Тэмпература плаўлення жалеза

Жалезам чалавек пачаў валодаць (каваць, плавіць) праз некалькі тысячагоддзяў пасля асваення работ з меддзю. Першае самасейнае жалеза ў выглядзе камякоў было знойдзена на Блізкім Усходзе ў 3000 годзе да нашай эры. А металургія жалеза, на думку спецыялістаў, паўстала ў некалькіх месцах планеты, розныя народы асвойвалі гэты працэс у розны час. Дзякуючы гэтаму жалеза як матэрыял для вырабу прылад працы, палявання і вайны выцесніла камень і бронзу.

Першыя працэсы вырабу жалеза называліся сыродутных. Сутнасць заключалася ў тым, што ў яму закідала жалезная руда з драўняным вуглём, які распальвалі і шчыльна закаркоўваюць, пакідаючы дутьевое адтуліну, праз якое падаваўся свежае паветра для выдзімання. У працэсе такога нагрэву тэмпература плаўлення жалеза, вядома, не магла быць дасягнута, атрымлівалася размяклая маса (крыцы), у якой знаходзіўся дзындра (попел ад паліва, вокіслы руды і пароды).

Далей атрыманую крыцы некалькі разоў проковывают, выдаляючы дзындра і іншыя непатрэбныя ўключэння, гэты працаёмкі працэс вырабляўся па некалькі разоў, у выніку чаго з агульнай масы да фінішнай аперацыі даходзіла пятая частка. З вынаходствам вадзянога кола з'явілася магчымасць падаваць значная колькасць паветра. Дзякуючы такому дутью тэмпература плаўлення жалеза стала дасягальнай, з'явіўся метал у вадкім выглядзе.

Гэтым металам быў чыгун, які не каваў, але было заўважана, што ён добра запаўняе форму. Гэта былі першыя досведы па чыгуну ліцці, якое з некаторымі ўдасканаленнямі і зменамі дайшло да нашых дзён. З часам быў знойдзены спосаб перапрацоўкі чыгуну ў зварачнае жалеза. Кавалкі чыгуну загружаліся з драўняным вуглём, падчас гэтага працэсу чыгун размягчается, адбывалася акісленне прымешак, у тым ліку вугляроду. У выніку чаго метал станавіўся густым, тэмпература плаўлення жалеза павышалася, г.зн. атрымлівалася зварачнае жалеза.

Такім чынам, металургі таго часу змаглі падзяліць адзіны працэс на дзве ступені. Гэты двухступеньчатая працэс у самой ідэі захаваўся да цяперашняга часу, змены ў большай ступені тычацца з'яўленню працэсаў, якія адбываюцца на другім этапе. Чыстае жалеза або метал, які мае мінімум прымешак, практычнага прымянення амаль не мае. Тэмпература плаўлення жалеза па дыяграме жалеза - вуглярод знаходзіцца ў кропцы А, што адпавядае 1535 градусам.

Тэмпература кіпення жалеза надыходзіць пры дасягненні адзнакі 3200 градусаў.

На адкрытым паветры жалеза з часам пакрываецца аксіднай плёнкай, у вільготным асяроддзі з'яўляецца друзлы пласт іржы. Жалеза з моманту яго з'яўлення і па сённяшні дзень з'яўляецца адным з галоўных металаў. Выкарыстоўваецца жалеза, галоўным чынам, у выглядзе сплаваў, якія адрозніваюцца па ўласцівасцях і складу.

Пры якой тэмпературы плавіцца жалеза, залежыць ад утрымання вугляроду і іншых кампанентаў, якія ўваходзяць у склад сплаву. Найбольшае ўжыванне маюць вугляродзістыя сплавы - чыгун і сталь. Сплавы, якія змяшчаюць вуглярод больш за 2%, называюць чыгуном, менш за 2% ставяцца да сталі. Чыгун атрымліваюць у даменных печах, шляхам пераплавіць абагачаных на аглофабрике руд.

Сталь выплаўлялі ў мартэнаўскіх, электрычных і індукцыйных печах, у канвертарах.

У якасці шыхты прымяняецца металічны лом і чыгун. Шляхам акісляльных працэсаў з шыхты выдаляецца лішні вуглярод і шкодныя прымешкі, а дабаўкі легіравальных матэрыялаў дазваляюць атрымаць патрэбную марку сталі. Для атрымання сталі і іншых сплаваў сучасныя металургія выкарыстоўвае тэхналогіі электрошлакового пераплавіць, вакуумныя, электронна-прамянёвыя і плазменныя плаўкі.

У распрацоўцы знаходзяцца новыя метады плаўлення сталі, якія прадугледжваюць аўтаматызацыю працэсу і якія забяспечваюць атрыманне высакаякаснага металу.

Навуковыя распрацоўкі дасягнулі такога ўзроўню, калі можна атрымліваць матэрыялы, якія вытрымоўваюць вакуум і вялікі ціск, вялікія тэмпературныя перапады, агрэсіўную сераду, радыяцыйныя выпраменьвання і да т.п.