Ketaus terminas, ketaus gamyba ir naudojimas, ketaus savybės. Ketus - savybės, klasifikacija, rūšys Ką reiškia ketus?

Nuo plieno jis skiriasi savo sudėtimi didesniu anglies kiekiu, technologinėmis savybėmis - geresnėmis liejimo savybėmis, mažu gebėjimu plastiškai deformuotis (įprastomis sąlygomis negali būti kaldinamas). Ketaus pigiau nei plienas.

Ketaus yra klasifikuojami pagal šiuos rodiklius:

• anglies būsena:

- baltas ketus- visa anglis yra surišta karbido pavidalu;

- pilkas ketus- anglis iš esmės arba visiškai yra laisvos sluoksninio arba pluoštinio (sūkurinio) grafito pavidalu;

- kaliojo ketaus- anglis iš esmės arba visiškai yra laisvos sferinio grafito pavidalo;

- kaliojo ketaus- gaunamas atkaitinant baltojo ketaus liejinius. Visa anglis arba didelė jos dalis yra laisvos grafito (atkaitintos anglies) pavidalo;

• struktūra:

- feritinis;

- feritas-perlitas;

- perlitinis;

• cheminė sudėtis:

- nelegiruotas;

- lydinio- specialus tikslas.

Taigi ketus (išskyrus baltą) nuo plieno skiriasi tuo, kad konstrukcijoje yra grafito intarpų (1 pav.), o ketus vienas nuo kito skiriasi šių intarpų forma.

Ryžiai. 1. Ketaus klasifikacija pagal metalinio pagrindo struktūrą ir grafito intarpų formą: A - feritas; b - feritas ir perlitas; V- perlitas; / - lamelinis; 2- sukasi; 3 - dribsniai; 4- sferinės.

Ketaus mechaninės savybės priklauso nuo struktūros ir daugiausia nuo grafito inkliuzų formos, kiekio, dydžio ir pasiskirstymo pobūdžio. Grafito inkliuzai lemia ketaus technologines ir eksploatacines savybes. Grafito inkliuzų buvimas palengvina ketaus dalių apdirbimą pjaustant dėl ​​trapių drožlių. Grafitas padidina atsparumą dilimui ir suteikia ketui geras antifrikcines savybes dėl savo paties „tepimo“. Ketaus yra mažai jautrus įvairiems paviršiaus defektams, įpjovimams, grioveliams ir pan., nes patys grafito intarpai yra įtempių koncentratoriai, o įdėjus dar kelis, bendram medžiagos stiprumui didelės įtakos neturi. Skirtingai nei metalinis pagrindas, grafitas blogai praleidžia elastines vibracijas, todėl ketus turi didelę slopinimo galią, leidžiančią slopinti vibraciją ir rezonansinius virpesius.

Ketaus kietumas mažai priklauso nuo grafito inkliuzų formos ir jį lemia metalinio pagrindo struktūra. Feritinio ketaus kietumas ~150 HB, o ferito-perlito – ~200 HB; perlitas ~250 HB.

Ketaus priemaišos

Įprastas pramoninis ketus turi tą patį priemaišų , kaip anglinis plienas, t.y. manganas, silicis, siera ir fosforas, bet didesniais kiekiais. Šios priemaišos labai paveikia grafitizacijos sąlygas, taigi ir ketaus struktūrą bei savybes.

Silicis ypač stipriai veikia ketaus struktūrą, stiprina grafitizaciją. Silicio kiekis ketuje labai įvairus: nuo 0,3-0,5 iki 3-5%. Keičiant silicio kiekį, galima gauti visiškai skirtingų savybių ir sandaros ketaus – nuo ​​mažai silicio balto iki didelio silicio feritinio (pilkos su lameliniu arba didelio stiprumo su mazginiu grafitu).

Manganas skirtingai nei silicis, jis apsaugo nuo grafitizacijos arba, kaip sakoma, skatina ketaus balinimą.

Siera taip pat prisideda prie ketaus balinimo, bet tuo pačiu pablogina jo liejimo savybes (ypač sumažina sklandumą). Todėl sieros kiekis ketuje yra ribotas: viršutinė riba mažiems liejiniams yra 0,08 %; didesniems (kai galima toleruoti šiek tiek blogesnį sklandumą) - iki 0,1-0,12% S.

Fosforas grafitizacijos procesui praktiškai neturi įtakos. Tačiau fosforas yra naudingas ketaus priedas, nes pagerina sklandumą.

Baltas ketus

Ketaus gavo šį pavadinimą dėl lūžio tipo, kuris turi matinę baltą spalvą. Visa anglis šiame ketuje yra surišta cementito pavidalu. Baltasis ketus, priklausomai nuo anglies kiekio, gali būti hipoeutektinis (perlitas + ledeburitas), eutektinis (ledeburitas) ir hipereutektinis (pirminis cementitas + ledeburitas). Šie ketaus gaminiai išsiskiria dideliu kietumu (450-550 HB), nes juose yra daug cementito. Todėl jie yra labai trapūs ir nenaudojami mašinų dalims gaminti. Baltojo ketaus liejiniai naudojami vėlesnei kaliojo ketaus gamybai naudojant grafitizuojantį atkaitinimą. Vėliau jis naudojamas gaminant padidinto atsparumo nuovargiui dalis: alkūninius ir skirstomuosius velenus, vožtuvų lizdus, ​​alyvos siurblio pavaras, diskinių stabdžių apkabas ir kt.

Balintas ketus turi balto ketaus struktūros paviršinius sluoksnius (12-30 mm), o šerdį – pilkojo ketaus sandarą. Didelis tokio liejinio paviršiaus kietumas padidina jo atsparumą dilimui. Todėl balintas ketus naudojamas lakštinio frezavimo ritinėlių, ratų, stabdžių trinkelių ir daugelio kitų dalių, veikiančių padidėjusio susidėvėjimo sąlygomis, gamybai.

Pilkasis ketus

Ketaus pavadinimą gavo dėl lūžio tipo, kuris yra pilkos spalvos. Pilko ketaus struktūroje yra grafito. Ketaus struktūra susideda iš metalinio pagrindo ir grafito (plokščių pavidalo), o jo savybės priklauso nuo šių dviejų komponentų.

Palyginti su popieriumi, grafitas pasižymi žemomis mechaninėmis savybėmis, todėl, apytiksliai, galime daryti prielaidą, kad jo užimamos vietos yra tuštumos ir įtrūkimai. Didėjant tuštumų skaičiui, ketaus mechaninės savybės smarkiai pablogėja. Esant tempimo įtempiams, grafito intarpų galuose lengvai susidaro lūžių centrai. Ketaus daug geriau elgiasi suspaudžiamas ir lenkiamas.

Pilkasis ketus yra sudėtingos sudėties lydiniai, kuriuose yra geležies, anglies, silicio, mangano ir priemaišų, tokių kaip siera ir fosforas. Pastarasis dalinai ištirpsta ferite (~0,3%) ir, be to, patenka į trinarės eutektikas (Fe-C-P), kurios lydymosi temperatūra 950 °C. Tai žymiai pagerina ketaus liejimo savybes.

Siera yra kenksminga priemaiša, mažinanti ketaus mechanines ir liejimo savybes bei didinanti polinkį juose susidaryti įtrūkimams.

Silicis yra įtrauktas į pilkojo ketaus (1-3%) sudėtį kaip pagrindinis cheminis elementas ir padidina grafito išsiskyrimą kietėjimo ir išsiskyrusio cementito irimo metu.

Manganas (0,2-1,1%) teigiamai veikia ketaus mechanines savybes, tačiau apsunkina grafitinimo procesą arba skatina jo balinimą. Taigi galime teigti, kad grafitizacijos laipsnis tiesiogiai priklauso nuo anglies (2,2-3,7%) ir silicio (1-3%) kiekio ketuje.

Mažais kiekiais chromas, nikelis ir varis iš rūdos gali patekti į pilkąjį ketų, o tai taip pat turi įtakos grafitizacijos sąlygoms. Grafito inkliuzų skaičius ir pagrindo struktūra turi įtakos pilkojo ketaus savybėms.

Pagal metalinio pagrindo struktūrą pilkasis ketus skirstomas į tris grupes:

1) pilkas perlitas perlitas + grafitas struktūra (surištos anglies kiekis ~0,8%).

2) pilkasis feritas-perlitas, kurio struktūra feritas + perlitas + grafitas (surištos anglies kiekis mažesnis nei 0,8);

3) pilkasis feritas su ferito + grafito struktūra (visa anglis grafito pavidalu).

Pilkojo ketaus mechaninės savybės priklauso nuo metalinio pagrindo savybių ir nuo jo kiekio, grafito intarpų (tuštumų) formos ir dydžio.

Žymėjimaspilkas ketus

Pagal GOST 1412-85, ketaus žymėjimas apima raidžių ir skaičių derinį, pavyzdžiui, SCH15. SCH reiškia pilką ketų, skaičiai rodo tempimo stiprio reikšmę. Standartas numato šias ketaus rūšis: SCh10; SCH15; SCh18; SCh20; SCh21; SCH24; SCH25; SCH30; SCh35; SCh40; SCH45.

Kai kurių pilkojo ketaus rodiklių reikšmės pateiktos lentelėje. 1.

1 lentelė. Kai kurių pilkojo ketaus mechaninės savybės

Grafito buvimas prisideda prie drožlių šlifavimo pjovimo metu ir turi tepimo efektą, kuris padidina ketaus atsparumą dilimui.

Feritinio pilkojo ketaus markės SCh10 ir SCh15 naudojamos lengvai ir vidutiniškai apkrautoms detalėms: dangčiams, flanšams, smagračiams, apkaboms, stabdžių būgnams, sankabos pavaros diskams ir kt.

Feritinio-perlito pilkasis ketaus markės SCh20 ir SCh25 naudojamos detalėms, veikiančioms esant padidintoms statinėms ir dinaminėms apkrovoms: variklio cilindrų blokams, cilindrų stūmokliams, sankabos būgnams, mašinų gultams ir kt.

Perlitinis ketus naudojamas galingų staklių ir mechanizmų rėmams lieti. Dažnai naudojamas perlito pilkasis modifikuotas ketus. Tokie ketūs gaunami į skystą ketų prieš liejimą pridedant specialių priedų - ferosilicio (0,3-0,6% įkrovos masės) arba silicio-kalcio (0,3-0,5% įkrovos masės). Prie tokių ketų priskiriami SCh40 ir SCh45 markių ketaus, kurie pasižymi aukštesnėmis mechaninėmis savybėmis dėl patobulintos grafito inkliuzų formos. Šie ketaus gaminiai naudojami siurblių korpusams, kompresoriams ir hidraulinėms pavaroms gaminti.

Dalims, veikiančioms aukštesnėje temperatūroje, naudojamas legiruotas pilkasis ketus, kuriame papildomai yra chromo, nikelio, molibdeno ir aliuminio.

Kalusis ketus

Kalusis ketus vadinamas kaliuoju, nes gali būti apdorojamas slėgiu, nors ketus nėra kaltas, o ketaus detalės gaminamos tik liejant dėl ​​to, kad kaliojo ketaus plastiškumas yra didesnis lyginant su pilkuoju ketu.

Kalusis ketus gaminamas grafitinant atkaitinant balto hipoeutektinio ketaus liejinius. Kaliajame ketuje neturėtų būti daug mangano, nes atkaitinimo metu jis trukdo grafitizacijos procesui, taip pat daug anglies ir silicio, todėl sunku gauti liejinius iš baltojo ketaus, nes kristalizacijos metu grafitas pradeda kauptis nuosėdos plokštelių pavidalu. Todėl baltojo ketaus, atkaitinto į kaliąjį ketų, cheminės sudėties apribojimai: 2,5-3,0 % C; 0,7-1,5% Si; 0,3-1,0% Mn; mažiau nei 0,12 % S; mažiau nei 0,18% R.

Liejimo sekcijos storis neturi viršyti 40–50 mm, nes esant didesniam storiui, šerdyje susidaro lamelinis grafitas, todėl ketus netinka atkaitinimui.

Atkaitinimas atliekamas dviem etapais. Pirmajame etape baltojo ketaus liejiniai lėtai kaitinami iki 930–1050 ° C temperatūros ir palaikomi 15 valandų šioje temperatūroje. Tokiu atveju cementitas, įtrauktas į aukštos temperatūros ledeburitą, suyra, o iš išsiskyrusios anglies susidaro dribsnių pavidalo grafitas.

Antrame etape liejiniai atšaldomi iki 700-760 °C temperatūros, atitinkančios eutektoido virsmą, ir palaikoma tokioje temperatūroje iki 30 valandų arba labai lėtai atšaldoma. Šiuo atveju į perlitą įtrauktas cementitas suyra. Pasibaigus antrajam etapui, ketaus struktūra susideda iš ferito ir dribsnių grafito. Šis ketaus tipas vadinamas feritiniu kaliuoju ketaus.

Jei eutektoidinę transformaciją atitinkančioje temperatūrų srityje aušinimas nebuvo pakankamai lėtas arba ekspozicija antroje grafitizacijos stadijoje buvo nepakankama, tai perlite esantis cementitas visiškai nesuskils. Šiuo atveju ketaus struktūrą sudarys feritas, perlitas ir dribsnių grafitas. Šis ketaus tipas vadinamas ferito-perlito kaliuoju ketaus.

Jei aušinimas temperatūrų diapazone buvo pagreitintas, cementito, esančio perlite, skilimas neįvyks. Šiuo atveju ketaus struktūrą sudarys perlitas ir dribsnių grafitas. Šis ketaus tipas vadinamas perlitiniu kaliuoju ketaus.

Žymėjimas. Kalusis ketus pagal GOST 1215-79 pažymėtas raidėmis „KCH“ ir dviem skaičiais: pirmasis nurodo tempimo stiprumą; antrasis – santykinis pailgėjimas (%).

Kai kurių kaliojo ketaus mechaninių savybių vertės pateiktos lentelėje. 2.

2 lentelė. Kai kurių kaliojo ketaus mechaninės savybės

Kaliojo ketaus

Didelio stiprumo ketus vadinamas ketaus su sferiniu grafitu, gautu liejinio kristalizacijos procese. Šios formos grafito intarpai turi mažesnį paviršių, palyginti su plokšteliniais ir dribsniais, kurių tūris yra toks pat, ir sumažina įtempių koncentraciją.

Sferinė grafito forma gaunama į skystą ketų įdedant magnio arba magnio su nikeliu arba ferosilicio.

Veikiamas modifikatorių, kristalizacijos metu grafitas įgauna sferinę formą. Ketaus su sferiniu grafitu pasižymi aukštesnėmis mechaninėmis savybėmis, lyginant su kitais ketaus. Didelio stiprumo ketus savo savybėmis yra panašus į lietinį anglinį plieną, tačiau pasižymi geresnėmis liejimo savybėmis, lengvai pjaustomas ir išlaiko didelį atsparumą dilimui. Siekiant padidinti lankstumą ir kietumą, liejiniai, pagaminti iš didelio stiprumo ketaus, yra termiškai apdorojami: atkaitinami, normalizuojami, įpurškiami ir grūdinami. Tuo pačiu metu, kai padidėja plastiškumas, terminis apdorojimas sumažina liekamuosius įtempius liejiniuose, o tai padidina jų našumą.

Žymėjimas. Didelio stiprumo ketus pagal GOST 7293-85 žymimas panašiai kaip kaliojo ketaus: raidėmis „HF“ ir skaičiais: pirmasis nurodo tempimo stiprio vertę, antrasis - santykinį pailgėjimą (%).

Standartas numato šias ketaus rūšis: VCh35-22; VCh40-15; HF45-10; VC50-7; HF60-3; VC70-2; HF80-2; HF 100-2. Didelio stiprumo ketaus cheminė sudėtis: 3,2-3,6% C; 1,6-2,9 % Si; 0,3-0,7% Mn; ne daugiau 0,02 % S; ne daugiau kaip 0,1% R. Didelio stiprumo ketaus ferito pagrindu (VCh35-22, VCh40-15, VCh45-10) δ nuo 22 iki 10%, 140-225 HB; perlito pagrindu (VCh50-7, VCh60-3, VCh70-2, VCh80-2, VCh100-2) - δ nuo 7 iki 2%, 153-360 HB.

Didelio stiprumo ketaus stiprumas ir lankstumas leidžia juos naudoti automobilių dyzelinių variklių alkūniniams velenams ir kitoms dalims, veikiančioms trinties blokuose esant padidintoms apkrovoms, gaminti.

Antifrikciniai ketaus

Antifrikcinis ketus yra specialus pilkas ir didelio stiprumo ketus, pasižymintis padidintomis antifrikcinėmis savybėmis. Šie ketūs turi mažą trinties koeficientą, priklausantį nuo ferito ir perlito santykio bazėje, taip pat nuo grafito kiekio ir formos. Perlitiniame ketaus aukštą atsparumą dilimui užtikrina metalinis pagrindas, sudarytas iš plono perlito ir tolygiai paskirstyto fosforo eutektiko, esant izoliuotoms lamelio grafito nuosėdoms.

Liejiniai iš antifrikcinio ketaus (GOST 1585-85) naudojami dalims, veikiančioms guolių trinties mazguose, gaminti.

Žymėjimas. Yra šios antifrikcinio ketaus klasės: AChS1; ASF2; ASFZ; ASF1; AChV2; ACC1; ABC2. Raidės „ACS“ žymi antifrikcinį pilkąjį ketų; „AChV“ - antifrikcinis didelio stiprumo ketus; "AChK" - antifrikcinis kalusis ketus.

Antifrikcinis pilkasis ketus - perlitinis ketus AChS-1 ir AChS-2 ir perlitinis-feritinis ketus AChS-3 - turi mažą trinties koeficientą, priklausomai nuo ferito ir perlito santykio bazėje, taip pat nuo kiekio ir grafito forma. Perlitiniame ketaus aukštą atsparumą dilimui užtikrina metalinis pagrindas, sudarytas iš plono perlito ir tolygiai paskirstyto fosforo eutektiko, esant izoliuotoms lamelio grafito nuosėdoms.

Antifrikcinis pilkasis ketus naudojamas slydimo guoliams, įvorėms ir kitoms dalims, kurios veikia trintis su metalu, dažnai esant tepalui, gaminti. Dalys, veikiančios kartu su grūdinto arba normalizuoto plieno velenais, gaminamos iš AChS-1 ir AChS-2 markių ketaus, o darbui kartu su termiškai neapdorotais velenais naudojamas AChS-3 ketus.

Antifrikcinis didelio stiprumo (su mazginiu grafitu) ketus gaminamas su perlito struktūra – AChV-1 ir ferito-perlito (50 % perlito) – AChV-2. AChV-1 ketus naudojamas darbui frikciniuose įrenginiuose su padidintu periferiniu greičiu kartu su grūdintu arba normalizuotu velenu.

Pagrindinis antifrikcinių ketaus privalumas, lyginant su antifrikcine bronza, yra maža kaina, o pagrindinis trūkumas – prastas įvažiavimas, dėl kurio reikia tiksliai suderinti trinančius paviršius.

1. Nelegiruotojo ketaus savybės

Pilko ketaus charakteristikos

Pilkojo ketaus gamyba vykdoma aukštakrosnėje. Pradinė medžiaga yra. Pilkos lydinio struktūros formavimas atliekamas tik esant mažam aušinimo greičiui. Savo forma ketaus esanti anglis primena lamelinį grafitą. Štai kodėl lūžiui būdinga pilka spalva.

Žymėjimo ypatybės

Pilkui ketui pažymėti naudojamos raidės SCH ir skaičiai. Paskutinis iš jų nurodo, kokį tempimo stiprumą medžiaga turi tempimo laikotarpiu. Ši medžiaga pasižymi universaliomis liejimo savybėmis – mažu susitraukimu ir dideliu takumu.

Taikymas

Medžiaga pasižymi dideliu gebėjimu išsklaidyti vibracines vibracijas esant kintamoms apkrovoms. Metalui būdingas didelis ciklinis klampumas. Būtent todėl iš šios medžiagos gaminamos valcavimo mašinos ir mašinų lovos. Iš pilko lydinio taip pat gaminami smagračiai, skriemuliai, korpusai, stūmoklių žiedai ir kt.

Kaliojo ketaus charakteristikos

Didelio stiprumo ketui būdingi sferiniai grafito intarpai. Šių inkliuzų gamyba užtikrinama modifikuojant pilkąjį ketų. Dėl sferinės grafito formos nesukuriama aštri įtempių koncentracija. Štai kodėl ši medžiaga pasižymi dideliu stiprumu tempimo ir lenkimo metu.

Didelio stiprumo ketui būdingi HF ženklai ir skaičiai, rodantys šios medžiagos stiprumą. Šis metalas pasižymi dideliu sklandumu ir mažu susitraukimu.

2. Legiruotojo ketaus savybės

Legiruotasis ketus gaunamas į įprasto ketaus sudėtį įdedant legiruotų komponentų, tokių kaip ir kiti. Legiravimas suteikia ketaus ypatingų savybių. Legiruotasis ketus pagal savo savybes gali būti:

Atsparus dilimui;
Atsparus karščiui;
Antifrikcija;
Atsparus karščiui.

Legiruotojo ketaus ženklinimas atliekamas pagal plieno tipą: Ch – karščiui atsparus ketus, ICh – atsparus dilimui, ACh – antifrikcinis ketus, ZhCh – karščiui atsparus ketus. Po to gali būti raidės, nurodančios legiravimo elementus. Po raidžių yra skaičiai, nurodantys apytikslį legiruojamųjų elementų kiekį procentais. Jei figūros nėra, galima spręsti apie maždaug vieno procento legiravimo elemento buvimą.

Dėvėjimui atsparaus ketaus charakteristikos

Atsparumas dilimui – tai medžiagos savybė, leidžianti jai atsispirti dilimui dėl trinties. Kad ketus turėtų šią savybę, į baltąjį ketų dedama chromo, volframo ir molibdeno.

Dėvėjimui atspariam lydiniui pažymėti naudojamos raidės ICH ir skaičiai, nurodantys legiruojančių elementų procentą juose.

Dėvėjimui atsparus ketus pasižymi dideliu atsparumu abrazyviniam nusidėvėjimui, todėl jį galima naudoti gaminant sankabos diskus, stabdžius, siurblių, siurbiančių abrazyvinę terpę, detales, smėlio pūstuvų dalis.

Karščiui atsparaus ketaus charakteristikos

Atsparumas karščiui yra charakteristika, kai medžiaga gali atsispirti oksidacijai dujų aplinkoje esant aukštai temperatūrai.

Atsparumas karščiui užtikrinamas legiruojant pilką arba baltą ketų, naudojant tokias medžiagas kaip silicis, chromas, aliuminis. Medžiagos paviršiuje yra tankios apsauginės oksido plėvelės, kurių pagalba lydinys yra apsaugotas nuo oksidacijos aukštoje temperatūroje.

Karščiui atsparaus ketaus žymėjimas atliekamas raidėmis ZhCH. Po to yra skaičiai, žymintys legiravimo elementus.

Skystųjų kristalų pagalba gaminamos detalės, kurios veikia šarminėje, dujinėje, oro aplinkoje, gali atlaikyti iki 1100 laipsnių Celsijaus temperatūrą. Jie naudojami krosnių, tokių kaip šiluminės, aukštakrosnės ir atviro židinio krosnys, konstrukcijoms gaminti.

Karščiui atsparaus ketaus charakteristikos

Atsparumas karščiui – tai metalo gebėjimas išlaikyti savo savybes aukštoje temperatūroje.
Atsparumas karščiui pasiekiamas, jei pilkasis arba baltas ketus legiruojamas naudojant tokias medžiagas kaip chromas, nikelis, molibdenas arba. Visos karščiui atsparios medžiagos taip pat yra atsparios karščiui, tačiau ne visos karščiui atsparios medžiagos yra atsparios karščiui. Karščiui atsparus lydinys pažymėtas raide H.

Ši medžiaga plačiai naudojama dujinių krosnių gamybai. Iš jo gaminamos dalys, kurios montuojamos į kompresorinės įrangos dyzelinius variklius. Taip pat iš šios medžiagos pagamintos dalys montuojamos pirtyse ir pirtyse. Karščiui atsparus ketus yra medžiaga, turinti mazginį grafitą.

Antifrikcinių ketaus charakteristikos

Antifrikcija – tai medžiagos gebėjimas dirbti trinties sąlygomis. Antifrikcinis ketus gali būti pilkasis, kaliojo arba kaliojo ketaus, kuriam būdinga perlitinė arba perlitinė-feritinė struktūra (perlitas< 85 %). Для легирования антифрикционных чугунов в большинстве случаев используется хром, медь или титан.

Dėl to susidaro smulkiai išsklaidyta perlito-ferito struktūra. Antifrikcinis ketus turi šias savybes: aukštą atsparumo dilimui lygį ir gana mažą kainą. Jei palyginsime šią medžiagą su, tada ji turi mažesnį trinties lygį.

Šios medžiagos gamybos pagrindas yra pilkasis (ASH), kaliojo (AChK) ir didelio stiprumo (ASHV) ketus. Ši medžiaga labai dažnai naudojama kaip spalvotųjų metalų lydinių pakaitalas. Kad medžiaga veiktų efektyviai ir teisingai, ją reikia reguliariai ir kokybiškai sutepti. Jei pastebima didelė smūginė apkrova, tai sumažina antifrikcinio ketaus našumą.

Ketus yra geležies ir anglies lydinys (kurio kiekis didesnis nei 2,14%), kuriam būdingi eutektiniai dariniai. Ketaus anglis yra grafito ir cementito pavidalu. Priklausomai nuo grafito formų ir cementito kiekio, ketus skirstomas į: baltąjį ir pilkąjį, kaliąjį ir didelio stiprumo ketų. Chem. Ketaus sudėtyje yra nuolatinių priemaišų (Si, Mn, PS, P), retais atvejais taip pat yra legiruojančių elementų, tokių kaip (> Cr, Ni, V, Al ir kt.). Ketaus paprastai yra trapus. Plačią ketaus paplitimą mechaninėje inžinerijoje palengvino geros liejyklos, taip pat stiprumas ir kietumas. Pasaulyje ketaus gamyba iki 2008 m. krizės sudarė daugiau nei 953 mln. tonų (ypač 477 mln. tonų buvo išlydyta Kinijoje).

Ketaus cheminė sudėtis ir jo rūšys

Baltasis ir pilkasis ketaus tipai išsiskiria lūžio spalva, kurią lemia anglies struktūra ketuje kaip geležies karbidas arba laisvas grafitas; didelio stiprumo ketus su mazginiu grafitu, ketus su vermikuliuoju grafitu. vadinamas kaliuoju. Baltajame ketaus anglis yra cementito pavidalo, o pilkajame – grafito pavidalo.

Baltojo ketaus sudėtis

Baltajame ketuje visa esanti anglis yra cementito pavidalo. Baltojo ketaus struktūra apima perlitą, ledeburitą ir cementitą. Dėl šviesaus atspalvio ketus gavo baltos spalvos pavadinimą.

Pilko ketaus sudėtis ir struktūra

Pilkasis ketus yra ketaus rūšis, kurioje nėra ledburito, bet yra visa anglis (arba anglies dalis) grafito pavidalu. Jis gavo savo pavadinimą dėl pilkos lūžio paviršiaus spalvos.

Kartu su baltuoju ketaus jis priklauso pagrindinėms ketaus rūšims. Pilkojo ketaus sudėtyje, be geležies ir anglies (2,5 ... 4,5%), yra silicio (0,8 ... 4,5%), taip pat mangano (0,1 ... 1,2%) ir fosforo. (0,02...0,3%) su siera (0,02...0,15%). Pilko ketaus tempiamasis stipris yra 100 ... 350 MPa, gniuždymo stipris yra 450 ... 1400 MPa, Brinelio kietumas - 143 ... 289 HB.

Pagrindinės pilkojo ketaus savybės yra mažas atsparumas plyšimui ir gana mažas atsparumas smūgiams. Todėl kuo mažesnės grafito plokštės ir kuo plokštės labiau izoliuotos viena nuo kitos, tuo didesnės ketaus su tuo pačiu metaliniu pagrindu stiprumo savybės. Ši struktūra gaunama modifikuojant, į skystą metalų lydinį įvedant nedidelius medžiagų kiekius, kurie vadinami modifikatoriais (ferosilicis ir silicio kalcis).

Kalusis ketus, gamybos procesas

Kalusis ketus gaunamas ilgalaikio baltojo ketaus atkaitinimo būdu, po šio proceso susidaro dribsnio formos grafitas. Metaliniame kaliojo ketaus pagrinde yra: ferito ir rečiau perlito.

Kaliojo ketaus struktūra

Savo struktūroje didelio stiprumo ketaus turi sferoidinį grafitą, jis gaunamas medžiagos kristalizacijos procese. Mazginis grafitas labai susilpnina metalinį pagrindą tiek pat, kiek lentelinis grafitas, nepadidindamas įtempių.

Pusiau ketaus konstrukcinės charakteristikos

Dalis pusiau ketaus anglies (daugiau nei 0,8%) yra cementito pavidalu. Pagrindiniai šio ketaus konstrukciniai komponentai yra perlitas, ledeburitas ir plokščias grafitas.

Ketaus klasifikacija

Remiantis ketaus chemine sudėtimi ir anglies kiekiu, pilkasis ketus vadinamas hipoeutektiniu (2,14-4,3% anglies), o eutektiniu (4,3%), hipereutektiniu (4,3-6,67%). Lydinio sudėtis daro didelę įtaką galutinės medžiagos struktūrai.

Pramonėje skirtingi ketaus tipai turi šiuos ženklus:

• ketaus-P1, P2;
• Liejiniams naudojamas ketus - PL1, PL2,
• fosforinio tipo ketaus apdorojimas - PF1, PF2, PF3,
• aukštos kokybės ketaus rūšių apdirbimas - PVK1, PVK2, PVK3;
• ketaus su lameliniu grafitu-SCh (skaičiai po raidžių „> SCh“ rodo tempimo stiprio vertę (vkgf / mm);

Antifrikcinio ketaus tipai:

• antifrikcinis pilkasis peleninis,
• didelio stiprumo antifrikcinis AChV tipas,
• antifrikcinis kaliojo tipo AChK;

Ketaus su sferiniu grafitu liejiniams - HF (skaičiai po raidžių "HF" reiškia tempimo stiprumą vkgf / mm;

XVI amžiaus pradžioje Rusijos imperijoje pradėtas lydyti ketus. Ketaus lydymas augo labai sparčiai ir Petro 1 valdymo metais Rusija buvo metalo lydymo lyderė Europoje. Laikui bėgant liejyklos pradėjo atsiskirti nuo aukštakrosnių, o tai davė impulsą savarankiškų geležies liejyklų vystymuisi. pradžioje gamyklos pradėjo gaminti kaliojo ketaus, o XX amžiaus pabaigoje įsisavino legiruotojo ketaus gamybą.

Tikrai daugelis yra susidūrę su ketaus gaminiais kasdieniame gyvenime ar darbe. Ši medžiaga turi gerą stiprumą ir puikias liejimo savybes.

Ketus yra plienas arba, tiksliau, geležies ir anglies lydinys, susidedantis iš geležies ir anglies, kurio tūris yra nuo 2,14% iki didžiausio 6,67% ir kuris gali būti įtrauktas į kompoziciją kaip cementas arba grafitas. Ketaus pagal apibrėžimą yra inžinerinė medžiaga, kuri yra nebrangi ir lengvai pagaminama ir naudojama kaip plieno lydymo pagrindas. Jo gamyba reiškia sudėtingus cheminius procesus, vykstančius tam tikrais gamybos etapais.

Pagrindinės savybės ir sudėtis

Be geležies ir anglies, šiame lydinyje yra papildomų priemaišų, turinčių įtakos jo savybėms. Įvairi ketaus sudėtis suteikia jam didelį kietumą, sklandumą ir padidina trapumą. Jį sudaro: siera, silicis, manganas, fosforas. Dėl gaunamos anglies ketaus lydinys turi didelį kietumą, tačiau tuo pat metu sumažėja medžiagos kaliumas ir lankstumas. Norint suteikti metalui ypatingų savybių, pridedama tam tikrų priedų. Naudojami šie legiravimo komponentai: nikelis, vanadis, taip pat chromas ir aliuminis. Ketaus formulę sudaro geležies-anglies pagrindas su papildomais inkliuzais. Jo tankis yra apie 7,2 g/cm3, o tai yra gana didelė metalo junginių vertė.

Ketaus susideda iš kelių komponentų, todėl jo variacijų savybės gali labai skirtis. Be anglies ir geležies, kompozicijoje yra iki 2% mangano, 1,2% fosforo, 4,3% silicio ir iki 0,07% sieros. Silicis yra atsakingas už sklandumą, žymiai pagerina liejimo savybes, taip pat daro jį minkštesnį. Manganas naudojamas stiprumui padidinti. Sieros pridėjimas sumažina atsparumą ugniai ir sumažina jo sklandumą. Be to, jis turi žalingą poveikį, pasireiškiantį įtrūkimų atsiradimu ant karštų liejinių (raudonas trapumas). Fosforo buvimas sumažina mechanines savybes, tačiau leidžia išlieti sudėtingų formų objektus.

Ketaus struktūra atrodo kaip metalinis pagrindas su grafito inkliuzais. Priklausomai nuo tipo, tai apima perlitą, dribsnių grafitą ir ledeburitą. Šie elementai lemia jo charakteristikas ir yra įvairiais kiekiais arba jų visai nėra.

Lydymosi temperatūra svyruoja nuo +1160 °C iki maksimalios +1250 °C. Jis pasižymi aukštomis antikorozinėmis savybėmis ir aktyviai neutralizuoja tiek sausą (cheminę), tiek šlapią koroziją. Jo dėka gimė nerūdijantis plienas – plieno lydinys su dideliu chromo komponento kiekiu.

Taikymo sritis

Ketaus plačiai naudojamas mechaninėje inžinerijoje liejant įvairias dalis. Naudojamas alkūninių velenų ir variklio blokų gamybai. Be to, gaminamos aukštos kokybės trinčiai itin atsparios trinkelės. Jie naudojami žemoje temperatūroje, kur ketus naudojamas išskirtinai dėl savo aukštų eksploatacinių savybių. Šios savybės naudojamos gaminant įvairius mašinos elementus, kuriuose naudojamas ketaus lydinys, skirtas darbui atšiauraus klimato sąlygomis. Šią medžiagą metalurgai plačiai naudoja dėl puikių liejimo savybių ir mažos kainos. Lieti gaminiai pasižymi dideliu atsparumu dilimui ir padidintu stiprumu.

Daugelis vandentiekio dalių taip pat yra pagamintos iš ketaus pagrindo. Tai radiatoriai, šildymo radiatoriai, vamzdžiai, vonios, įvairios kriauklės su kriauklėmis. Daugelis gaminių tarnauja ir šiandien, nors buvo sumontuoti prieš kelis dešimtmečius. Šie daiktai daugelį metų išlaiko savo pirminę išvaizdą ir nereikalauja restauravimo darbų. Be to, ketaus indai laikomi vienu patogiausių ruošiant daugybę patiekalų.

Veislės

Pagal savo savybes ketaus lydinys skirstomas į konversiją ir liejyklą. Pirmasis naudojamas plieno lydymui naudojant deguonies konverterio metodą. Šiai rūšiai būdingas sumažintas mangano ir silicio kiekis. Ketaus liejimo medžiaga naudojama daugeliui dalių gaminti. Iš šio pagrindo pagamintų gaminių pavyzdžius galima pamatyti atitinkamose nuotraukose.

Ypatingą įvairovę sudaro nikelio-chromo lydiniai (nihardai). Tai apima mažai anglies ir daug anglies išskiriantį ketų. Pirmasis pasižymi padidintu stiprumu, o antrasis - padidintu atsparumu dilimui. Pagrindinės veislės yra baltos ir pilkos spalvos lydiniai. Šios medžiagos skiriasi anglies kiekiu ir savybėmis. Be to, aktyviai naudojami kaliojo, legiruoto ir didelio stiprumo tipai.

Pilka

Pilkasis ketus turi mažą lankstumą, klampumą, juos lengva pjaustyti apdirbant. Jie naudojami gaminant nekritines dalis, taip pat susidėvėjusius elementus. Pilkasis ketus turi anglies grafito, perlito arba ferito-perlito pavidalu. Jo kiekis yra apie 2,5%, o tai suteikia gaminiams didelį tvirtumą. Iš pilko lydinio gaminami įvairios pramoninės įrangos korpusai, krumpliaračiai, kronšteinai, įvorės. Medžiaga, kurioje yra daug fosforo (apie 0,3 - 1,2%), turi gerą sklandumą ir yra naudojama meniniam liejimui.

Baltas

Sudėtyje yra daug anglies (daugiau nei 3%), pateikiamos cementito arba karbido pavidalu. Balta spalva šios medžiagos lūžio vietoje suteikė jungties pavadinimą. Šio tipo lydinys padidino trapumą ir trapumą, o tai žymiai susiaurina naudojimo sritį. Jos pagrindu gaminamos paprastų formų dalys, atliekančios statines funkcijas be didelių apkrovų. Baltos medžiagos technines charakteristikas galima pagerinti pridedant legiruojančių komponentų. Tam naudojamas nikelis, chromas ir daug rečiau aliuminis ar vanadis. Prekės ženklas su tokiais priedais vadinamas „sormite“. Jis naudojamas kaip šildymo elementas įvairiuose įrenginiuose. Sormitas pasižymi stabiliomis savybėmis ne aukštesnėje kaip +900 °C temperatūroje. Ši medžiaga naudojama kaip įprastų buitinių vonių gamybos pagrindas.

Kalus

Šis tipas gaunamas iš baltos spalvos liejant su tolesniu terminiu apdorojimu. Šiuo atveju naudojamas ilgalaikis atkaitinimas, kurio metu cementitas suyra, susidaro grafitas. Šis procesas vadinamas grafitizacija, kai struktūroje susidaro anglies dribsniai. Grafitas įgyja tokią formą ilgo atkaitinimo metu. Tai teigiamai veikia metalinį pagrindą, kuris tampa vientisesnis, lankstesnis ir klampesnis.

Kalusis ketus gerai veikia žemoje temperatūroje ir nėra labai jautrus įpjovimams. Naudojamas gaminant elementus, veikiančius esant nuolatinei trinčiai. Be to, kaliojo lydinio pagrindas yra labai sudėtingos konfigūracijos gaminiai: kampai, stabdžių kaladėlės, trišakiai, galinių ašių automobilio korpusai ir kitos konstrukcijos. Geresnės savybės pasiekiamos pridedant boro, telūro ir magnio.

Didelio stiprumo

Jis padidino stiprumą ir yra naudojamas svarbiausiems produktams gaminti, o kai kuriais atvejais netgi pakeičia plieną. Šis didelio stiprumo ketus gaunamas į pilką formą pridedant specialių priemaišų (cerio, kalcio, itrio, magnio). Iš jo gaminamos krumpliaračiai, stūmokliai, alkūniniai velenai ir kitos dalys. Didelis šilumos laidumas leidžia išlieti elementus šildymo mazgams, taip pat vamzdynams.

Lydinys

Legiruotojo ketaus lydinyje yra papildomų priemaišų. Sudėtyje yra daug titano, nikelio, chromo, taip pat cirkonio, vanadžio, molibdeno, aliuminio ir kitų elementų. Jie suteikia didelį stiprumą, kietumą ir atsparumą dilimui. Legiruotos medžiagos naudojamos gaminant mechanizmų dalis, kurios sąveikauja su dujine ir agresyvia aplinka, taip pat veikiančias vandeninių tirpalų įtakoje.

Metalo privalumai

Šis lydinys yra klasifikuojamas kaip medžiaga, pagaminta juodosios metalurgijos būdu. Nustatant tam tikras charakteristikas, jis dažnai lyginamas su plienu. Gaminys, pagamintas iš ketaus, turi mažą kainą, palyginti su jo plieno atitikmeniu. Be to, ketaus elementai turi mažesnį svorį ir stiprumą. Šios ketaus savybės žymiai išplečiamos, naudojant lydiniams įvairius priedus. Jo parametrai turi šias teigiamas savybes:

• aplinkai nekenksminga medžiaga, naudojama namų apyvokos reikmenų, įskaitant indus, gamyboje;
• atsparus rūgščių-šarmų aplinkai;
• higieniškas;
• gebėjimas išlaikyti temperatūrą ilgą laiką;
• kai kurių tipų stiprumas panašus į plieną;
• veikimo trukmė, per kurią jos kokybės rodikliai tik gerėja;
• Visiškai nekenksmingas organizmui.

Gamyba

Ketaus lydinio gamyba yra daug medžiagų reikalaujantis ir brangus procesas. Vienai tonai medžiagos išlydyti reikės apie 900 litrų paprasto vandens ir apie 550 kg kokso. Lydymosi temperatūra yra apie +1200 °C, tam reikalinga specifinė lydymo įranga. Masei gauti reikalinga rūda, kurioje esančios geležies masės dalis yra didesnė kaip 70%. Išsekusios rūdos uolienos nenaudojamos dėl ekonominio neefektyvumo.

Medžiaga lydoma specialiose aukštakrosnėse. Ten geležies rūda pereina visą technologinį ciklą, pradedant rūdos oksidų redukcija ir baigiant ketaus lydinio gamyba. Medžiagai lieti reikia kuro: kokso, termoantracito ir gamtinių dujų. Pasibaigus redukcijos procesui, kieto pavidalo geležis dedama į specialią krosnies dalį, kad ištirptų joje esanti anglis. Po sąveikos gaunama ketaus masė, kuri nukrenta skystu pavidalu. Neišsilydžiusios priemaišos išstumiamos į paviršių ir vėliau pašalinamos. Šis šlakas naudojamas daugeliui medžiagų gaminti. Pašalinus iš lydalo nereikalingas daleles, pridedami priedai tam tikrų rūšių ketaus lydiniams gauti.

lydinio, iš kurio gaunamos pramoninės medžiagos

Ketaus samprata, jo atradimo ir vartojimo istorija, ketaus gamyba, ketaus gamybos etapai, šalys, kuriose ketus parduodamas, bendros ketaus charakteristikos, ketaus atsiradimas gamtoje, ketaus mineralai, ketaus geležies junginiai, ketaus išgavimo iš kietų medžiagų būdai, ketaus apdirbimas, pramoniniai ketaus apdirbimo procesai, ketaus savybės, ketaus panaudojimo sritys, ketus ir su juo susijusios aplinkos problemos, pagrindiniai aplinkos taršos šaltiniai ketus, ligos, atsirandančios dėl apsinuodijimo ketaus, ketaus kiekybinis nustatymas, ketaus atsargos pasaulyje, geležies rūdos gavyba pasaulyje, ketaus kaina pasaulio rinkose, įdomūs faktai apie ketaus

Išplėskite turinį

Sutraukti turinį

Ketaus yra apibrėžimas

Ketaus yra didelis indas, puodas iš ketaus, vėliau ir aliuminio lydinio, apvalios formos, skirtas troškinti ir virti rusiškoje orkaitėje. Ypatinga ketaus ypatybė – forma, kuri atitinka tradicinės molinės krosnelės formą: apačioje susiaurėjusi, į viršų platėjanti ir vėl siaurėjanti link kaklo. Ši forma leidžia ketinį įdėti į orkaitę ir išimti iš orkaitės naudojant specialų įrankį – rankeną, kuri yra atviras metalinis žiedas ant ilgos medinės rankenos.

Ketaus yra lydinys Fe (bazė) su C (dažniausiai 2 4%), turintis nuolatinių priemaišų (Si, Mn, S, P), o kartais ir legiruojančių elementų (Cr, Ni, V, Al ir kt.). Paprastai trapus. Jis gaunamas iš geležies rūdos medžiagų aukštakrosnėse.

Ketaus yra pirmasis lydymas, iš kurio vėl kaitinant ir spaudžiant po stipriu plaktuku išgaunama. Baltas ketus, kietas ir trapus; pilka ir juoda, minkšta.

Ketaus rutuliukai

Ketaus yra bendras įvairių formų geležies, visų pirma pilkojo ketaus ir luitų, žymėjimas (iš karto išėjus iš AUKŠTINĖS KROSTINĖS). Tai apima daugybę geležies lydinių su anglimi ir siliciu, kurių anglies kiekis svyruoja nuo 1,7 iki 4,5%.

Ketaus yra geležies lydinys su anglimi (nuo 1,5 iki 4%), be to, nedideliais kiekiais yra silicio, mangano, fosforo ir priemaišų; gaunamas iš geležies rūdos aukštakrosnėse.

Ketaus yra geležies lydinys su dideliu kiekiu anglies ir kitų elementų. Didžioji dalis ketaus yra perdirbama į.

Ketaus, plieno ir valcavimo gaminių gamyba

Ketaus yra geležies lydinys su anglimi (ir kitais elementais). Anglies kiekis ketuje yra ne mažesnis kaip 2,14% (anglies tirpumo austenite ribojimo taškas fazių diagramoje): mažiau - plieno. Anglis suteikia geležies lydiniams kietumą, sumažina plastiškumą ir kietumą. Ketaus anglis gali būti cementito ir grafito pavidalu. Priklausomai nuo grafito formos ir cementito kiekio, išskiriami balti, pilki, kaliojo ir didelio stiprumo ketaus. Ketaus sudėtyje yra nuolatinių priemaišų (Si, Mn, S, P), o kai kuriais atvejais ir legiruojančių elementų (Cr, Ni, V, Al ir kt.). Paprastai ketus yra trapus.

Ketaus yra pigi inžinerinė medžiaga su geromis liejimo savybėmis. Tai žaliava plieno lydymui. Ketaus yra gaunamas iš geležies rūdos naudojant kurą ir srautus.

Ketaus yra iš rūdos, sumaišytos su anglimi, išlydyta geležis, trapesnė ir mažiau kali nei plienas . Apvalios formos indas, metalinis puodas.

Ketaus yra geležies (bazės) lydinys su anglimi (2-4,5%), turintis nuolatinių priemaišų (mangano iki 1,5%, silicio iki 4,5%, sieros iki 0,08%, fosforo iki 1,8%), o kartais ir legiravimo elementų (chromas ir kt.). Paprastai trapus.

Ketaus yra geležis, turinti šiek tiek anglies, gauta lydant geležies rūdą aukštakrosnyje, yra trapesnė ir mažiau kalioji nei plienas. Puodas, indas iš kažko tokio.

Ketaus yra geležies lydinys su anglimi ir kai kuriais kitais elementais, trapesnis ir mažiau kalusis nei plienas. Apvalios formos indas iš tokio lydinio.

Ketaus yra kietas trapus geležies ir anglies lydinys, kuriame pastarosios yra nuo 2 iki 5%; tempiamasis stipris 8 12 kg/mm2; lydomas aukštakrosnėse tiesiai iš geležies rūdos pusgaminio pavidalu), naudojamas liejimui arba perdirbimui.

Ketaus yra geležies lydinys, kuriame anglies procentas svyruoja nuo 2,14 iki 6,67. Šios medžiagos populiarumą lemia tai, kad ji yra nebrangi ir pasižymi puikiomis liejimo savybėmis. Pagrindinis ketaus panaudojimas yra plieno gamybos žaliava. Be to, į ketaus pridėjimą legiravimo elementų galima gana reikšmingai pakeisti jo savybes, sumažinti būdingą šios medžiagos trapumą ir netgi padaryti ją panašią į anglinį plieną. Ketaus lydymo žaliava yra geležis, t.y. geležies rūda. Paprasčiau tariant, procesas atrodo maždaug taip: redukuota geležis iš oksidų, kuriuose ji yra rūdoje, išlydoma tiekiant orą, todėl vyksta cheminė reakcija su anglimi – susidaro ketus.

Ketaus yra vienas iš nedaugelio lydinių, leidžiantis ilgą laiką palaikyti turinio temperatūrą. Ketaus arbatinukus patogu naudoti kaip arbatinukus. Galite paruošti arbatą ilgam pokalbiui nesibaimindami, kad pokalbio metu paruošta arbata atvės ir bus beskonė. Tokių arbatinukų medžiaga yra visiškai nekenksminga žmonėms ir jau seniai naudojama kaip virtuvės reikmenų gamybos medžiaga. Nerekomenduojama tokio virdulio šildyti arbatai skirtą vandenį, nes jo vidus gamybos metu yra padengtas emaliu, kuris dėl aukštos temperatūros gali deformuotis.

Ketaus atradimo ir vartojimo istorija

Jau prieš mūsų erą geležis buvo naudojama pramonėje. Senovėje jis buvo gautas plastinės būsenos kalvėse. Šlakas buvo atskirtas plaktuko smūgiais išspaudžiant jį iš kempinės geležies. Tobulėjant geležies gamybos technologijai, temperatūra, kurioje procesas buvo vykdomas, palaipsniui didėjo. Metalas ir šlakas pradėjo tirpti; tapo įmanoma juos daug pilniau atskirti.

Tačiau tuo pačiu metu metale padidėjo anglies ir kitų priemaišų kiekis, metalas tapo trapus ir nelankstus. Taip atsirado ketaus. Vėliau išmoko apdirbti ketų; gimė dviejų etapų geležies gamybos iš rūdos metodas. Iš esmės tai tęsiasi iki šiol: šiuolaikinę plieno gamybos schemą sudaro aukštakrosnių procesas, kurio metu iš rūdos gaunamas ketus, ir plieno gamyba, dėl kurios metale sumažėja anglies ir kitų priemaišų. .

Ketaus istorija, kaip vyksta darbas su ketaus gaminiais, lydymas aukštakrosnėse ir paties ketaus išvaizda

Šiuolaikinis aukštas metalurgijos gamybos lygis pagrįstas teoriniais tyrimais ir įvairiose srityse padarytais atradimais bei turtinga praktine patirtimi. Didelė šio proceso dalis priklauso Rusijos mokslininkams. Pavyzdžiui, rusų mokslininkai pirmieji plačiai panaudojo jį aukštakrosnių lydymui.

Ketaus komerciniais kiekiais gaudavo dar prieš mūsų erą lydant geležį šumerai, kinai, romėnai... Ketus buvo laikomas pigesniu šalutiniu produktu. Tačiau jie greitai rado tam panaudojimą. Taip atsirado ketaus keptuvės ir katilai. Ir eiliniais šimtmečiais ketus jau tapo pagrindine medžiaga gaminant maisto ruošimo reikmenis. Varinis katilas, žinoma, įkaista greičiau nei ketinis, tačiau varis kainuoja daug kartų brangiau. Be to, varis lengvai oksiduojasi, o jo oksidai labai kenkia sveikatai. Todėl dvasinė tokių indų dalis buvo padengta ploniausiu sluoksniu, kuris naudojimo metu greitai susidėvėjo ir jautė nuolatinio atsinaujinimo poreikį. Prie indų pirkimo buvo pridėtos eksploatacinės išlaidos. Ketaus jokių eksploatacinių išlaidų neprašė.

Šiais laikais malkomis kūrenamų krosnelių lieka vis mažiau, visa ketaus krosnis tampa egzotika, o sukibimą daugelis pastebėjo tik filmuose. Tačiau vis dar gaminamos ketaus keptuvės, troškiniai, katilai, ančiukų ir žąsų keptuvės, įvairios kepimo formos. Gimė iki tol mūsų bendrapiliečiams nežinomos grilio keptuvės – kvadratinės formos, kalvotu dugnu. Taigi, nepaisant visų techninių naujovių ir kulinarinės mados zigzagų, ketus savo pozicijų užleisti neketina.

Šis ketaus pjovimas man tiesiog sukelia žąsų odą, bet pasirodo visai neblogai

Kalusis ketus gaminamas ilgalaikio baltojo ketaus atkaitinimo būdu, dėl kurio susidaro dribsnių formos grafitas. Tokio ketaus metalinis pagrindas yra feritas, o rečiau – perlitas. Kalusis ketus gavo savo pavadinimą dėl padidėjusio plastiškumo ir klampumo (nepaisant to, kad jis nėra apdorojamas slėgiu). Kalusis ketus padidino tempimo stiprumą ir padidino atsparumą smūgiams. Iš kaliojo ketaus gaminamos sudėtingų formų dalys: automobilio galinės ašies korpusai, stabdžių trinkelės, trišakiai, kampai ir kt.

Policijos tilto projektas buvo labai sėkmingas ir buvo patvirtintas kaip „modelis“. Po kurio laiko buvo paruošti ketaus blokai visai tiltų serijai per Moiką. Aleksandrovskio gamykla taip pat dalyvavo kitų sostinės tiltų statybos projektuose. Taigi 1814 metais buvo išlietos šoninės lentos, turėklai ir kitos detalės Kruvinajam tiltui, o 1816 metais – Maskvos forposto Bučinių tiltui.

Plieninės vonios tarnauja apie 15 metų. Šių vonių trūkumai – tūris išsiurbiant vandenį, prausiantis po dušu, maudantis vonioje, jos taip pat blogai palaiko vandens temperatūrą, tai yra, vanduo šiose voniose greitai atvėsina. Akrilinės vonios turi trūkumą – greitai atsiranda įbrėžimų, nepaisant to, kad jas galima poliruoti, tačiau po 6 - 7 metų akrilinė vonia praranda pirminę išvaizdą ir tampa nemalonu liesti.

Ketaus naudojimo istorija senovės Kinijoje

Geležis, kurią sudaro daugiau nei 3% anglies, vadinama ketaus. Lyginant su geležimi, ji turi žymiai žemesnę lydymosi temperatūrą ir puikiai tinka. Senovėje buvo nustatyta masinė tokio metalo gamyba. Jis buvo palyginti pigus, todėl ketaus įrankiai buvo prieinami beveik kiekvienam. Beveik visi senoviniai žemės ūkio įrankiai buvo pagaminti iš vadinamojo baltojo ketaus. Jis pasižymi dideliu atsparumu dilimui, kietumu ir trapumu. Tai lėmė tai, kad atsitrenkus į akmenį kaplis galėjo tiesiog įtrūkti. Archeologai rado daug monetų iš Hanų, Songų ir Čingų dinastijų. Jie priėjo prie išvados, kad dėl vario – tradicinio metalo gamybai – trūkumo reikėjo naudoti baltąjį ketų. Jei šis lydinys buvo išlietas į specialias keramines formas ir kelias dienas lėtai paliekamas atvėsti, gautas metalas, vadinamas pilkuoju ketaus.

Tuo metu jie taip pat galėjo gaminti kaliąjį ketų, kuriame anglies kiekis neviršijo 1%. Mokslininkai teigia, kad "juodasis" kaliasis ketus buvo gautas atkaitinant aukštesnėje nei 900 laipsnių temperatūroje keletą dienų. Iš jo buvo gaminami strėlių antgaliai, kardai, žirklės, medinių kastuvų antgaliai ir kiti dirbiniai. Šio metalo mechaninės savybės buvo žymiai pranašesnės už baltąjį ketų.

Iki šių dienų išliko daug Senovės Kinijos ketaus gaminių pavyzdžių. Bene neįprastiausias yra kapas, iškaltas uoloje apie 100 m. prieš Kristų. Siekiant patikimai uždaryti įėjimą, jo sienos buvo užpildytos ištisiniu ketaus sluoksniu. Taip pat iš šio metalo buvo gaminamos įvairaus dydžio statulos, varpai, kurių skambėjimo tonas priklausė nuo burbulų skaičiaus ketuje, inkarai ir grandinės, patrankos, virtuvės reikmenys.

Ketus pirmą kartą buvo išrastas Kinijoje IV amžiuje prieš Kristų ir buvo pilamas į formas, kad būtų gaminami plūgai ir puodai, taip pat ginklai ir pagodas. Vakaruose, kur jis tapo prieinamas tik XIV amžiaus pabaigoje, anksčiausiai buvo naudojamas patranka ir šaudymas. Henris pradėjo lieti ginklus Anglijoje. Netrukus anglų geležies darbininkai, naudodami aukštakrosnes, sukūrė ketaus pabūklų gamybos techniką, kurios, nors ir sunkesnės už vyraujančias bronzines patrankas, buvo daug pigesnės ir leido Anglijai geriau apginkluoti savo laivyną. Viržių geležies apdirbėjai ir toliau gamino ketus iki 1760 m., o ginklai buvo vienas iš pagrindinių geležies panaudojimo būdų po atkūrimo.

Dėl santykinai žemos lydymosi temperatūros, gero sklandumo, liejimo savybių, puikios apdirbimo, atsparumo deformacijoms ir dilimui, ketus tapo inžinerine medžiaga, turinčia platų pritaikymo spektrą ir yra naudojama vamzdžiuose, mašinose ir dalyse.

Rusijos ketaus istorija

Populiariausias metalas, naudojamas interjero projektavimui ir statyboms, yra plienas. Visų pirma, naudojant plienines sijas, statomi gyvenamieji pastatai ir įvairūs pastatai, skirti gamybai ar administravimui.

Deja, ketus, kuris dabar naudojamas vamzdžių, kanalizacijos grotelių ir transporto priemonių atsarginių dalių gamybai, buvo užmirštas.

Rusijos ketaus gamyba vystėsi penkis šimtmečius. Vienas pagrindinių Uralo amatų nuo XVII amžiaus buvo geležies liejimas. Liejykla, kurios dirbtuvės užsiėmė ketaus gamyba, tapo Uralo simboliu. Ketaus buvo naudojamas kraštovaizdžio sodininkystės ansamblių kūrime ir architektūroje. Meistrai iš ketaus kūrė gražius gaminius: tvoras, suoliukus, šviestuvų stulpus, židinio groteles ir langų groteles, krosnelių duris, pavėsines, laiptų turėklus ir daug daugiau. Labai populiarios buvo ketaus grotelės su ketaus vartais su ažūriniais elementais, o rūmams ir daugiabučiams įmantrumo suteikė balkonai ir bareljefai iš ketaus.

Po kelių šimtmečių ketus nustojo triumfuoti kaip puošybos pagrindas, o XX amžiuje pradėtas laikyti „šiurkščiu“ metalu, kuris buvo naudojamas tik įvairių konstrukcijų gamybai. Tuo pačiu metu jis buvo plačiai naudojamas statybose, pavyzdžiui, gaminant armatūrinį tinklelį gelžbetonio gaminiuose ir vamzdynų dalyse.

Šiuo metu vėl naudojamas ketus. Balkonų turėklai ir ažūrinės grotelės, statulos, suolai, pavėsinės ir susukti šviestuvų stulpai vėl gaminami iš ketaus, Foundry Mechanical Plant LLC vėl vykdo statybos užsakymus. Interjere pastebimas aktyvus ketaus naudojimas. Šiais laikais vėl populiarios židinio grotelės, dekoratyvinių žibintų laikikliai, gėlių vazonai. Ketaus suvokdami kaip kažką sunkaus ir grubaus, kartais stebimės jo orumu ir lengvumu, kai pamatome ažūrinį ketaus tvoros audimą.

Geležies liejyklos pradžia

Ketaus istorija žmonės niekada ypatingai nesidomėjo, nors jos svarbą sunku pervertinti. Tik gana siauras ratas žino, kokį vaidmenį ši iš pažiūros nepastebima medžiaga vaidino įvairių epochų gamybinių jėgų raidoje, tačiau visi žino, kad ketus ir iš jo deguonies konverteriuose gaminamas plienas yra šiuolaikinės inžinerijos ir technologijų pagrindas. Tarp konstrukcinių medžiagų jos, be abejo, yra pirmoje vietoje ir jos ilgai neatsisakys, nepaisant vis plačiau naudojamų polimerinių ir keraminių medžiagų.

Jau šiandien geležies lydinių skaičius perkopė 10 tūkst.

Analizuojant Europos kalbas geležies liejybos srityje, kartais atsiranda įdomių pastebėjimų. Pavyzdžiui, ruošinys tolesniam perlydymui rusų ir ukrainiečių kalbomis vadinamas „kiaulė“, tai yra „kiaulė“. Taip pat angliškai jis vadinamas „Pig Iron“, tai yra pažodžiui „pig iron“. Taip atsitiko dėl to, kad kiaulių liejimas, skirtingai nei forminis liejimas, buvo patikėtas studentams ir žygeiviams, laikantiems šį liejimo būdą primityviausiu ir neprestižiškiausiu. Daugumoje Europos kalbų ketaus terminas yra kilęs iš pagrindinio termino, priskiriamo pagrindinei geležies ir anglies lydinių medžiagai, ir reiškia „ketus“.

Taigi anglų kalba terminas „geležis“ - „geležis“ atitinka terminą „Cast Iron“ - „ketaus“; vokiečių kalba terminas „Eisen“ - „geležis“ atitinka pavadinimą „Gusseisen“ - „ketaus“; švedų kalba „jarn“ reiškia „geležis“, „gjutjarn“ reiškia „ketus“. Tas pats pasakytina apie turkų, suomių, šiuolaikinių graikų ir kitas kalbas. Tačiau prancūzų kalba ketaus pavadinimas „fonte“ asocijuojasi su sąvoka „fondre“ - išlydyti, išlieti; rusiškai ketus žymimas terminu „ketaus“, ukrainiečių kalboje tai aiškiai vedinys iš rusų kalbos „chavun“, kurios skamba svetimai (o iš tikrųjų taip ir yra), ir iš pirmo žvilgsnio neturi nieko bendra su terminas „geležis“.

Kaip galėjo atsitikti, kad būdingiausias ketaus ir kitų lydinių skirtumas - jo gamyba tik išlietoje būsenoje - nerado vietinio pavadinimo, vietoj kurio buvo pradėtas vartoti svetimas žodis. Iš kur pas mus atėjo žodis „ketaus“ ir ką jis reiškia?

Ketus, kaip liejimo medžiaga, buvo išrastas ir įvaldytas Kinijoje prieš daugelį amžių iki naujosios eros, ką liudija keturių šūvių ketaus patranka, išlieta V amžiuje prieš Kristų. e. ir iki šiol išlikę ketaus liejiniai, iš kurių didžiausias laikomas „liūtu“, apie 6 m aukščio ir 5,4 m ilgio, literatūriniais duomenimis, ketaus atsiradimas Kinijoje siekia mažiausiai VI a. . pr. Kr e. Priešingai nei šie duomenys, B.B.Guliajevas mano, kad ketaus liejimas buvo įvaldytas tik prieš 600 metų.

Didžiulė Mongolų imperija, atsiradusi dėl Čingischano ir jo pirmųjų įpėdinių grobuoniškų kampanijų, labai palengvino kinų, Artimųjų ir Rytų gyventojų, kultūrinius pasiekimus.

Totorių invazijos ir jų įsikūrimo Rytų Europoje ir pietrytinėse Europos dalyse datų palyginimas (XIII a. pirmoji pusė), taip pat pirmųjų Europos skautų ambasadorių kelionių pas totorius datas Plano de Carpini (1246), Ascelina (1247), Marco Polo ir kt., Europiečių parako (XIII a. pabaiga) ir ketaus (XIII a. II pusė) „išradimo“ laikus aiškiai parodo. šių iš pažiūros skirtingų ir iš pažiūros visiškai nepriklausomų istorinių faktų tarpusavio ryšys .

Senovės Rusija turėjo tiesioginių ryšių su Aukso Orda, kurios sostinėje gyveno daug rusų, kurie ten turėjo atskiras prekybos ir amatų eiles ir net atskirą vyskupiją, ir buvo palankesnėse sąlygose nei Vakarų šalys kinų ir chorezmo raidai. pasiekimus technologijų srityje. Todėl logiška, kad rusiškas žodis - ketaus - kilęs iš tadžikų kalbos žodžio „chuyan“ (totorių kalba „chuen“). Šis terminas tadžikams ir totoriams buvo atneštas iš išorės, būtent iš kinų, kuriems terminas „chu“ („zhu“) atitinka veiksmažodį „mesti“, o terminas „gongas“ atitinka pavadinimą „ liejykla“ (gamyba). Du kinų rašmenys: kairysis „zhu“ reiškia „pilti“, dešinysis „gong“ reiškia „daryti, gaminti“.

V. Jakovlevas atkreipia dėmesį, kad kai kuriose kalbose ketaus terminas taip pat yra kilęs iš termino, priskiriamo geležies, tačiau kartu su skirtingais būdvardžiais. Taigi kinų kalboje žodžio „ketaus“ sinonimas (shengte) gali būti pažodžiui išverstas kaip „gyva geležis“ arba „neapdorota“, „nepažįstama“, „neįprasta“ geležis. Tą patį galima pastebėti ir japonų, danų, hindi ir kitomis kalbomis.

Tačiau kitoje kalbų grupėje ketaus terminas nebuvo suformuotas taip, kaip ankstesniais atvejais. Šios kalbos apima rusų, tadžikų, turkmėnų, kirgizų, afganų ir, tikriausiai, daugybę kitų. Pagal skambesio panašumą afganų kalbos ketaus terminas yra artimiausias rusiškam žodžiui „ketaus“. Afganų kalba (ketaus) - ir reiškia ketaus. „Ketus“ turkmėnų ir kirgizų kalbomis yra „choyun“, o tadžikiškai – „chuyan“. Susidaro įspūdis, kad rusiškas terminas „ketaus“ yra Centrinės Azijos, o ne kiniškos kilmės. Bet tai nereiškia, kad mūsų šalies tautos susipažino su ketumi tarpininkaujant Vidurinės Azijos tautoms.

Patvirtinimas, kad ketaus pavadinimą rusai pasiskolino iš totorių ir kinų per Vidurinės Azijos pirklius, matyti iš fakto, kad raštininkų Jurijaus Telepnevo ir Afanasijaus Fonvizino 1645–1676 m. Tulos ir Kaširos gamyklų surašymo knygose mums kyla painiava. nenustatytų techninių terminų „ketaus“ ir „ketaus“ ketaus.

Herberšteinas liudija, kad Rusijoje, jau valdant Vasilijui III, buvo liejami patrankų sviediniai iš ketaus, o valdant Ivanui Rūsčiajam – varpai ir patrankos, vadinasi, tuo metu geležies liejykla Rusijoje jau turėjo ilgametę praktiką. ir išgyveno vystymosi ir įsitvirtinimo laikotarpį.

Kinišką žodžio „ketaus“ kilmę įrodo ir profesorius L. M. Marienbachas. Jis mano, kad rusiškas ketaus pavadinimas kilęs iš kinų kalbos žodžio „zhugong“ (turi būti „zhutsauogong“), kuris rusiškai reiškia „liejybos darbuotojas“, arba iš kinų kalbos žodžio „zhugendi“ (turi būti „zhuchandi“). kuris rusiškai reiškia „lietas“.

Abiejose prielaidose buvo pasirinkti kinų kalbos žodžiai, kurie buvo artimi skambesiui ir žymėjo ketaus gamybos srities terminus. Jei žodžius renkame tik pagal garsų panašumą, tai kinų kalboje žodis lazda ar lazda skamba tik „zhugun“. Neįmanoma rasti tiesioginio garso ryšio tarp kinų ir rusiškų ketaus terminų. Be tiesioginės pažinties su geležies liejimu didžiuosiuose bulgaruose ir Sarai Berke, Maskvos valdžia naudojosi Vakarų Europos specialistų paslaugomis ir, priešingai V. Knabbės nuomonei, ketaus Rusijoje atsirado ne XVII a., o daug anksčiau. Taigi darbe aprašoma, kad iš žymaus antikos mokslininko Aristotelio darbų galima daryti prielaidą, kad jis ketaus pažino 2300 metų iki šių dienų. Po keturių šimtmečių romėnų mokslininkas Plinijus Vyresnysis pranešė, kad kartais „išlydyta geležis tampa skysta kaip vanduo, o tada lūžta kaip kempinė“. Tai jau aiškūs ketaus ženklai. (Nors daugelyje šaltinių šie ženklai buvo interpretuojami skirtingai.)

Iškilus rusų liejyklos darbininkas N. N. Rubcovas tiesiai rašo: „Kaip ten bebūtų, turime keletą ketaus liejinių, datuojamų V–VI a. pr. Kr e. Muziejuose yra daug ketaus pavyzdžių, datuojamų daugiau nei tūkstantį metų prieš viduramžius, kurie laikomi ketaus atradimo laiku.

Ketaus liejimas buvo plačiai paplitęs pr. e. Kinijoje, kurio nepaneigiamas įrodymas yra iki šių dienų tebeegzistuojantys ketaus liejiniai. Didžiausias iš jų yra apie 6 m aukščio ir daugiau nei 5 m ilgio ketaus liūtas, stovintis prie Tien-jin-Pukou geležinkelio netoli Chien-zhou ir bene didžiausias iš ketaus statulų, liejinys yra datuota 974 m. e. Apie tą patį paminklą A. M. Petrichenko ir E. A. Sukhodolskaja rašo, kad jie patys nuodugniai ištyrė šį unikalų liejinį ir buvo įsitikinę, kad Liūto caro forma buvo išlieta vienu ypu (arba su trumpomis pertraukomis, kurių metu liejo ketaus formoje). nespėjo sukietėti).

Literatūriniais duomenimis, ketaus atsiradimas Kinijoje siekia mažiausiai VI a. pr. Kr e. Įdomu tai, kad skitai, gyvenę mūsų šalies teritorijoje nuo VIII a. pr. e iki II mūsų eros amžiaus pabaigos. e. Nebuvo ketaus. Skitai toliau nenuėjo ir metė.

Remiantis amerikiečių žurnalo „Modern Casting“ duomenimis, 600 m. e. Kinijoje buvo nulietas pirmasis ketaus liejinys – trikojis (sveriantis 600), o 233 m.pr.Kr. e. Ten buvo išlietos pirmosios ketaus akcijos.

Yra žinoma, kad Ferganos gyventojai II a. pr. Kr e. išmoko ketaus iš bėglių iš Kinijos kariuomenės. 115 m.pr.Kr. e. Kinijos vyriausybė monopolizavo visą geležies pramonę; yra daug požymių, kad vienas iš pagrindinių geležies panaudojimo būdų buvo kubilų, skirtų druskai iš jūros vandens išgarinti, gamyba ir, kiek galima grįžti šimtmečius atgal, šios kubilai visada buvo liejami. geležies.

Iš visų senovės pasaulyje žinomų šalių tik Kinijoje geležis iš rūdos buvo redukuojama anglimi, o visose kitose – anglimi.

Naudotoje rūdoje buvo nuo 0,5 iki 1 % P, todėl iš šios rūdos gautame ketuje P turi būti ne daugiau kaip 1 %. Liejiniuose buvo nuo 5 iki 7 % P, o papildomas kiekis gaunamas iš anglies. Taip kinai išmoko gaminti lydinį, artimą fosfidiniam eutektikai, tai yra metalą, kurio lydymosi temperatūra yra maždaug 100° žemesnė nei bronzos. Tuo paaiškinamas gana platus ketaus liejinių paplitimas Kinijoje senovėje ir iš pirmo žvilgsnio stebinantis faktas, kad nei Fergana, nei Batu užkariauta Rusija, turėjusi galimybę susipažinti su Kinijos patirtimi, negalėjo to išvystyti. gamybos namuose, nes neturėjo tinkamo. Todėl geležies liejyklų gamyba vėl prasidėjo viduramžiais, kai 1) išradus galingesnius pūtimo įrenginius buvo galima pereiti į aukštesnes krosnis geležies gamybai, kuriose ketus buvo gautas dėl karburizacijos. sumažinta geležis, iš pradžių netikėtai to meto metalurgams; 2) kai ketaus patrankų sviedinių, o vėliau ir ketaus patrankų paklausa sukūrė stabilią paklausą, taigi ir tvirtą ekonominį pagrindą jaunai gamybai.

Įdomių duomenų pateikia puikus meninio ir monetų liejimo žinovas A. M. Petričenko, rašantis, kad taisyklės išimtis turėtų būti ketaus monetų, plačiai naudojamų m. Penkios karalystės (907–960 m. po Kr.) ir ypač Dainų eroje (960–1279 m.). Kai kuriuose regionuose, siekiant sutaupyti vario, apyvartoje buvo tik ketaus monetos, tačiau buvo uždrausta ir jų eksportas į užsienį.

Užsienio ir vidaus literatūroje vyrauja nuomonė, kad geležies liejinių atsiradimo Kinijoje priežastis buvo didelio fosforo rūdos buvimas ir specialių fosforo priedų naudojimas senovės Kinijos liejyklų.

Pakanka net trumpos ekskursijos į Kinijos metalurgijos istoriją, kad įtikintume, jog tai nėra vienintelė ir ne pagrindinė priežastis, dėl kurios ketus atsirado ankstyvoje Kinijoje. Pagrindinė priežastis, kodėl kinai pirmieji pasaulyje ir daugiau nei 1500 metų anksčiau nei europiečiai išmoko kasti rūdas, lydyti geležį ir gaminti geležies liejinius, yra nepaprasta kinų sėkmė bronzos lydymo ir statybos srityse. krosnių geležies atsiradimo metu.

Vieni tyrėjai pirmuosius liejinius priskiria „kariaujančių valstybių“ laikotarpiui, kiti pagrįstai mano, kad kinai ketaus liejinius mokėjo gaminti dar „Pavasario ir rudens“ epochoje (722–481 m. pr. Kr.). Tiesą sakant, Kinija savo geležies amžių pradėjo, kaip liudija Li Heng-de, ne kasdama žaliavinę geležį ir kaldama iš jos gaminius, o lydydama ketų ir gamindama geležies liejinius. Tai vienas iš pirminės Kinijos liejyklų gamybos plėtros bruožų. Jei vis dar nėra įtikinamų įrodymų apie kaltinių geležies gaminių naudojimą „Pavasario ir rudens“ epochoje, tai yra daug visiškai patikimų duomenų apie ketaus liejinių gamybą šiuo laikotarpiu.

Kinijoje jau 513 m. (pr. Kr.) buvo pagamintas didelis ketaus ritualinis indas, ant kurio buvo nulietas vienas iš tuometinių skliautų (savotiškas kriminalinis skliautas). Tačiau pirmieji ketaus liejiniai pirmiausia buvo žemės ūkio reikmenys ir įrankiai. Senovės Kinijos kronikos pateikia nepaneigiamų įrodymų apie geležinių (ketaus) žemės ūkio įrankių naudojimą dar VII amžiuje. pr. Kr e., dėl ko smarkiai išaugo lauko derlius.

A. M. Petrichenko tiesiogiai nurodo, kad kinai, daugiau nei 1500 metų anksčiau už europiečius, išmoko lydyti ketų ir gaminti sudėtingus ketaus liejinius. „Kariaujančių valstybių“ laikotarpiu (403–221 m. pr. Kr.), t. y. kai Kinijoje pasirodė ketaus štampuotas liejimas, Kinijos liejyklų darbuotojai ištobulino ketaus lydymo techniką. Iki to laiko jie pasiekė aukštą liejimo formų gamybos lygį. Be to, to meto liejyklų darbininkai liejiniams ir kitiems liejiniams gaminti daugiausia naudojo pusiau nuolatines šamoto formas. Tokių formų pusės buvo pagamintos naudojant metalinius (bronzinius) modelius arba formas.

Žinoma, ketaus pinigų liejimas buvo labai progresyvus procesas dėl kelių priežasčių.

Ketvirta, vargu ar namuose iš rūdos ketaus gali išlydyti metalurgijos meno neišmanantis žmogus, neturintis paruoštų rūdos, srautų ir reduktorių, kurių receptas beveik visada buvo laikomas paslaptyje ir perduodamas. nuo tėvo iki sūnaus.

Kinija yra seniausios literatūros apie liejyklų gamybą šalis. Matyt, pirmoji knyga apie liejimo technologiją buvo Kinijoje plačiai žinoma knyga „Kao Gong Di“, parašyta daugiau nei prieš 2000 metų. Šioje knygoje aprašomi ne tik liejinių gamybos būdai, bet ir detaliai aprašomi įvairių gaminių lydiniai (kardai, varpai, buities reikmenys ir kt.), jų sudėtis ir lydymo būdai. Panašios informacijos apie įvairius liejimo būdus galima rasti vėlesniuose šaltiniuose.

Daugiau nei prieš keturis šimtus metų pirmą kartą buvo išleista Song Ying-hsing knyga „Original Inventions“, kurioje trumpai aprašomi daugelis būdingiausių nuo seniausių laikų išlikusių liejimo procesų. Ši knyga yra gerai iliustruota; jis buvo daug kartų perspausdintas.

Įdomu pastebėti, kad mūsų šalyje, Odesos srities teritorijoje, netoli kaimo. Nikolajevkoje, Beliajevskio rajone, 1964 metais A.I.Meliukova rado tris ketaus katilų fragmentus, kurie yra seniausi ketaus gaminiai ne tik visoje europinėje buvusios SSRS dalyje. Fragmentai buvo aptikti graikų-barbarų tipo gyvenvietėje nepaliestais sluoksniais įvairiose vietose ir reikšmingame gylyje - 0,7-1 m. Šiame sluoksnyje buvo daug senovės laikų gaminių, patikimai datuojamų IV-III a. šimtmečius. pr. Kr e. Skeveldros, kaip ir bet kuris deformuotas ketus, buvo netaisyklingos formos – 94x140-110x160 ir 95x130 mm, sienelės storis 3-7 mm. Išgraviruojant visuose pjūviuose buvo atskleista hipereutektinio baltojo ketaus liejimo struktūra su ledburito, pirminio cementito ir nedideliu kiekiu grafito. Ketaus atšalimo priežastį autoriai aiškina mažu silicio kiekiu, o beveik visiškas mangano nebuvimas rodo, kad ketus lydytas nenaudojant srautų.

Cheminė ir spektrinė analizė parodė, kad fragmentai priklausė tam pačiam katilui ir buvo pagaminti iš rūdos, matyt, rudosios geležies rūdos, kurią senovės metalurgai dažnai naudojo geležies gavimui.

Pažymėtina, kad kaip savarankiška pramonės šaka, liejykla nuo metalurgijos gamybos atsiskyrė tik XIX amžiaus pabaigoje – XX amžiaus pradžioje, kai atsirado mažos krosnys (kupolinės krosnys), galinčios lydyti metalą, užtikrinti pakankamą perkaitimą ir išlydyti. ketaus, turintis pakankamą takumą ir kitas liejimo savybes. Būtent tada liedami ketų nustojo naudoti tik pirmojo lydalo metalą, o pats ketus tapo plačiai paplitusia konstrukcine medžiaga. Tačiau pamatus tam padėjo senovės Kinijos, Uzbekistano ir Bulgarijos Volgos meistrai.

Ketaus liejimas buvo plačiai paplitęs pr. e. Kinijoje, kurio nepaneigiamas įrodymas yra iki šių dienų tebeegzistuojantys ketaus liejiniai ir ketaus formos. Skitų gentys, gyvenusios mūsų šalies teritorijoje nuo VIII amžiaus prieš Kristų. e. iki mūsų eros II amžiaus pabaigos. e., jie nežinojo geležies liejimo. Senovės Kinijos kronikos pateikia nepaneigiamų įrodymų apie geležinių (ketaus) žemės ūkio įrankių naudojimą dar VII amžiuje. pr. Kr e. Tiesą sakant, Kinija savo geležies amžių pradėjo ne kasdama žaliavinę geležį ir kaldama iš jos gaminius, o lydydama ketų ir gamindama geležies liejinius. Tai vienas iš pirminės Kinijos liejyklų gamybos plėtros bruožų. Pagrindinė priežastis, kodėl kinai pirmieji pasaulyje ir daugiau nei 1500 metų anksčiau nei europiečiai išmoko kasti rūdas, lydyti geležį ir gaminti geležies liejinius, yra nepaprasta kinų sėkmė bronzos lydymo ir statybos srityse. krosnių geležies atsiradimo metu.

Geležies gamyba

Ketus yra geležies ir anglies lydinys, kuriame yra daugiau nei 2 % C. Rūda, išvalyta iš atliekų, yra cheminis metalo junginys su kitais elementais. Norint gauti metalą iš rūdos, reikia atlikti tam tikras chemines reakcijas. Tuo pačiu metu elementus, sujungtus su metalu, veikia medžiagos, turinčios mažesnį giminingumą su metalu nei su kitais elementais. Kadangi geležies rūdose geležis dažniausiai derinama su deguonimi, šiam metalui gauti reikia atlikti redukcijos procesus. Gryna geležis technologijoje naudojama labai mažais kiekiais. Iš esmės tik mechaninėje inžinerijoje reikalingi geležies ir anglies lydiniai. Vienas iš šių lydinių yra ketus.

Ketaus lydoma iš geležies rūdos aukštakrosnėse. Šios krosnys yra bokštų formos (šachtinės krosnys). Aukštakrosnės vidinės dalys išklotos ugniai atspariomis šamotinėmis plytomis Užtaisas, t.y. rūda, kuras ir srautas iš bunkerio liftu 1 tiekiami į viršutinės dalies 2 įkrovimo aparatą, iš kur patenka į krosnies vidinę ertmę. Krosnis turi veleną 4, garų kamerą 5, pečius 8, židinį 9, kurio dugnas vadinamas flanšu. išlydytas ketus gaminamas per skylę - ketaus čiaupo angą, virš kurios yra šlako čiaupo anga, pro kurią išleidžiamas skystas šlakas. Ketaus gamybai reikalingas oras slėgiu pučiamas įkaitintoje būsenoje (iki 1200°C) į vamzdžius 7 (12-18 vnt.), einantis per žiedinį vamzdį 6, esantį virš oro slėgio vamzdeliuose iki 350 laipsnių. kn/m2 (3,5 kg/cm2). Aukštakrosnės („viršuje“) dujos vamzdžiais 3 išleidžiamos į valymo įrenginius, nes vėliau jos naudojamos kaip kuras aukštakrosnių gamybos ir kitiems tikslams.

Ketaus plačiai paplito kaip konstrukcinė medžiaga mechaninės inžinerijos, metalurgijos ir kitose pramonės šakose dėl daugybės pranašumų prieš daugelį medžiagų, iš kurių pagrindiniai yra maža kaina ir geros liejimo savybės. Iš jo pagaminti gaminiai turi pakankamai didelį stiprumą ir atsparumą dilimui, kai veikia trinties sąlygomis, ir pasižymi mažesniu jautrumu įtempių koncentratoriams nei plienas.

Baltajame ketuje visa anglis yra surišta į cheminį junginį geležies karbidą Fe3C – cementitą. Pilkame ketuje didelė anglies dalis yra struktūriškai laisvos grafito pavidalu. Nors pilkasis ketus puikiai tinka apdirbimui, baltas ketus turi labai didelį kietumą ir jo negalima apdirbti pjovimo įrankiu. Todėl baltasis ketus gaminiams gaminti naudojamas itin retai, daugiausia kaip tarpinis produktas, norint gauti kaliojo ketaus. Baltojo arba pilkojo ketaus gamyba priklauso nuo sudėties ir aušinimo greičio.

Ketaus gamyboje naudojamas kuras:

Termoantracitas;

Gamtinių dujų

Ketus lydomas aukštakrosnėse, kurios yra vertikalios metalinės šachtos, iš vidaus išklotos ugniai atspariomis plytomis, kuriose yra daug aliuminio oksido. Skystas ketus išleidžiamas į samčius, iš kurių pilamas į formas arba maišytuvus (maišymo indus, kuriuose lydinys kurį laiką laikomas skystoje būsenoje). Krosnyse gaminamas ketus skirstomas į liejyklą ir konversiją. Liejykliniai ketaus naudojami ketaus liejiniams gaminti, o ketaus – plieno gamybai. Gaminiams lieti ketus lydomas kupolo krosnyse, liepsnos ir elektrinėse krosnyse. Skystas ketus, išlydytas 1380–1420°C temperatūroje, per čiaupo angą išleidžiamas į ugniai atspariu būdu išklotus liejimo kaušelius, skirtus ketui išlieti į formas, pagamintas iš liejimo medžiagos su jungtimis.

Pastaraisiais metais naudojami progresyvūs ketaus liejimo būdai: esant slėgiui, išcentriniu būdu į apvalkalo formas. Į formą supiltas ketus joje išlieka tol, kol visiškai virsta kietu, iš pradžių plečiasi, o vėliau susitraukia apie 1%. Liejimas atliekamas specialiuose įrenginiuose, kuriuos sudaro katilas su išlydytu metalu, suskaidytos formos, slėgio mechanizmas ir formų atidarymas. Išcentrinis liejimas pagrįstas išcentrinių jėgų, veikiančių metalą, supiltą į besisukančią formą, principu. Tokiu būdu galima išlieti įvairius gaminius – vamzdžius, žiedus, įvores, kietus ir bimetalinius.

Namų mokslininkai ir praktikai sukūrė plonų ketaus lakštų valcavimo be luito metodą. Ketaus, išlydytas kupolinėse krosnyse, susukamas į juostelę tarp ritinių, po to 2-3 valandas atkaitinama 980-1050 ° C temperatūroje. Tokiomis sąlygomis ketaus lakštas įgauna tam tikrą plastiškumą, leidžiantį susidaryti skylėms. būti joje mušamas, pjaustomas žirklėmis, sulenktas ir pan.

Juodųjų metalų gamyba iš geležies rūdos yra sudėtingas procesas, kurį galima grubiai suskirstyti į du etapus. Pirmajame etape gaunamas ketus, o antrajame jis perdirbamas į plieną. Atsižvelgiant į tai, kad studentai jau yra susipažinę su metalurgijos procesų pagrindais nuo vidurinės mokyklos, toliau nagrinėsime tik pagrindinius geležies ir plieno technologijos principus. Ketus yra geležies lydinys su anglimi 2...6,67%, be to, lydinyje gali būti silicio, mangano, sieros, fosforo ir kt. Ketaus gamybos pradinės medžiagos yra geležies rūdos, kuras ir srautai.

Ruda geležies rūda

Spar ReSOz geležies rūdos, kuriose yra 30...70% geležies ir uolienų atliekos iš įvairių natūralių cheminių junginių SiO2, Al2Oz ir kt. bei kenksmingų priemaišų (sieros, fosforo).

Kuras yra koksas, koksinės anglies sauso distiliavimo (be oro prieigos) produktas. Fliusai (fliusai) – kalkakmeniai, dolomitai, kvarcas, smiltainiai – naudojami uolienų atliekų lydymosi temperatūrai sumažinti ir jas bei kuro pelenus paversti šlaku. Pagrindinis ketaus gamybos iš rūdos būdas šiuo metu yra aukštakrosnių procesas, kurio metu iš rūdos (oksidų) geležis redukuojama aukštoje temperatūroje ir atskiriama nuo rūdos.

Ketaus lydymas aukštakrosnėse, kurių tūris yra iki 5000 m3, į kurias pakaitomis sluoksniais kraunama rūda, koksas ir srautai, kurie, veikiami savo masės, nusileidžia krosnyje. Apatinėje krosnies dalyje - židinys, per angas - vamzdžius tiekiamas šildomas oras esant slėgiui, būtinas kuro degimui palaikyti. Koksas, degdamas viršutinėje židinio dalyje, sudaro CO2, C+O2 = CO2, kuris pakyla į krosnį ir pakeliui sutikdamas karštą koksą virsta anglies monoksidu: CO2-f-:-f-C=2CO. Anglies monoksidas geležies oksidus redukuoja iki grynos geležies tokia tvarka: Fe2O3, F3O4, FeO, HFe. Šį procesą galima pavaizduoti tokiomis reakcijomis: 3F9Q3 + CO = 2F3O4 + CO2; 2Fe3O4+2CO=6FeO+2CO; 6FeO+6CO = 6Fe+6CO2. Krosnies dugne dalis redukuotos geležies susijungia su anglimi ir sudaro geležies karbidą Fe3C (geležies angliarūgštė). Tada ištirpsta karbonizuotas metalas, kuris suteka į aukštakrosnės židinį, o geležies prisotinimas anglimi tęsiasi. Dėl lydymosi atkuriama ne tik geležis, bet ir kiti rūdoje esantys elementai Si, Mn, P, kurie, kaip ir dalis sieros FeS pavidalu, pereina į ketų. Išlydytas šlakas taip pat patenka į krosnį ir plūduriuoja virš ketaus, nes jo tankis yra mažesnis nei ketaus.

Išlydytas ketus ir šlakas periodiškai išleidžiami per specialias skylutes – ketaus ir šlako angas, pirmiausia šlaką, o paskui – ketų. Pažangūs aukštakrosnių gamybos plėtros procesai apima įkrovos paruošimo gerinimą smulkinant, kruopščiai plaunant, rūšiuojant ir sodrinant geležies rūdas, kuri atliekama, pavyzdžiui, magnetiniu atskyrimu. Plačiai plėtojama sukepinimo gamyba, sukepinant smulkią rūdą į didesnius gabalus. aukštakrosnės siekė 5 tūkst. m3, o tai užtikrino naudingojo tūrio panaudojimo koeficiento pagerėjimą ir kuro sąnaudų sumažėjimą 1 tonai ketaus.

IISI duomenimis, 2002 m. pasaulinė ketaus gamyba 42 pirmaujančiose pasaulio šalyse sudarė apie 600 mln. tonų. Lyginant su 2001 m., ketaus gamyba išaugo 5,5 proc.