős környezetben működnek, és akár 1100 Celsius fokos hőmérsékletet is képesek ellenállni. Ezeket kemencék szerkezeteinek, például termikus, nagyolvasztó és nyitott kandallóval működő kemencék gyártásánál használják.

A hőálló öntöttvas jellemzői

A hőállóság a fém azon képessége, hogy megőrizze tulajdonságait magas hőmérsékleten.
A hőállóság akkor érhető el, ha szürke vagy fehér öntöttvasat ötvöznek olyan anyagok felhasználásával, mint a króm, nikkel, molibdén vagy. Minden hőálló anyag hőálló is, de nem minden hőálló anyag hőálló. A hőálló ötvözetet H betű jelöli.

Ezt az anyagot széles körben használják gázkemencék gyártásához. A kompresszoros berendezések dízelmotorjaiba beépített alkatrészek gyártására használják. Az ebből az anyagból készült alkatrészeket szaunákba és fürdőkbe is beépítik. A hőálló öntöttvas egy csomós grafittal rendelkező anyag.

A súrlódásgátló öntöttvasak jellemzői

A súrlódásmentesség egy anyag azon képessége, hogy súrlódási körülmények között működjön. A súrlódásgátló öntöttvas lehet szürke, gömbgrafitos vagy gömbgrafitos vas, amelyet perlites vagy perlit-ferrites szerkezet (perlit) jellemez< 85 %). Для легирования антифрикционных чугунов в большинстве случаев используется хром, медь или титан.

Ez finoman eloszlatott perlit-ferrit szerkezetet eredményez. A súrlódásgátló öntöttvas a következő tulajdonságokkal rendelkezik: magas kopásállóság és meglehetősen alacsony költség. Ha összehasonlítjuk ezt az anyagot, akkor alacsonyabb a súrlódási szintje.

Ennek az anyagnak az alapja a szürke (ASH), temperöntvény (AChK) és nagy szilárdságú (ASHV) öntöttvasak. Ezt az anyagot nagyon gyakran használják a színesfém ötvözetek helyettesítésére. Annak érdekében, hogy az anyag hatékonyan és megfelelően működjön, rendszeres és jó minőségű kenéssel kell ellátni. Ha nagy lökésterhelés figyelhető meg, ez a súrlódásgátló öntöttvas teljesítményének csökkenéséhez vezet.

Az öntöttvas vas és szén ötvözete (amelynek mennyisége több mint 2,14%), amelyet eutektikus képződmények jellemeznek. Az öntöttvasban lévő szén grafit és cementit formájában van. A grafit formáitól és a cementit mennyiségétől függően az öntöttvas fehér és szürke, temperöntvény és nagy szilárdságú öntöttvasra osztható. Chem. Az öntöttvas összetétele tartós szennyeződéseket (Si, Mn, PS, P) tartalmaz, és ritka esetekben ötvöző elemek, mint (> Cr, Ni, V, Al stb.) is jelen vannak. Az öntöttvas általában törékeny. Az öntöttvas széleskörű elterjedését a gépészetben elősegítette a jó öntödék jelenléte, valamint a szilárdság és a keménység. A világ öntöttvas termelése a 2008-as válság előtt több mint 953 millió tonnát tett ki (különösen 477 millió tonnát olvasztottak Kínában).

Az öntöttvas és fajtáinak kémiai összetétele

A fehér és szürke öntöttvas típusokat a törés színe különbözteti meg, amelyet az öntöttvasban lévő szén szerkezete határoz meg, mint vaskarbid vagy szabad grafit; a nagy szilárdságú öntöttvas csomós grafittal, öntöttvas vermikuláris grafittal képlékenynek nevezik. A fehér öntöttvasban a szén cementit, a szürkeöntvényben pedig grafit formájában van jelen.

Fehér öntöttvas összetétele

A fehér öntöttvasban az összes jelenlévő szén cementit állapotban van. A fehér öntöttvas szerkezetében perlit, ledeburit és cementit található. Világos árnyalata miatt az öntöttvas a fehér nevet kapta.

A szürkeöntvény összetétele és szerkezete

A szürkeöntvény egy olyan öntöttvas, amely nem tartalmaz ledeburitot, de az összes szenet (vagy annak egy részét) grafit formájában tartalmazza. Nevét a törésfelület szürke színe miatt kapta.

A fehér öntöttvas mellett az öntöttvas fő típusai közé tartozik. A szürkeöntvény összetétele a vason és a szénen (2,5 ... 4,5%) kívül szilíciumot (0,8 ... 4,5%), valamint mangánt (0,1 ... 1,2%) és foszfort tartalmaz (0,02...0,3%) kénnel (0,02...0,15%). A szürkeöntvény szakítószilárdsága 100 ... 350 MPa, nyomószilárdsága 450 ... 1400 MPa, Brinell keménysége 143 ... 289 HB.

A szürkeöntvény fő jellemzői az alacsony szakítószilárdság és a meglehetősen alacsony ütésállóság. Ezért minél kisebbek a grafitlemezek és minél jobban el vannak szigetelve egymástól, annál jobbak az öntöttvas szilárdsági tulajdonságai azonos fémalappal. Ezt a szerkezetet módosítással kapják, kis mennyiségű anyagok folyékony fémötvözetbe történő bevezetésével, amelyeket módosító anyagoknak (ferroszilícium és szilícium-kalcium) neveznek.

Temperöntvény, gyártási folyamat

A temperöntvényt fehér öntöttvas hosszú távú izzításával állítják elő, majd ezt követően pelyhes grafit keletkezik. A temperöntvény fém alapja: ferrit és ritkábban perlit.

Öntöttvas szerkezet

A nagy szilárdságú öntöttvas szerkezetében gömbgrafitot tartalmaz, amelyet az anyag kristályosodási folyamatával nyernek. A csomós grafit nagymértékben gyengíti a fémalapot, mint a táblázatos grafit, anélkül, hogy feszültségnövelő lenne.

Félöntöttvas szerkezeti jellemzői

A félöntöttvasban lévő szén egy része (több mint 0,8%) cementit formájában van. Ennek az öntöttvasnak a fő szerkezeti elemei a perlit, a ledeburit és a lapos grafit.

Az öntöttvasak osztályozása

Az öntöttvas kémiai összetétele és széntartalma alapján a szürkeöntvényt hipoeutektikusnak (2,14-4,3% szén), illetve eutektikusnak (4,3%), hipereutektikusnak (4,3-6,67%) nevezik. Az ötvözet összetétele nagymértékben befolyásolja a végső anyag szerkezetét.

Az iparban a különböző típusú öntöttvas a következő jelölésekkel rendelkezik:

• öntöttvas-P1, P2;
• öntöttvasat használnak az öntvényekhez - PL1, PL2,
• foszfor típusú öntöttvas feldolgozása - PF1, PF2, PF3,
• kiváló minőségű öntöttvas feldolgozása - PVK1, PVK2, PVK3;
• lemezes grafit-SCh öntöttvas (a „> SCh” betűket követő számok a szakítószilárdság értékét jelzik (vkgf / mm);

Súrlódásgátló öntöttvas típusok:

• súrlódásgátló szürke ASH,
• súrlódásmentes, nagy szilárdságú AChV típusú,
• súrlódásmentes alakítható AChK típus;

Öntöttvas gömbgrafittal öntvényekhez - HF (a "HF" betűket követő számok a vkgf / mm szakítószilárdságot jelentik;

A 16. század elején az Orosz Birodalomban elkezdték olvasztani az öntöttvasat. A nyersvaskohászat nagyon gyors ütemben fejlődött, és Péter 1 uralkodása alatt Oroszország vezető szerepet töltött be a fémkohászatban Európában. Idővel az öntödék elkezdtek elválni a nagyolvasztó kemencéktől, ami lendületet adott a független vasöntödék fejlődésének. A 19. század elején a gyárak gömbgrafitos öntöttvasat kezdtek gyártani, a 20. század végén pedig elsajátították az ötvözött öntöttvas gyártását.

Bizonyára sokan találkoztak öntöttvas termékekkel a mindennapi életben vagy a munkahelyükön. Ez az anyag jó szilárdsággal és kiváló öntési tulajdonságokkal rendelkezik.

Az öntöttvas vasból és szénből álló acél, pontosabban vas-szén ötvözet, amelynek térfogata 2,14% és legfeljebb 6,67% között van, és cementit vagy grafit formájában is beépíthető a készítménybe. Az öntöttvas definíció szerint olyan mérnöki anyag, amely olcsó és könnyen előállítható, és az acél olvasztásának alapjául szolgál. Előállítása a gyártás bizonyos szakaszaiban végbemenő összetett kémiai folyamatokra vonatkozik.

Főbb jellemzők és összetétel

A vason és a szénen kívül ez az ötvözet további szennyeződéseket is tartalmaz, amelyek befolyásolják tulajdonságait. Az öntöttvas változatos összetétele nagy keménységet, folyékonyságot biztosít, és növeli a törékenységet. Tartalmaz: kén, szilícium, mangán, foszfor. A beáramló szénnek köszönhetően az öntöttvas ötvözet nagy keménységű, ugyanakkor az anyag alakíthatósága és hajlékonysága csökken. A fém különleges tulajdonságainak biztosítása érdekében bizonyos adalékanyagokat adnak hozzá. A következő ötvözőkomponenseket használják: nikkel, vanádium, valamint króm és alumínium. Az öntöttvas formula vas-szén alapból áll, további zárványokkal. Sűrűsége körülbelül 7,2 g/cm3, ami a fémvegyületeknél meglehetősen magas érték.

Az öntöttvas több komponensből áll, ezért variációinak tulajdonságai jelentősen eltérhetnek. A szénen és vason kívül a készítmény legfeljebb 2% mangánt, 1,2% foszfort, 4,3% szilíciumot és legfeljebb 0,07% ként tartalmaz. A szilícium felelős a folyékonyságért, jelentősen javítja az öntési minőséget, és puhábbá is teszi. A mangánt az erő fokozására használják. A kén hozzáadása csökkenti a tűzállóságot és csökkenti a folyékonyságát. Ezenkívül káros hatása is van, amely a forró öntvényeken repedések megjelenésében nyilvánul meg (vörös ridegség). A foszfor jelenléte csökkenti a mechanikai tulajdonságokat, de lehetővé teszi összetett formájú tárgyak öntését.

Az öntöttvas szerkezete úgy néz ki, mint egy fém alap, grafit zárványokkal. Típustól függően tartalmaz perlitet, pelyhes grafitot és ledeburitot. Ezek az elemek határozzák meg annak jellemzőit, és változó mennyiségben vagy teljesen hiányoznak.

Az olvadáspont minimum +1160 °C és maximum +1250 °C között van. Kiváló korróziógátló tulajdonságokkal rendelkezik, és aktívan ellensúlyozza mind a száraz (kémiai), mind a nedves korróziót. Neki köszönhetően megszületett a rozsdamentes acél - magas krómkomponens-tartalmú acélötvözet.

Alkalmazási terület

Az öntöttvasat széles körben használják a gépészetben különféle alkatrészek öntésére. Főtengelyek és motorblokkok gyártására használják. Ezenkívül kiváló minőségű párnákat gyártanak, amelyek nagyon ellenállnak a súrlódásnak. Alacsony hőmérsékleten használják, ahol a nagy teljesítményű tulajdonságai miatt kizárólag öntöttvasat használnak. Ezeket a tulajdonságokat különféle gépelemek gyártása során használják fel, amelyek öntöttvas ötvözetet használnak a zord éghajlati viszonyok között. Ezt az anyagot a kohászok széles körben használják kiváló öntési tulajdonságainak és alacsony árának köszönhetően. Az öntött termékek nagy kopásállósággal és fokozott szilárdsággal rendelkeznek.

Sok vízvezeték-alkatrész is öntöttvas alapból készül. Ezek radiátorok, fűtőtestek, csövek, fürdőkádak, különféle mosogatók mosogatóval. Sok termék ma is szolgál, bár több évtizeddel ezelőtt telepítették őket. Ezek az elemek sok éven át megőrzik eredeti megjelenésüket, és nem igényelnek helyreállítási munkát. Ezenkívül az öntöttvas edényeket az egyik legkényelmesebbnek tartják sok étel elkészítésekor.

Fajták

Jellemzői szerint az öntöttvas ötvözet átalakításra és öntödésre osztható. Az elsőt az acélolvasztásban használják oxigén-átalakító módszerrel. Ezt a fajt csökkentett mennyiségű mangán és szilícium jellemzi. Öntöttvas öntödei anyagot számos alkatrész előállítására használnak. Az ebből az alapból készült termékek mintái a megfelelő fotókon láthatók.

Különleges változata a nikkel-króm ötvözetek (nihardok). Ide tartozik az alacsony szén-dioxid-kibocsátású és a magas széntartalmú öntöttvas. Az elsőt a megnövekedett szilárdság, a másodikat a fokozott kopásállóság jellemzi. A fő fajták fehér és szürke ötvözetek. Ezek az anyagok széntartalomban és tulajdonságaiban is különböznek. Ezen túlmenően, aktívan használják a képlékeny, ötvözött és nagy szilárdságú típusokat.

Szürke

A szürkeöntvények alacsony hajlékonyságúak, viszkozitásúak, és a feldolgozás során könnyen vághatók. Nem kritikus alkatrészek, valamint kopásnak kitett elemek gyártásához használják őket. A szürkeöntvény grafit, perlit vagy ferrit-perlit formájában tartalmaz szenet. Mennyisége körülbelül 2,5%, ami nagy szilárdságot biztosít a termékeknek. A szürke ötvözetből különféle ipari berendezések házai, fogaskerekek, konzolok és perselyek készülnek. A nagy mennyiségű (körülbelül 0,3-1,2%) foszfort tartalmazó anyag jó folyékonysággal rendelkezik, és művészi öntvényekben használják.

fehér

Nagy mennyiségű szenet (több mint 3%) tartalmaz, cementit vagy karbid formájában. Ennek az anyagnak a törési helyén a fehér szín adta a nevét a kapcsolatnak. Az ilyen típusú ötvözet megnövekedett törékenységgel és törékenységgel rendelkezik, ami jelentősen szűkíti a felhasználási kört. Ennek alapján egyszerű formájú alkatrészeket állítanak elő, amelyek statikus funkciókat hajtanak végre jelentős terhelés nélkül. A fehér anyag műszaki jellemzői ötvöző komponensek hozzáadásával javíthatók. Ehhez nikkelt, krómot és sokkal ritkábban alumíniumot vagy vanádiumot használnak. Az ilyen adalékanyagokkal rendelkező márkát „sormite”-nek nevezik. Különféle készülékekben fűtőelemként használják. A szormit +900 °C-ot meg nem haladó hőmérsékleten stabil tulajdonságokkal rendelkezik. Ez az anyag a szokásos háztartási fürdőkádak gyártásának alapjául szolgál.

Képlékeny

Ezt a típust fehérből nyerik öntéssel további hőkezeléssel. Ebben az esetben hosszú távú izzítást alkalmaznak, amely során a cementit szétesik, grafitot képezve. Ezt a folyamatot grafitosításnak nevezik, szénpelyhek képződésével a szerkezetben. Ezt a formát a grafit hosszan tartó izzítással nyeri el. Ez pozitív hatással van a fém alapra, amely integráltabbá, képlékenyebbé és viszkózusabbá válik.

A temperöntvény jól működik alacsony hőmérsékleten, és nem túl érzékeny a vágásokra. Folyamatos súrlódás mellett működő elemek gyártásához használják. Ezenkívül az alakítható ötvözet nagyon összetett konfigurációjú termékek alapjául szolgál: szögek, fékbetétek, pólók, autóházak hátsó tengelyekhez és egyéb szerkezetekhez. A jobb tulajdonságokat bór, tellúr és magnézium hozzáadásával érik el.

Nagy szilárdságú

Megnövelt szilárdságú, és kritikus termékek előállítására használják, és bizonyos esetekben az acélt is helyettesíti. Ezt a nagy szilárdságú öntöttvasat speciális szennyeződések (cérium, kalcium, ittrium, magnézium) hozzáadásával nyerik a szürke formához. Fogaskerekek, dugattyúk, főtengelyek és egyéb alkatrészek készülnek belőle. A magas hővezető képesség lehetővé teszi a fűtőegységek és a csővezetékek elemeinek öntését.

Ötvözet

Az ötvözött öntöttvas ötvözet további szennyeződéseket tartalmaz. A készítmény nagy mennyiségű titánt, nikkelt, krómot, valamint cirkóniumot, vanádiumot, molibdént, alumíniumot és egyéb elemeket tartalmaz. Nagy szilárdságot, keménységet és kopásállóságot biztosítanak. Az ötvözött anyagokat olyan mechanizmusok alkatrészeinek előállítására használják, amelyek kölcsönhatásba lépnek gáznemű és agresszív környezettel, valamint olyanok, amelyek vizes oldatok hatása alatt működnek.

A fém előnyei

Ezt az ötvözetet vaskohászattal előállított anyagok közé sorolják. Bizonyos jellemzők meghatározásakor gyakran hasonlítják az acélhoz. Az öntöttvasból készült cikkek olcsóbbak az acél megfelelőjéhez képest. Ezenkívül az öntöttvas elemek kisebb súlyúak és kisebbek. Az öntöttvas ezen tulajdonságai jelentősen bővülnek az ötvözetek különféle adalékanyagainak felhasználásával. Paraméterei a következő pozitív tulajdonságokkal rendelkeznek:

• környezetbarát anyag, amelyet háztartási cikkek, beleértve az edényeket, gyártásához használnak;
• ellenáll a sav-bázis környezetnek;
• higiénikus;
• hosszú ideig képes fenntartani a hőmérsékletet;
• egyes típusok szilárdsága az acéléhoz hasonló;
• a működés időtartama, amely alatt minőségi mutatói csak javulnak;
• Teljesen ártalmatlan a szervezetre.

Termelés

Az öntöttvas ötvözet előállítása anyagigényes és költséges folyamat. Egy tonna anyag olvasztásához körülbelül 900 liter közönséges vízre és körülbelül 550 kg kokszra lesz szükség. Az olvadáspont körülbelül +1200 °C, amihez speciális olvasztóberendezés szükséges. A tömeg eléréséhez ércre van szükség, ahol a vas tömeghányada meghaladja a 70%-ot. A kimerült érckőzeteket a gazdasági hatástalanság miatt nem használják fel.

Az anyagot speciális kohókban olvasztják. Ott a vasérc egy teljes technológiai cikluson megy keresztül, kezdve az érc-oxidok redukciójával és az öntöttvas ötvözet előállításával végződik. Az anyag öntéséhez üzemanyag szükséges: koksz, termoantracit és földgáz. A redukciós folyamat végén a vasat szilárd formában a kemence egy speciális részébe helyezik, hogy a benne lévő szén feloldódjon. A kölcsönhatás után öntöttvas masszát kapunk, amely folyékony formában esik le. A fel nem olvadt szennyeződéseket a felszínre nyomják, majd eltávolítják. Ezt a salakot számos anyag előállítására használják. Az olvadékból a szükségtelen részecskék eltávolítása után adalékokat adnak hozzá bizonyos minőségű öntöttvas ötvözetek előállításához.

ipari anyagokat eredményező ötvözet

Az öntöttvas fogalma, felfedezésének és fogyasztásának története, öntöttvas gyártás, az öntöttvas gyártás szakaszai, az öntöttvas értékesítési országai, az öntöttvas általános jellemzői, az öntöttvas előfordulása a természetben, öntöttvas ásványok, öntöttvas vasvegyületek, az öntöttvas szilárd anyagokból történő kinyerésének módszerei, az öntöttvas feldolgozása, az öntöttvas feldolgozásának ipari folyamatai, az öntöttvas tulajdonságai, az öntöttvas felhasználási területei, az öntöttvas és a hozzá kapcsolódó környezeti problémák, a környezetszennyezés fő forrásai öntöttvas, öntöttvas mérgezésből eredő betegségek, öntöttvas mennyiségi meghatározása, öntöttvas világ készletei, vasércbányászat a világon, öntöttvas ára a világpiacon, érdekességek az öntöttvasról

Tartalom bővítése

Tartalom összecsukása

Az öntöttvas a meghatározás

Az öntöttvas az nagy edény, öntöttvasból, később szintén alumíniumötvözetből készült edény, kerek formájú, orosz kemencében való pároláshoz, főzéshez. Az öntöttvas különlegessége a formája, amely a hagyományos agyagkályhafazék formáját követi: alul keskenyedik, felül kiszélesedik és nyaka felé ismét elvékonyodik. Ez a forma lehetővé teszi az öntöttvas sütőbe helyezését és a sütőből való kivételét egy speciális szerszám - fogantyú - segítségével, amely egy nyitott fémgyűrű egy hosszú fa nyélen.

Az öntöttvas az Fe (bázis) ötvözete C-vel (általában 2 4%), amely tartós szennyeződéseket (Si, Mn, S, P), és esetenként ötvöző elemeket (Cr, Ni, V, Al stb.) tartalmaz. Jellemzően törékeny. Nagyolvasztókban vasérc anyagokból nyerik.

Az öntöttvas az az első olvasztást, amelyből újramelegítéssel és erős kalapács alatt préseléssel bányásznak. Fehér öntöttvas, kemény és törékeny; szürke és fekete, puha.

Öntöttvas golyók

Az öntöttvas az a vas különféle formáinak általános megjelölése, elsősorban a szürkeöntvény és a tuskó (közvetlenül a BLAST FURNACE elhagyása után). Ez magában foglal egy sor vasötvözetet szénnel és szilíciummal, amelyek széntartalma 1,7 és 4,5% között van.

Az öntöttvas az vas ötvözete szénnel (1,5-4%), emellett általában kis mennyiségben tartalmaz szilícium-, mangán-, foszfor- és szennyeződéseket; vasércekből nagyolvasztóval nyerik.

Az öntöttvas az vas ötvözete nagy mennyiségű szénnel és egyéb elemekkel. Az öntöttvas nagy részét feldolgozzák.

Öntöttvas, acél és hengerelt termékek gyártása

Az öntöttvas az vas ötvözete szénnel (és más elemekkel). Az öntöttvas széntartalma legalább 2,14% (a szén ausztenitben való oldhatóságának határértéke a fázisdiagramon): kevesebb - acél. A szén keménységet kölcsönöz a vasötvözeteknek, csökkentve a hajlékonyságot és a szívósságot. Az öntöttvasban lévő szén cementit és grafit formájában is megtalálható. A grafit alakjától és a cementit mennyiségétől függően fehér, szürke, temperöntvény és nagy szilárdságú öntöttvasak különböztethetők meg. Az öntöttvasak maradandó szennyeződéseket (Si, Mn, S, P), és esetenként ötvözőelemeket (Cr, Ni, V, Al stb.) is tartalmaznak. Az öntöttvas általában törékeny.

Az öntöttvas az olcsó mérnöki anyag jó öntési tulajdonságokkal. Az acél olvasztásának alapanyaga. A nyersvasat vasércből nyerik tüzelőanyag és folyasztószer felhasználásával.

Az öntöttvas az szénnel kevert ércből olvasztott vas, törékenyebb és kevésbé képlékeny, mint az acél . Kerek alakú edény, fém edény.

Az öntöttvas az vas (bázis) ötvözete szénnel (2-4,5%), amely tartós szennyeződéseket (mangán legfeljebb 1,5%, szilícium legfeljebb 4,5%, ként legfeljebb 0,08%, foszfor legfeljebb 1,8%), néha és ötvözőelemeket tartalmaz (króm stb.). Jellemzően törékeny.

Az öntöttvas az A némi szenet tartalmazó vas, amelyet vasérc kohós olvasztásával nyernek, törékenyebb és kevésbé képlékeny, mint az acél. Egy fazék, valami ilyesmiből készült edény.

Az öntöttvas az vas ötvözete szénnel és néhány más elemmel, törékenyebb és kevésbé képlékeny, mint az acél. Ilyen ötvözetből készült kerek alakú edény.

Az öntöttvas az vas és szén kemény, rideg ötvözete, amely utóbbi tartalma 2-5%; szakítószilárdság 8 12 kg/mm2; kohókban olvasztják közvetlenül vasércből félkész termék formájában) öntésre vagy újrafeldolgozásra használják.

Az öntöttvas az vasötvözet, amelyben a széntartalom 2,14 és 6,67 között van. Ennek az anyagnak a népszerűsége annak a ténynek köszönhető, hogy olcsó és kiváló öntési tulajdonságokkal rendelkezik. A nyersvas fő felhasználása az acélgyártás nyersanyaga. Ezen túlmenően, ha ötvözőelemeket adunk az öntöttvashoz, jelentősen megváltoztathatjuk annak tulajdonságait, csökkentve ennek az anyagnak a ridegségét, sőt a szénacélokhoz is hasonlóvá tehetik. Az öntöttvas olvasztásának alapanyaga a vas, i.e. vasérc. Nagyon leegyszerűsítve a folyamat valahogy így néz ki: az ércben lévő oxidokból redukált vasat levegőellátással megolvasztják, ami kémiai reakcióba lép a szénnel – öntöttvas képződik.

Az öntöttvas az azon kevés ötvözetek egyike, amely lehetővé teszi a tartalom hőmérsékletének hosszú ideig történő fenntartását. Az öntöttvas teáskannák kényelmesen használhatók teáskannákként. Teát készíthet egy hosszú beszélgetéshez, anélkül, hogy félne attól, hogy beszélgetés közben az elkészített tea kihűl és íztelen lesz. Az ilyen teáskannák anyaga teljesen ártalmatlan az emberre, és régóta használják konyhai eszközök gyártásához. Nem ajánlott egy ilyen vízforralót teavíz melegítésére használni, mivel a belsejét a gyártás során zománc borítja, amely a magas hőmérséklet miatt deformálódhat.

Az öntöttvas felfedezésének és fogyasztásának története

A vasnak már korszakunk előtt is volt ipari felhasználása. Az ókorban plasztikus állapotban kapták kovácsművekben. A salakot kalapácsütésekkel szivacsvasból kipréselve választották el. A vasgyártási technológia fejlődésével fokozatosan nőtt a hőmérséklet, amelyen a folyamatot végrehajtották. A fém és a salak olvadni kezdett; lehetővé vált sokkal teljesebb elkülönítésük.

Ugyanakkor a fémben megnőtt a szén és egyéb szennyeződések tartalma, a fém törékennyé és rugalmatlanná vált. Így jelent meg az öntöttvas. Később megtanulták az öntöttvas feldolgozását; megszületett a vas ércből történő előállításának kétlépcsős módszere. Elvileg a mai napig tart: az acélgyártás modern sémája egy nagyolvasztó eljárásból áll, amelynek során az öntöttvasat ércből nyerik, és az acélgyártásból, ami a fémben lévő szén és egyéb szennyeződések mennyiségének csökkenéséhez vezet. .

Az öntöttvas története, az öntöttvas termékek megmunkálása, a nagyolvasztóban történő olvasztás és maga az öntöttvas megjelenése

A kohászati ​​termelés korszerű magas színvonala elméleti kutatásokon és különböző területeken végzett felfedezéseken, valamint gazdag gyakorlati tapasztalatokon alapul. Ebben a folyamatban jelentős részesedése van az orosz tudósoknak. Például orosz tudósok voltak az elsők, akik széles körben használták nagyolvasztó olvasztására.

Öntöttvasat már korszakunk előtt is kaptak kereskedelmi mennyiségben a vas olvasztásakor a sumérok, kínaiak, rómaiak... Az öntöttvas olcsóbb mellékterméknek számított. De hamarosan találtak rá hasznot. Így jelentek meg az öntöttvas serpenyők, bográcsok. És a hétköznapi évszázadokban az öntöttvas már a fő anyaggá vált a főzőedények gyártásában. A réz üst természetesen gyorsabban melegszik fel, mint az öntöttvas, de a réz többszöröse többe kerül. Ezenkívül a réz könnyen oxidálódik, és oxidjai nagyon károsak az egészségre. Ezért az ilyen edények lelki részét a legvékonyabb réteg borította, amely a használat során gyorsan elhasználódott, és állandó megújulást igényelt. Az edények beszerzéséhez hozzáadták az üzemeltetési költségeket. Az öntöttvas nem kért működési költséget.

Manapság egyre kevesebb fatüzelésű kályha marad, egzotikussá válik egy egész öntöttvas kályha, sokan csak a filmekben vették észre a tapadást. De ma is gyártanak öntöttvas serpenyőket, bográcsokat, bográcsokat, kiskacsa- és libaserpenyőket, különféle sütőformákat. Megszülettek a polgártársaink számára korábban ismeretlen grillserpenyők - négyzet alakú, dombos aljú. Tehát a kulináris divat minden technikai újítása és cikcakkja ellenére az öntöttvas nem kívánja feladni pozícióját.

Ettől az öntöttvas vágástól csak libabőrös vagyok, de egész jól sikerül

A temperöntvényt a fehér öntöttvas hosszú távú izzításával állítják elő, melynek eredményeként pelyhes grafit képződik. Az ilyen öntöttvas fém alapja ferrit és ritkábban perlit. A temperöntvény a megnövekedett képlékenysége és viszkozitása miatt kapta a nevét (annak ellenére, hogy nem esik nyomás alatti kezelésnek). A temperöntvény megnövelte a szakítószilárdságot és az ütésállóságot. Temperöntvényből összetett formájú alkatrészek készülnek: autó hátsó tengely házai, fékbetétek, pólók, szögletek stb.

A Rendőrhíd tervezése nagyon sikeres volt, és „modellként” is jóváhagyták. Nem sokkal később öntöttvas blokkokat készítettek a Moikán átívelő teljes hídsorozathoz. Az Alexandrovsky-gyár más fővárosi hidak építésére irányuló projektekben is részt vett. Így 1814-ben oldaldeszkákat, korlátokat és egyéb részleteket öntöttek a Bloody Bridge-hez, 1816-ban pedig a Moszkvai előőrsön lévő Kissing Bridge-hez.

Az acél kádak élettartama körülbelül 15 év. Ezeknek a fürdőknek a hátránya a vízvételkor, zuhanyozáskor, fürdéskor a térfogat, nem tartják jól a víz hőmérsékletét, vagyis ezekben a fürdőkben a víz gyorsan lehűl. Az akril kádaknak van egy hátránya - a karcolások gyorsan megjelennek, annak ellenére, hogy polírozhatók, de 6-7 év elteltével az akril kád elveszti eredeti megjelenését és kellemetlen tapintásúvá válik.

Az öntöttvas használatának története az ókori Kínában

A több mint 3% széntartalmú vasat öntöttvasnak nevezik. A vashoz képest lényegesen alacsonyabb olvadáspontú, és kiválóan alkalmas. Az ókorban létrehozták az ilyen fémek tömeges gyártását. Viszonylag olcsó volt, így az öntöttvas szerszámok szinte mindenki számára elérhetőek voltak. Szinte minden ókori mezőgazdasági szerszám úgynevezett fehér öntöttvasból készült. Nagy kopásállóság, keménység és ridegség jellemzi. Ez oda vezetett, hogy ha egy kőbe ütközik, a kapa egyszerűen megrepedhet. A régészek sok érmét találtak a Han, Song és Qing dinasztiából. Arra a következtetésre jutottak, hogy a hagyományos gyártási fém, réz hiánya miatt fehér öntöttvas használatára van szükség. Ha ezt az ötvözetet speciális kerámia formákba öntötték és néhány napig lassan hűlni hagyták, akkor egy szürkeöntvénynek nevezett fémet kaptak.

Ekkor még 1%-nál nem nagyobb széntartalmú temperöntvényt is tudtak gyártani. A tudósok azt sugallják, hogy a „fekete” temperöntvényt több napon át 900 fok feletti hőmérsékleten történő izzítással nyerték. Nyílhegyek, kardok, ollók, falapát hegyek és egyéb tárgyak készültek belőle. Ennek a fémnek a mechanikai tulajdonságai lényegesen jobbak voltak, mint a fehér öntöttvas.

Az ókori Kínából származó öntöttvas termékekre számos példa maradt fenn a mai napig. A legszokatlanabb talán a sír, amelyet ie 100 körül véstek a sziklába. A bejárat megbízható lezárása érdekében falait folyamatos öntöttvas réteggel töltötték ki. Ebből a fémből készültek különböző méretű szobrok, harangok is, amelyek csengőhangja az öntöttvasban lévő buborékok számától függött, horgonyok és láncok, ágyúk, konyhai eszközök.

Az öntöttvasat először Kínában találták fel az ie 4. században, és öntőformákba öntötték ekevasak és fazekak, valamint fegyverek és pagodák készítéséhez. Nyugaton, ahol csak a 14. század végén vált elérhetővé, legkorábbi felhasználása az ágyú és a tüzelés volt. Henry elkezdett fegyvert önteni Angliában. Hamarosan a nagyolvasztókat használó angol vasmunkások kifejlesztették az öntöttvas ágyúk gyártásának technikáját, amelyek bár nehezebbek voltak, mint az uralkodó bronzágyúk, sokkal olcsóbbak voltak, és lehetővé tették Anglia számára, hogy jobban felfegyverezze haditengerészetét. A heves vasmunkások az 1760-as évekig folytatták az öntöttvas gyártását, és a helyreállítás után a fegyverek a vasak egyik fő felhasználási területe volt.

Viszonylag alacsony olvadáspontja, jó folyékonysága, öntési képessége, kiváló megmunkálhatósága, alakváltozás- és kopásállósága révén az öntöttvasak széleskörű felhasználási területű mérnöki anyaggá váltak, csövekben, gépekben és alkatrészekben használják.

Az orosz öntöttvas története

A belsőépítészetben és -építésben használt legnépszerűbb fém az acél. Acélgerendák segítségével különösen lakóépületek és különféle termelési vagy igazgatási célú épületek épülnek fel.

Sajnos az öntöttvas, amelyet ma csövek, vízelvezető rácsok és járművek pótalkatrészeinek gyártására használnak, feledésbe merült.

Az orosz öntöttvas gyártás öt évszázada fejlődik. A tizenhetedik század óta az egyik fő uráli mesterség a vasöntés. Az öntöde, amelynek műhelye öntöttvassal foglalkozott, az Urál szimbólumává vált. Az öntöttvasat a tájkertészeti együttesek létrehozásában és az építészetben használták. A kézművesek gyönyörű termékeket készítettek öntöttvasból: kerítéseket, padokat, lámpaoszlopokat, kandallórácsokat és ablakrácsokat, kályhaajtókat, pavilonokat, lépcsőkorlátokat és még sok mást. Nagyon népszerűek voltak az öntöttvas rácsok áttört elemekkel öntött kapukkal, az öntöttvas erkélyek és domborművek pedig kifinomultabbá tették a palotákat, lakóházakat.

Néhány évszázaddal később az öntöttvas, mint a díszítés alapja, felhagyott diadalmenetével, és a huszadik században „durva” fémnek kezdték tekinteni, amelyet csak különféle szerkezetek gyártására találtak. Ugyanakkor széles körben használták az építőiparban, például vasbeton termékek és csővezeték-alkatrészek megerősítő hálóinak gyártására.

Jelenleg ismét öntöttvas használatos. Az erkélyek korlátai és áttört rácsok, szobrok, padok, pavilonok és csavart lámpaoszlopok ismét öntöttvasból készülnek, a Foundry Mechanical Plant LLC ismét teljesíti az építési megrendeléseket. A belső terekben az öntöttvas aktív használata figyelhető meg. Napjainkban ismét népszerűek a kandalló rácsok, díszlámpás konzolok és virágcserepek. Ha az öntöttvasat valami nehéznek és durvanak érzékeljük, néha megdöbbenünk légiességén és könnyedségén, amikor egy öntöttvas kerítés áttört szövését látjuk.

A vasöntöde kezdete

Az öntöttvas története soha nem érdekelte különösebben az embereket, bár jelentőségét nehéz túlbecsülni. Csak egy viszonylag szűk kör tudja, hogy ez a látszólag nem feltűnő anyag milyen szerepet játszott a termelőerők fejlődésében a különböző korszakokban, de mindenki tudja, hogy az öntöttvas és a belőle oxigénátalakítókban előállított acél jelenti a modern mérnöki és technológia alapját. A szerkezeti anyagok között természetesen az első helyen állnak, és a polimer és kerámia anyagok egyre elterjedtebb alkalmazása ellenére sem mondanak le róla sokáig.

A vasalapú ötvözetek száma már ma is meghaladta a 10 ezret.

Az európai nyelveket a vasöntés területén elemezve néha érdekes megfigyelésekre jut. Például a további újraolvasztásra szolgáló tuskót oroszul és ukránul „disznónak”, azaz „disznónak” nevezik. Hasonlóképpen, angolul „Pig Iron”-nak, azaz szó szerint „nyersvasnak” nevezik. Ennek oka az volt, hogy a disznóöntést – a formált öntéssel ellentétben – a diákokra és az utasokra bízták, ezt a fajta öntést tartották a legprimitívebbnek és legrangtalanabbnak. A legtöbb európai nyelvben az öntöttvas kifejezés a vas-szén ötvözetek alapanyagához, a vashoz rendelt gyökfogalomból származik, és jelentése „öntöttvas”.

Tehát angolul a „vas” - „vas” kifejezés megfelel a „Cast Iron” - „öntöttvas” kifejezésnek; németül az „Eisen” - „vas” kifejezés a „Gusseisen” - „öntöttvas” megjelölésnek felel meg; svédül a „jarn” „vasat”, a „gjutjarn” „öntöttvasat” jelent. Ugyanez igaz a török, finn, újgörög és más nyelvekre is. A franciául azonban az öntöttvas „fonte” elnevezése a „fondre” fogalomhoz kapcsolódik - olvad, önt; oroszul az öntöttvasat „öntöttvas” kifejezéssel jelölik, ukránul egyértelműen az orosz „chavun” származéka, amely idegenül hangzik (és valójában azok is), és első pillantásra semmi közük a „vas” kifejezés.

Hogyan történhetett meg, hogy az öntöttvas és egyéb ötvözetek legjellemzőbb különbsége - kizárólag öntött állapotban történő előállítása - nem talált hazai megjelölést, helyette idegen szót kezdtek használni. Honnan jött hozzánk az „öntöttvas” szó, és mit jelent?

Az öntöttvasat, mint öntödei anyagot Kínában találták fel és sajátították el sok évszázaddal az új korszak kezdete előtt, amit a Kr.e. V. században öntött négylövésű öntöttvas ágyú is bizonyít. e. valamint a ma is létező öntöttvas öntvények, melyek közül a legnagyobbnak az „oroszlánnak” számító, körülbelül 6 m magas és 5,4 m hosszúságú, irodalmi adatok szerint az öntöttvas megjelenése Kínában legalább a 6. századra nyúlik vissza. . időszámításunk előtt e. Ezekkel az adatokkal ellentétben B. B. Gulyaev úgy véli, hogy az öntöttvasat csak 600 évvel ezelőtt sajátították el.

A hatalmas Mongol Birodalom, amely Dzsingisz kán és első utódai ragadozó hadjáratai eredményeként alakult ki, nagyban megkönnyítette a kínaiak, a Közel-Kelet lakóinak kulturális vívmányainak megismerését.

A tatárjárás időpontjainak és Kelet-Európa és Európa délkeleti részein való megtelepedésének összehasonlítása (13. század első fele), valamint az első európai cserkészkövetek tatári utazásainak időpontjai - Plano de Carpini (1246), Ascelina (1247), Marco Polo és mások a puskapor (13. század vége) és az öntöttvas (14. század második fele) európaiak általi „feltalálásának” idejével világosan mutatja a ezek a látszólag egymástól eltérő és látszólag teljesen független történelmi tények.

Az ókori Rusznak közvetlen kapcsolata volt az Arany Hordával, amelynek fővárosában sok orosz élt, akiknek ott külön kereskedelmi és kézműves sorai voltak, sőt külön egyházmegye is volt, és a kínaiak és horezm fejlődése szempontjából kedvezőbb feltételek voltak, mint a nyugati országok. a technológia területén elért eredmények. Ezért logikus, hogy az orosz szó - öntöttvas - a tadzsik „chuyan” (tatár „chuen”) szóból származik. Ezt a kifejezést a tádzsikokra és a tatárokra is kívülről hozták, mégpedig a kínaiaktól, akiknél a „chu” („zhu”) kifejezés a „dobni” igének felel meg, a „gong” kifejezés pedig a „ öntöde” (termelés). Két kínai karakter: a bal oldali „zhu” azt jelenti, hogy „önteni”, a jobb oldali „gong” azt jelenti, hogy „csinálni, termelést”.

V. Jakovlev rámutat, hogy egyes nyelveken az öntöttvas kifejezés is a vashoz rendelt kifejezésből származik, de különböző melléknevekkel kombinálva. Így a kínai nyelvben az „öntöttvas” szó szinonimája - (shengte) szó szerint „élő vasként” vagy „nyers”, „ismeretlen”, „szokatlan” vasként fordítható. Ugyanez figyelhető meg japán, dán, hindi és más nyelveken is.

De a nyelvek másik csoportjában az öntöttvas kifejezést nem úgy alakították ki, mint a korábbi esetekben. Ezek a nyelvek közé tartozik az orosz, a tádzsik, a türkmén, a kirgiz, az afgán és valószínűleg még számos más nyelv. Hangzásbeli hasonlóságot tekintve az öntöttvas afgán kifejezés áll a legközelebb az orosz „öntöttvas” szóhoz. Afgánul (öntöttvas) - és öntöttvasat jelent. Az „öntöttvas” türkmén és kirgiz nyelven „choyun”, tádzsik nyelven pedig „chuyan”. Az a benyomásunk, hogy az orosz „öntöttvas” kifejezés közép-ázsiai, nem pedig kínai eredetű. De ez nem jelenti azt, hogy hazánk népei a közép-ázsiai népek közvetítésével ismerkedtek meg az öntöttvassal.

Annak megerősítése, hogy az öntöttvas elnevezést az oroszok a tatároktól és a kínaiaktól kölcsönözték közép-ázsiai kereskedőkön keresztül, abban is látszik, hogy Jurij Telepnyev és Afanasy Fonvizin hivatalnokok 1645-1676-os Tula és Kashira gyárainak összeírási könyveiben szerepel egy az azonosítatlan „öntött” és „öntöttvas” szakkifejezések összekeverése.

Herberstein tanúsága szerint Ruszban már III. Vaszilij alatt öntöttvas ágyúgolyókat öntöttek, Rettegett Iván alatt pedig öntöttvas harangokat és ágyúkat, ami azt jelenti, hogy ekkorra már a vasöntödéknek volt hosszú távú gyakorlatuk. és átment egy fejlődési és letelepedési időszakon.

Az „öntöttvas” szó kínai eredetét L. M. Marienbach professzor is bizonyítja. Úgy véli, hogy az öntöttvas orosz neve a „zhugong” kínai szóból származik (ez „zhutsauogong”), ami oroszul „öntödei munkást” jelent, vagy a kínai „zhugendi” szóból (ez „zhuchandi” kell lennie), ami -oroszul „öntött”.

Mindkét feltételezésben olyan kínai szavakat választottak ki, amelyek hangzásbeli hasonlóságukban közel állnak egymáshoz, és az öntöttvasgyártás területéről származó kifejezéseket jelölték. Ha csak hanghasonlóság alapján választjuk ki a szavakat, akkor a kínaiban a bot vagy a bot szó nem más, mint „zhugun”. Közvetlen hangzásbeli kapcsolat nem található az öntöttvas kínai és orosz kifejezései között. A nagybolgári és Sarai Berke vasöntéssel való közvetlen ismerkedés mellett a moszkvai kormány nyugat-európai szakemberek szolgáltatásait vette igénybe, és V. Knabbe véleményével ellentétben a ruszországi öntöttvas nem a 17. században jelent meg, hanem sokkal korábban. Így a mű leírja, hogy a híres ókori tudós, Arisztotelész munkáiból feltételezhető, hogy 2300 évvel napjaink előtt ismerte az öntöttvasat. Négy évszázaddal később az idősebb Plinius római tudós arról számolt be, hogy néha „a vas megolvadva folyékony lesz, mint a víz, majd szivacsként törik”. Ezek már egyértelmű jelei az öntöttvasnak. (Bár sok forrásban ezeket a jeleket eltérően értelmezték.)

A kiváló orosz öntödei munkás, N. N. Rubcov egyenesen ezt írja: „Bárhogy is legyen, számos öntöttvas öntvényünk van, amelyek az 5-6. századból származnak. időszámításunk előtt e. A múzeumokban számos példa található öntöttvasra, amely több mint ezer évvel a középkor előtti időszakra nyúlik vissza, amelyet az öntöttvas felfedezésének idejére tartanak.

Az öntöttvas öntés elterjedt volt Kr. e. e. Kínában, melynek megcáfolhatatlan bizonyítékai a mai napig létező öntöttvas öntvények. Közülük a legnagyobb egy körülbelül 6 m magas és több mint 5 m hosszú öntöttvas oroszlán, amely a Tien-jin-Pukou vasút közelében áll Chien-zhou közelében, és valószínűleg a legnagyobb az öntöttvas szobrok közül, az öntvény a 974-ben kelt. e. Ugyanerről az emlékműről A. M. Petricsenko és E. A. Szuhodolszkaja azt írják, hogy ők maguk is részletesen megvizsgálták ezt az egyedülálló öntvényt, és meg voltak győződve arról, hogy az Oroszlán cár formáját egy menetben öntötték ki (vagy rövid szünetekkel, amelyek során az öntöttvas a formában nem volt ideje megkeményedni).

Irodalmi adatok szerint az öntöttvas megjelenése Kínában legalább a 6. századra nyúlik vissza. időszámításunk előtt e. Érdekesség, hogy a szkíták, akik hazánk területét a Kr. e. 8. századtól lakták. e a Kr.u. 2. század végéig. e. Nem volt öntöttvas. A szkíták nem mentek tovább és dobtak.

A Modern Casting amerikai magazin szerint Kr.e. 600. e. Kínában öntötték az első öntöttvas öntvényt - egy állványt (600 súlyú), és ie 233-ban. e. Ott öntötték az első öntöttvas rudakat.

Ismeretes, hogy Fergana lakói a 2. században. időszámításunk előtt e. a kínai csapatok szökevényeitől tanulta meg a vasöntvényt. Kr.e. 115-ben. e. A kínai kormány monopolizálta az egész vasipart; számos jel utal arra, hogy a vas egyik fő felhasználási területe a tengervízből só elpárologtatására szolgáló kádak gyártása volt, és amennyire évszázadokra visszatekinthetünk, ezek a kádak mindig öntvényből készültek. Vas.

Az ókori világban ismert országok közül csak Kínában redukálták a vasat az ércből szénnel, az összes többiben pedig szénnel.

A felhasznált érc 0,5-1% P-t tartalmazott, így az ebből az ércből nyert nyersvas nem tartalmazhat 1% P-nál többet. Az öntvények 5-7% P-t tartalmaztak, és további mennyiséget szénből nyertek. Így a kínaiak megtanultak egy foszfid eutektikumhoz közeli ötvözetet előállítani, vagyis olyan fémet, amelynek olvadáspontja körülbelül 100°-kal alacsonyabb, mint a bronzé. Ez magyarázza az öntöttvas öntvények viszonylag széles elterjedését Kínában a régmúlt időkben, és azt az első pillantásra meglepő tényt, hogy sem Fergana, sem a Batu által meghódított Oroszország, amelynek lehetősége volt megismerni a kínai tapasztalatokat, nem tudta ezt kifejleszteni. termelést otthon, mert nem volt megfelelő. Ezért a vasöntödei gyártás fejlődése a középkorban újra megindult, amikor 1) az erősebb fúvóberendezések feltalálása lehetővé tette a magasabb vasgyártási kemencékbe való áttérést, amelyekben a redukált vas karburizálása révén öntöttvasat kaptak. , eleinte váratlanul az akkori kohászok számára; 2) amikor az öntöttvas ágyúgolyók, majd az öntöttvas ágyúk iránti kereslet stabil keresletet és ezáltal szilárd gazdasági alapot teremtett a fiatal termelés számára.

Érdekes adatokkal szolgál A. M. Petricsenko, a művészi és érmeöntés nagy szakértője, aki azt írja, hogy a szabály alól kivételt kell képezni az öntöttvas érmék öntése és a kínai pénzforgalomban való részvétele, amelyeket széles körben használtak az Öt Királyság (i.sz. 907-960) és különösen a Song-korszakban (i.sz. 960-1279). Egyes vidékeken a réz megtakarítása érdekében csak öntöttvas érmék voltak forgalomban, de ezek külföldre történő kivitelét is betiltották.

A külföldi és a hazai szakirodalomban az az elterjedt vélemény, hogy a vasöntvény Kínában való megjelenésének oka a magas foszfortartalmú ércek jelenléte, valamint az ókori kínai öntödék speciális foszfor-adalékanyagainak alkalmazása.

Már egy rövid kirándulás a kínai kohászat történetébe elég ahhoz, hogy meggyőzzön bennünket arról, hogy nem ez az egyetlen és nem is a fő oka az öntöttvas korai megjelenésének Kínában. A fő oka annak, hogy a kínaiak voltak az elsők a világon, és több mint 1500 évvel korábban, mint az európaiak, hogy megtanulják az ércbányászatot, a vas olvasztását és a vasöntvények készítését, a kínaiak figyelemre méltó sikere a bronzkohászat és az építőipar területén. kemencék a vas megjelenése idején.

Egyes kutatók az első öntvényeket a „hadakozó államok” időszakának tulajdonítják, mások joggal feltételezik, hogy a kínaiak már a „tavasz és ősz” korszakában (Kr. e. 722-481) tudták az öntöttvas öntvények készítését. Valójában Kína megkezdte vaskorszakát, amint azt Li Heng-de is tanúsítja, nem nyersvas bányászatával és abból származó termékek kovácsolásával, hanem öntöttvas olvasztásával és vasöntvények készítésével. Ez a kínai öntödei termelés eredeti fejlődésének egyik jellemzője. Ha még mindig nincs meggyőző bizonyíték a kovácsoltvas termékek használatáról a „tavaszi és őszi” korszakban, akkor sok teljesen megbízható adat áll rendelkezésre az öntöttvas öntvények előállításáról ebben az időszakban.

Kínában már 513-ban (Kr. e.) készítettek egy nagy öntöttvas rituális edényt, amelyre az egyik akkori boltozatot (egyfajta bűnboltozatot) öntötték. De az első öntöttvas öntvények elsősorban mezőgazdasági célokra szolgáló eszközök és szerszámok voltak. Kína ősi krónikái megdönthetetlen bizonyítékot szolgáltatnak a vas (öntöttvas) mezőgazdasági eszközök használatára a 7. században. időszámításunk előtt e., ami a szántóföldi hozamok meredek növekedéséhez vezetett.

A. M. Petrichenko egyenesen rámutat arra, hogy a kínaiak több mint 1500 évvel korábban, mint az európaiak megtanulták az öntöttvas olvasztását és összetett öntöttvas öntvények készítését. A „hadakozó államok” (Kr. e. 403-221) időszakára, vagyis az öntöttvas présöntés Kínában való megjelenésére a kínai öntödei munkások tökéletesítették az öntöttvas olvasztásának technikáját. Ekkorra már magas szintet értek el az öntödei formák gyártásában. Sőt, az öntött pénz és egyéb öntvények előállításához az akkori öntödei munkások főként félig állandó tűzoltó agyagformákat használtak. Az ilyen formák felét fém (bronz) modellekkel vagy formákkal készítették el.

Természetesen a vaspénz öntése nagyon progresszív folyamat volt, több okból is.

Negyedszer: nem valószínű, hogy az öntöttvasat otthon ércből olvasztja a kohászat mesterségét nem ismerő személy, aki nem rendelkezik előkészített ércekkel, folyasztószerekkel és redukálószerekkel, amelyek receptjét szinte mindig titokban tartották és továbbadták. tovább apáról fiúra.

Kína az öntödei termelés legősibb irodalom országa. Úgy tűnik, az első öntési technológiáról szóló könyv a Kínában széles körben ismert „Kao Gong Di” volt, amelyet több mint 2000 évvel ezelőtt írtak. Ez a könyv nemcsak az öntvények előállításának módszereit vázolja fel, hanem a különféle termékek (kardok, harangok, háztartási eszközök stb.) ötvözeteinek, összetételének és olvasztási módszereinek részletes leírását is. A különféle öntési módszerekről későbbi forrásokban is találunk hasonló információkat.

Több mint négyszáz éve jelent meg először Song Ying-hsing „Eredeti találmányok” című könyve, amely rövid leírást ad számos, az ókorból fennmaradt legjellegzetesebb öntési eljárásról. Ez a könyv jól illusztrált; sokszor újranyomták.

Érdekes megjegyezni, hogy hazánkban, az Odessza régió területén, a falu közelében. Nikolaevka, Belyaevsky kerületben, 1964-ben A. I. Melyukova három öntöttvas kazán töredéket talált, amelyek a legősibb öntöttvas termékek nemcsak a volt Szovjetunió egész európai részén. A töredékek egy görög-barbár típusú településen kerültek elő háborítatlan rétegekben, különböző helyeken és jelentős mélységben - 0,7-1 m. Ez a réteg nagyszámú ókori korszak terméket tartalmazott, megbízhatóan a 4-3. században. időszámításunk előtt e. A töredékek, mint minden deformált öntöttvas, szabálytalan alakúak voltak, méretei 94x140-110x160 és 95x130 mm, falvastagsága 3-7 mm. A rézkarc minden metszetben feltárta a hipereutektikus fehér öntöttvas öntvényszerkezetét ledeburit, primer cementit és kis mennyiségű grafit szerkezetével. A szerzők az öntöttvas lehűlésének okát az alacsony szilíciumtartalommal magyarázzák, a mangán szinte teljes hiánya pedig arra utal, hogy az öntöttvas folyasztószer használata nélkül került megolvasztásra.

A kémiai és spektrális elemzések bebizonyították, hogy a töredékek ugyanahhoz a kazánhoz tartoztak, és ércből készültek, amely nyilvánvalóan egyfajta barna vasérc, amelyet az ókori kohászok gyakran használtak vas előállítására.

Megjegyzendő, hogy az öntöde önálló iparágként csak a 19. század végén - a 20. század elején vált le a kohászati ​​termeléstől a fém olvasztására alkalmas kisméretű kemencék (kupola kemencék) megjelenésével, amelyek elegendő túlmelegedést és olvadékot biztosítanak. megfelelő folyékonyságú és egyéb öntési tulajdonságokkal rendelkező öntöttvas. Ekkor történt, hogy az öntöttvas öntésekor már csak az első olvadék fémét használták fel, és maga az öntöttvas vált elterjedt szerkezeti anyaggá. Ennek alapjait azonban Kína, Üzbegisztán és a Volga Bulgária ősi mesterei tették le.

Az öntöttvas öntés elterjedt volt Kr. e. e. Kínában, melynek megcáfolhatatlan bizonyítékai a mai napig létező öntöttvas öntvények és öntöttvas formák. Szkíta törzsek, amelyek hazánk területét a Kr. e. 8. századtól lakták. e. a Kr.u. 2. század végéig. e., nem ismerték a vasöntést. Kína ősi krónikái megdönthetetlen bizonyítékot szolgáltatnak a vas (öntöttvas) mezőgazdasági eszközök használatára a 7. században. időszámításunk előtt e. Valójában Kína nem a nyersvas bányászatával és abból származó termékek kovácsolásával kezdte vaskorszakát, hanem öntöttvas olvasztásával és vasöntvények készítésével. Ez a kínai öntödei termelés eredeti fejlődésének egyik jellemzője. A fő oka annak, hogy a kínaiak voltak az elsők a világon, és több mint 1500 évvel korábban, mint az európaiak, hogy megtanulják az ércbányászatot, a vas olvasztását és a vasöntvények készítését, a kínaiak figyelemre méltó sikere a bronzkohászat és az építőipar területén. kemencék a vas megjelenése idején.

Vasgyártás

Az öntöttvas vas és szén ötvözete, amely több mint 2% C-t tartalmaz. A meddőkőzettől megszabadított érc fém kémiai vegyülete más elemekkel. Ahhoz, hogy az ércből fémet nyerjünk, bizonyos kémiai reakciókat kell végrehajtani. Ugyanakkor a fémhez kapcsolódó elemeket olyan anyagok befolyásolják, amelyek kisebb affinitást mutatnak vele, mint más elemekkel. Mivel a vasércekben a vasat általában oxigénnel kombinálják, redukciós eljárásokat kell végrehajtani ennek a fémnek a előállításához. A vasat tiszta formájában nagyon kis mennyiségben használják fel a technológiában. Alapvetően csak a gépészetben van szükség vas- és szénötvözetekre. Az egyik ilyen ötvözet az öntöttvas.

A nyersvasat vasércből olvasztják kohókban. Ezek a kemencék tornyok (aknakemencék) alakúak. A nagyolvasztó belső részei tűzálló tűzálló agyagtéglával vannak bélelve A töltet, i.e. Az ércet, a tüzelőanyagot és a folyasztószert a garatból az 1 emelő segítségével a 2 felső töltőberendezésébe táplálják, ahonnan a kemence belső üregébe jutnak. A kemencében van egy 4 tengely, egy 5 gőzkamra, 8 vállak, egy 9 kandalló, amelyek alját karimának nevezzük. Az olvadt öntöttvasat egy lyukon keresztül állítják elő - egy öntöttvas csapnyíláson keresztül, amely fölött van egy salakcsap nyílás, amelyen keresztül a folyékony salak szabadul fel. Az öntöttvas előállításához szükséges levegőt nyomás alatt, fűtött állapotban (1200 °C-ig) fújják a 7 fúvókákba (12-18 db), egy gyűrű alakú 6 csövön keresztül, amely a fúvókáknál a légnyomás felett helyezkedik el 350 °C-ig. kn/m2 (3, 5 kg/cm2). A nagyolvasztó ("felső") gázt a 3 csöveken keresztül tisztítóberendezésekbe vezetik, mivel ezt követően tüzelőanyagként használják fel a nagyolvasztó gyártási és egyéb célokra.

Az öntöttvas szerkezeti anyagként széles körben elterjedt a gépiparban, a kohászatban és más iparágakban, mivel számos előnnyel rendelkezik számos anyaggal szemben, amelyek közül a legfontosabb az alacsony költség és a jó öntési tulajdonságok. Az ebből készült termékek kellően nagy szilárdsággal és kopásállósággal rendelkeznek, ha súrlódás alatt működnek, és kevésbé érzékenyek a feszültségkoncentrátorokra, mint az acél.

A fehér öntöttvasban az összes szén a vas-karbid Fe3C-cementithez kötődik. A szürkeöntvényben a szén jelentős része szerkezetileg szabad állapotban van grafit formájában. Míg a szürkeöntvény kiválóan alkalmas megmunkálásra, a fehér öntöttvas nagyon nagy keménységű, és nem lehet forgácsolószerszámmal megmunkálni. Ezért a fehér öntöttvasak rendkívül ritkán használatosak termékek gyártásához, főként köztes termékként használják temperöntvények előállítására. A fehér vagy szürke öntöttvas gyártása az összetételtől és a hűtési sebességtől függ.

Az öntöttvas gyártása során a következő tüzelőanyagot használják:

Termoantracit;

Földgáz

Az öntöttvas olvasztása nagyolvasztó kemencékben történik, amelyek függőleges fémaknák, amelyek belsejében magas timföldtartalmú tűzálló téglák vannak bélelve. A folyékony öntöttvas üstökbe kerül, ahonnan formákba vagy keverőkbe (keverőedényekbe, ahol az ötvözetet egy ideig folyékony állapotban tárolják) öntik. A kemencékben előállított öntöttvas öntödére és átalakításra oszlik. Az öntödei öntöttvasak vasöntvények, míg a nyersvasak acélgyártáshoz használatosak. A termékek öntéséhez az öntöttvasat kupolakemencékben, lángos és elektromos kemencékben olvasztják. Az 1380-1420°C hőmérsékleten megolvadt folyékony öntöttvas egy csapnyíláson keresztül tűzálló bélésű öntőüstökbe kerül, amelyek segítségével öntöttvasat öntőanyagból készült öntőformákba öntöttek kötéssel.

Az elmúlt években a vasöntéshez progresszív módszereket alkalmaztak: nyomás alatt, centrifugálással héjformákba. A formába öntött öntöttvas addig marad benne, amíg teljesen szilárd halmazállapotúvá nem válik, először kitágul, majd 1%-kal zsugorodik. A présöntést speciális berendezésekben végzik, amelyek olvadt fém kazánból, osztott formákból, nyomószerkezetből és a formák nyitásából állnak. A centrifugális öntés a forgó formába öntött fémre ható centrifugális erők elvén alapul. Ily módon különféle termékek önthetők - csövek, gyűrűk, perselyek, tömör és bimetál.

Hazai tudósok és gyakorlati szakemberek kifejlesztettek egy módszert vékony öntöttvas lemezek ingot nélküli hengerelésére. A kupolókemencékben megolvasztott öntöttvasat szalaggá hengereljük a hengerek között, majd 2-3 órán át 980-1050 °C-on hőkezeljük. Ilyen körülmények között az öntöttvas lemez némi plaszticitást nyer, ami lehetővé teszi a lyukak kiürülését. bele kell ütni, ollóval vágni, hajlítani stb.

A vasércből vasfémek előállítása összetett folyamat, amely nagyjából két szakaszra osztható. Az első szakaszban nyersvasat nyernek, a másodikban pedig acéllá dolgozzák fel. Tekintettel arra, hogy a kohászati ​​folyamatok alapjait már középiskolából ismerik a hallgatók, az alábbiakban csak a vas- és acéltechnológia alapelveit vesszük figyelembe. Az öntöttvas vas ötvözete 2...6,67% széntartalommal, ezen kívül az ötvözet tartalmazhat szilíciumot, mangánt, ként, foszfort stb. Az öntöttvas előállításához kiindulási anyagok a vasércek, az üzemanyag és a folyasztószer.

Barna vasérc

Spar ReSOz 30...70% vasat tartalmazó vasércek és különböző természetes kémiai vegyületek SiO2, Al2Oz stb. hulladékkőzetei, valamint káros szennyeződések (kén, foszfor).

Az üzemanyag koksz, a kokszszén száraz desztillációjának terméke (levegő hozzáférése nélkül). Folyasztószereket (folyasztószereket) - mészköveket, dolomitokat, kvarcot, homokköveket - a meddőkő olvadáspontjának csökkentésére, valamint annak és tüzelőanyag-hamu salakká alakítására használják. Az öntöttvas ércekből történő előállításának fő módja jelenleg a nagyolvasztó eljárás, amelynek során a vasat ércekből (oxidokból) magas hőmérsékleten redukálják, majd elválasztják az érctől.

A nyersvas olvasztása legfeljebb 5000 m3 térfogatú nagyolvasztókban történik, amelyekbe váltakozó rétegekben ércet, kokszot és folyasztószert töltenek be, amelyek saját tömegének hatására ereszkednek le a kemencében. A kemence alsó részében - a kandallóban, a lyukakon - a fúvókákon keresztül nyomás alatt melegített levegőt szállítanak, amely szükséges a tüzelőanyag égésének fenntartásához. A kandalló felső részében égő koksz CO2, C+O2 = CO2 keletkezik, amely felemelkedik a kemencében, és útközben forró koksztal találkozva szén-monoxiddá alakul: CO2-f-:-f-C=2CO. A szén-monoxid a vas-oxidokat a következő sorrendben redukálja tiszta vasrá: Fe2O3, F3O4, FeO, HFe. Ez a folyamat a következő reakciókkal ábrázolható: 3F9Q3 + CO = 2F3O4 + CO2; 2Fe3O4+2CO=6FeO+2CO; 6FeO+6CO = 6Fe+6CO2. A kemence alján a redukált vas egy része szénnel egyesül, és vas-karbidot, Fe3C-t képez (a vas karburálása). Ezután a karburált fém megolvad, ami a nagyolvasztó kandallójába folyik, miközben a vas szénnel való telítése folytatódik. Az olvadás eredményeként nem csak a vas áll helyre, hanem az ércben található egyéb elemek, Si, Mn, P is, amelyek, valamint a kén egy része FeS formájában öntöttvasba megy át. Az olvadt salak is befolyik a kemencébe, és az öntöttvas felett lebeg, mivel sűrűsége kisebb, mint az öntöttvasé.

Az olvadt öntöttvas és salak időszakosan speciális lyukakon keresztül szabadul fel - öntöttvas és salak lyukak, először a salak, majd az öntöttvas. A nagyolvasztógyártás fejlesztésének progresszív folyamatai közé tartozik a töltet előkészítésének javítása aprítással, alapos mosással, válogatással és a vasércek dúsításával, amelyet például mágneses elválasztással hajtanak végre. Széles körben fejlesztik a szinterezést finom érc szinterezésével nagyobb darabokra. A nagyolvasztók 5 ezer m3-t értek el, ami a hasznos térfogat kihasználtságának javulását és az 1 tonna nyersvasra vetített tüzelőanyag-fogyasztás csökkenését biztosította.

Az IISI szerint a világ nyersvas termelése 2002-ben a világ 42 vezető országában mintegy 600 millió tonnát tett ki. 2001-hez képest a nyersvas termelés 5,5%-kal nőtt.