Valurauta
Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 13.11.2021 tarkistetusta versiosta . vahvistus vaatii 21 muokkausta .| Valurauta |
|---|
| Rauta-hiiliseosten faasit |
|
| Rauta-hiiliseosten rakenteet |
|
| Tulla |
|
| valurauta |
|
Valurauta on raudan seos hiilen (ja muiden alkuaineiden) kanssa, jonka hiilipitoisuus on vähintään 2,14 % (hiilen rajaliukoisuuspiste austeniitissa tilakaaviossa ), ja seoksia, joiden hiilipitoisuus on alle 2,14 % kutsutaan teräkseksi . Hiili antaa rautaseoksille kovuutta , mikä vähentää sitkeyttä ja sitkeyttä . Valuraudassa olevaa hiiltä voi esiintyä sementiittinä ja grafiittina . Grafiitin muodosta ja sementiitin määrästä riippuen erotetaan valkoiset, harmaat, muokattavat ja lujat valuraudat. Valurauta sisältää pysyviä epäpuhtauksia ( Si , Mn , S , P ) ja joissain tapauksissa myös seosaineita ( Cr , Ni , V , Al ym.). Yleensä valurauta on hauras . Valurautatiheys - 7,874 g/cm3
Harkkorauta sulatetaan, yleensä masuuneissa . Valuraudan sulamispiste on 1147-1200 °C, eli noin 300 °C alhaisempi kuin puhtaan raudan sulamispiste.
Etymologia
Venäjän sanaa "valurauta" pidetään suorana lainauksena turkkilaisista kielistä [1] :
ČOƔ [chog] kiiltoa, säteilyä; liekki, lämpö [2] ; kritsa [3] → ČOƔÏN, ČOΔÏN [chogun, chodun] kupari [2] [4] , valurauta [3]
Turkkilaisen termin lainaus liittyy suoraan raudan, raudan ja teräksen massatuotantoon Bulgarian Volgan, Bolgarin ja Dzhuketaun kaupungeissa 1300-1400-luvuilla. [yksi]
Turkkilaisen termin alkuperä liittyy myös valaan. trad. 鑄, pinyin zhù , pall. zhu , kirjaimellisesti: "kaataa; valettu (metalli) "ja valas. trad. 工, pinyin gōng , pall. gong , kirjaimellisesti: "teko" [5] . Tämä ei kuitenkaan osoita kiinalaisen termin tunkeutumista venäjän kieleen. Lisäksi kiinan kielen foneettisia prosesseja, kuten alku- ja vokaalinvaihtoa, ei oteta huomioon. Toisin sanoen kiinalaisen termin 鑄工 nykyaikainen ääntäminen otettiin käyttöön melko hiljattain, aikaisintaan 1600-luvulla.
Valurautaa kutsutaan suomeksi sanalla Valurauta, joka on kaksijuurta ja käännettynä valurautaksi ( rauta ); vastaavasti englanniksi ( valurauta ).
Historia
1. vuosituhannen alussa eKr. e. raudan sulattamisen tekniikka upokkaissa hallittiin Kiinassa ja sitä ympäröivillä Kaukoidän alueilla. Panos koostui kukkaraudasta ja puuhiilestä , sulatusta suoritettiin useiden päivien ajan yli 1200 °C:n lämpötilassa. Myöhemmin kiinalaiset metallurgit keksivät erityisen uunin valuraudan sulattamiseksi rautamalmista tai kukkaraudasta, nimeltään "kiinalainen" kupoli. Uuni oli pohjimmiltaan noin 1 m korkea takkauuni, joka oli varustettu puhalluslaatikolla, joka antoi ilmavirran uuniin. V-III vuosisadalla eKr. e. Kiinassa hallittiin monimutkaisten valurautavalujen valmistus. Tätä ajanjaksoa pidetään taiteellisen rautavalun alkamisena [ 6] [7] .
1. vuosisadan alussa [8] valurautakolikot ilmestyivät Kiinaan, mutta pronssikolikot olivat laajassa käytössä 1800-luvulle asti [9] . 1000-luvulla pystytettiin Lingxiaon pagodin valurautainen torni . Kultaisen lauman ( Tulan alue ) [10] valurautaisten pattojen löydöt ovat peräisin 1300-luvulta , mutta Mongolian ( Karakorumin ) alueella mongolit osasivat valmistaa valurautakattoja jo 1200-luvulla [11] . Vuonna 1403 Kiinassa ( Pekingissä ) valettiin rautakello [12] .
Valuraudan esiintyminen Euroopassa juontaa juurensa 1300-luvulle, jolloin shtukofeenin ensimmäinen sulatus alkoi tuottaa nestemäistä rautaa. Venäjällä ensimmäinen valurauta sulatettiin 1500-luvulla [13] [14] . Aktiivisimmat ensimmäiset talot rakennettiin 1400-luvun toisella puoliskolla Italiassa, Hollannissa ja Belgiassa. Saksalaiset metallurgit jatkoivat metallin sulattamista blauofenissa pitkään [1] .
1300-1400-luvuilla Euroopassa, 1500-luvulta lähtien - Venäjällä ilmestyivät ensimmäiset kiinteät valurautakanuunat ja kanuunankuulat [15] [16] [17] . Tämän tekniikan keksijäksi katsotaan Buxtedin kylästä kotoisin oleva mestari Peter Boude, joka Henry VIII :n valimossa [18] .
Vuonna 1701 Kamensky-rautavalimo Uralilla (Venäjä) tuottaa ensimmäisen valurautaerän (262 kg). Uralilla raudanvalusta on tullut kansankäsityö. Ensimmäinen valurautainen silta ilmestyi Englantiin 1700-luvulla . Venäjällä valurautainen silta ilmestyi vasta 1800-luvun alussa. Tämän mahdollisti Wilkinsonin tekniikka . Samalla vuosisadalla kiskoja alettiin valmistaa valuraudasta [19] . Teollisen käytön lisäksi valurautaa käytettiin edelleen arjessa. 1700-luvulla ilmestyi valurautakattilat , joita alettiin käyttää laajalti venäläisessä uunissa [20] .
1700-luvun alussa puuhiilen tuotantoon käytettyjen metsien köyhtymisongelma kärjistyi Länsi-Euroopassa. Masuunien vaihtoehtoisten polttoaineiden etsiminen aloitettiin. Ensimmäiset kokeet valmistetun hiilen ja turpeen käytöstä masuunisulatuksessa tehtiin Englannissa ja Saksassa jo 1600-luvun ensimmäisellä puoliskolla. 1700-luvun alussa kivihiilen koksauksen tekniikka hallittiin Englannissa. Vuonna 1735 harkkorauta sulatettiin ensimmäisen kerran Englannissa käyttämällä vain kivihiilitervakoksia . Myöhemmin koksimetallurgia levisi ympäri maailmaa [14] [21] . Vuoteen 1850 mennessä 70 % maailman kaikista masuuneista oli koksilla ja vuoteen 1900 mennessä 95 % [22] [23] .
1700-luvun loppuun mennessä Venäjä oli ensimmäinen paikka harkkoraudan tuotannossa ja tuotti 9 908 tuhatta puuta harkkorautaa, kun taas Englanti - 9 516 tuhatta puuta, jota seurasivat Ranska, Ruotsi ja Yhdysvallat [24] .
1800-luvun alussa pallografiittiraudan tuotanto hallittiin . 1900-luvun toisella neljänneksellä otettiin käyttöön valuraudan seostus [13] .
Iso- Britannia sulatti vuonna 1806 250 000 tonnia harkkorautaa, sijoittuen tuotannossaan maailman ensimmäiselle sijalle, ja 1800-luvun puoliväliin mennessä puolet maailman harkkorautatuotannosta keskittyi Isoon-Britanniaan. Kuitenkin vuonna 1890 Yhdysvallat otti ensimmäisen sijan harkkoraudan tuotannossa [25] . Bessmer -prosessin (1856) ja tulisijauunin (1864) teknologia mahdollisti ensimmäistä kertaa teräksen valmistuksen valuraudasta. 1800-luvulla valurautaa käytettiin laajalti viktoriaanisten takkojen [26] sekä koriste-elementtien valmistukseen (esimerkiksi Aleksanteri II:n muistomerkin valurautaritilä , 1890). Valurautaisten pienveistoksen ja harjakattoisten tuotteiden valmistuksen ansiosta Kusinskyn ja Kaslin tehtaat saavuttivat laajaa suosiota .
Kaslin kylän tehtaalla kehitetty muovausmenetelmiä monimutkaisten taidevalujen valuun johti menetelmän luomiseen hylsymuottien valmistamiseksi, jota käytetään edelleen, erityisesti työstökoneiden valmistuksessa [27] . Myös 1800-luvulla Lontoon 12 tuuman vesi- ja viemäriputket valmistettiin valuraudasta [28] .
Valurautaa käytetään hiililiuottimena lämmönkestävien yksikiteisten synteettisten timanttien valmistukseen.
Luokitus
Saatu harkkorauta jaetaan käyttötarkoituksen mukaan
- muuntaminen (käytetään jatkojalostukseen teräkseksi) ja
- valimo (käytetään valukappaleiden jatkovalmistukseen) [13] .
Hiilipitoisuuden perusteella valuraudat jaetaan
- hypoeutektinen (2,14-4,3 % hiiltä),
- eutektinen (4,3 %),
- hypereutektinen (4,3–6,67 %).
Valuraudan tilasta ja hiilipitoisuudesta riippuen, mikä määrää murtuman tyypin, on olemassa
- valkoinen (kaikki hiili on sementiitin muodossa, murto on kevyt, niitä käytetään pääasiassa pallografiittiraudan valmistukseen , joita saadaan hehkuttamalla),
- harmaa (valurauta, jonka piipitoisuus on 1,2-3,5 % ja epäpuhtaudet Mn, P, S, suurin osa tai kaikki hiilestä on lamelligrafiitin muodossa , rako on harmaa),
- puolikkaat (jäähdytetyt) valuraudat [13] [29] .
Grafiittisulkeutumien muodosta riippuen valuraudat eristetään
- lamelligrafiitilla (se ei yleensä ole seostettua [30] ),
- nodulaarisella grafiitilla ( suuri luja ),
- vermikulaisella grafiitilla,
- hiutalegrafiitilla [13] [31] .
Riippuen metallipohjan koostumuksesta ja rakenteesta,
- perliitti,
- ferriittiset,
- perliitti-ferriitti,
- austeniittista,
- bainiitti ja
- martensiittiset valuraudat [13] .
Käyttötarkoituksensa mukaan valuraudat jaetaan
- rakenteelliset ja
- erityistä [13] .
Kemiallisen koostumuksensa mukaan valuraudat jaetaan
- doping ja
- seostamaton [13] .
Merkintä
Teollisuudessa valuraudan lajikkeet on merkitty seuraavasti:
- harkkorauta - P1, P2;
- valurauta (sikavalu) - PL1, PL2;
- muunnosfosforivalurauta - PF1, PF2, PF3;
- muunnos korkealaatuinen valurauta - PVK1, PVK2, PVK3;
- valurauta lamelligrafiitilla - SC (numerot kirjainten "SC" jälkeen osoittavat vetolujuuden arvon kgf / mm).
Kitkaa estävä valurauta:
- kitkaa estävä harmaa - ASF;
- anti-kitka korkea lujuus - AChV;
- kitkaa muovattava - AChK;
- nodulaarinen valurauta valurautaa varten - HF (numerot kirjainten "HF" jälkeen tarkoittavat vetolujuutta kgf / mm ja suhteellista venymää (%);
- lämmönkestävä ja lämmönkestävä valurauta - Ch . [32]
Tempervalurauta on merkitty kahdella kirjaimella ja kahdella numerolla, esim. KCh 37-12. Kirjaimet KCh tarkoittavat muokattavaa valurautaa, ensimmäinen numero on vetolujuus (kymmeninä megapascaleina), toinen numero on suhteellinen venymä (prosentteina), joka kuvaa valuraudan sitkeyttä.
Tuotantomäärät
Vuonna 1892 Saksa tuotti 4,9 miljoonaa tonnia harkkorautaa, kun Englannissa 6,8, ja vuonna 1912 jo 17,6 miljoonaa tonnia 9,0:aa vastaan [33]
Maailman harkkoraudan tuotanto vuonna 2009 oli 898,261 miljoonaa tonnia, mikä on 3,2 prosenttia vähemmän kuin vuonna 2008 (927,123 miljoonaa tonnia) [34] . Kymmenen suurinta harkkorautaa tuottavaa maata olivat seuraavat:
| Paikka vuonna 2009 |
Maa | Harkkorautatuotanto, mt |
|---|---|---|
| yksi | Kiina | 543,748 |
| 2 | Japani | 66,943 |
| 3 | Venäjä | 43,945 |
| neljä | Intia | 29.646 |
| 5 | Etelä-Korea | 27,278 |
| 6 | Ukraina | 25,676 |
| 7 | Brasilia | 25,267 |
| kahdeksan | Saksa | 20.154 |
| 9 | USA | 18.936 |
| kymmenen | Ranska | 8.105 |
Vuoden 2010 neljän kuukauden aikana maailman raakaraudan tuotanto oli 346,15 miljoonaa tonnia. Tämä tulos on 28,51 % enemmän kuin vastaavana aikana vuonna 2009. [35]
Galleria
- Valurautatuotteet
-
valurautainen portaikko
-
Silta Severnin yli - maailman ensimmäinen valurautainen silta
-
Valurautainen pannu
-
Valurautakiuas - potbelly liesi
-
valurauta puuhiilirauta
-
Valurautainen kaivon kansi
- valurautaiset sillat
-
Rautasilta Severn -joen yli Coalbrookdalessa, Englannissa (valmistunut 1779)
-
Eglinton Tournament Bridge (valmistui noin 1845), North Ayrshire , Skotlanti , rakennettu valuraudasta
-
Alkuperäinen silta Tayn yli pohjoisesta (valmistunut 1878)
-
Kaatunut silta Tayn yli pohjoisesta (1880)
Kulttuurissa ja taiteessa
- Bulgarinin tarina Plausible Fables (1824) kuvaa valurautakourut autojen ja valurautaisten talojen ajamiseen.
- Chugun - populaaritiedeelokuva, Sverdlovskin elokuvastudion tuotanto .
- Children of the Iron Gods ( 1993 ) - elokuva.
- Harkkojuoksu ( 1996 ) - musiikkiryhmä.
Muistiinpanot
- ↑ 1 2 Wegman et ai., 2004 , s. 41.
- ↑ 1 2 ANTIENT TURKIC DICTIONARY, toinen painos, tarkistettu / Toimittanut D.M. Nasilova, I.V. Kormushina, A.V. Dybo, W.K. Isabekova. - Astana: "Gylym" Baspasy, 2016. - s. 162.
- ↑ 1 2 R. G. AKHMETYANOV. TATAARIN KIELEN ETYMOLOGINEN SANAKIRJA, II osa. - KAZAN: MAGARIFF - VAKYT, 2015. - S. 451.
- ↑ Mahmud al-Kashgari. Diwan lugat at-turk (Mahmud al-Kashgarin sanakirja). - 1074. - S. 206-9.
- ↑ Rautavalimotuotannon alkaminen
- ↑ Karabasov et ai., 2012 , s. 54.
- ↑ Wegman et ai., 2004 , s. 39.
- ↑ Wang Mangin numismaattinen perintö, AD9-23, kirjoittanut Henz Hratzer, AMFishman, 2017. 五銖圖考2009年版
- ↑ kiinalaiset kolikot
- ↑ Arkeologit löysivät Kulikovon kentältä 1300-luvun kultaisen lauman patan
- ↑ Terekhova N. N. Rautavalimon tuotantotekniikka muinaisten mongolien keskuudessa
- ↑ Mistä kellot on valettu
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Valurauta / B. S. Milman , E. V. Kovalevich , V. T. Solenkov // Chagan - Aix-les-Bains. - M . : Neuvostoliiton tietosanakirja, 1978. - S. 248-249. - ( Great Soviet Encyclopedia : [30 nidettä] / päätoimittaja A. M. Prokhorov ; 1969-1978, v. 29).
- ↑ 1 2 Korotich, 2000 , s. 178.
- ↑ Tuliaseiden historiaa muinaisista ajoista 1900-luvulle
- ↑ Tykistöase (keksintöhistoria)
- ↑ Tsaariajan tykistöstä ja tykkien valusta
- ↑ Wegman et ai., 2004 , s. 40.
- ↑ Veturin historia
- ↑ Valurauta venäläiseen takkaan
- ↑ Wegman et ai., 2004 , s. 51-52.
- ↑ Wegman et ai., 2004 , s. 53.
- ↑ Karabasov et ai., 2011 , s. 138-140, 144-153.
- ↑ L. G. Beskrovny. Armeija ja laivasto XVIII vuosisadalla .. - M . : Neuvostoliiton puolustusministeriön sotilaskustantamo, 1958. - S. 361. - 662 s.
- ↑ Verkkotunnuksen vallankumous
- ↑ Viktoriaaninen ja Georgian tyyli ja takkakoristelu (pääsemätön linkki) . Haettu 15. lokakuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 15. lokakuuta 2017.
- ↑ A. N. Grablev. Valimotuotannon koneet ja teknologia. - M. : MGIU, 2010. - S. 14. - 228 s. — ISBN 978-5-2760-1857-7 .
- ↑ Lontoon metro: Putki- ja viemärityöt
- ↑ Zimmerman, Günther, 1982 , s. 245, 253.
- ↑ Zimmerman, Günther, 1982 , s. 246.
- ↑ Zimmerman, Günther, 1982 , s. 245.
- ↑ Modecut.net . www.modecut.net . Haettu: 23.8.2022.
- ↑ Lenin . Imperialismi kapitalismin korkeimpana vaiheena , ks. 7.
- ↑ Harkkoraudan maailmantuotanto vuonna 2009 laski 3,2 % (linkki ei saavutettavissa)
- ↑ Raudan tuotanto kasvaa maailmassa .
Kirjallisuus
- Karabasov Yu. S. , Chernousov P. I. , Korotchenko N. A. , Golubev O. V. Metallurgia ja aika: Encyclopedia:6 osana -M . : Publishing HouseMISiS, 2011. -V. 2: Teollisen sivilisaation perusta. Renessanssi ja moderni aika. — 216 s. -1000 kappaletta. -ISBN 978-5-87623-537-4(osa 2).
- Karabasov Yu. S. , Chernousov P. I. , Korotchenko N. A. , Golubev O. V. Metallurgia ja aika: Tietosanakirja:6 osaa -M . : Publishing HouseMISiS, 2012. -V. 4: Venäjän panos. — 232 s. -1000 kappaletta. -ISBN 978-5-87623-539-8(osa 4).
- Yu. M. Lakhtin, V. P. Leontieva. Materiaalitieteen. - M .: Mashinostroenie, 1990. - 528 s.
- Vegman E. F. , Zherebin B. N. , Pokhvisnev A. N. et al.: Oppikirja yliopistoille / toim. Yu. S. Yusfin . — 3. painos, tarkistettu ja laajennettu. -M . : ICC "Akademkniga", 2004. - 774 s. -2000 kappaletta. —ISBN 5-94628-120-8.
- Kiinteän olomuodon fysiikka ja kemia, nro 4, 2014, voi. viisitoista.
- Korotich V. I. , Naboichenko S. S. , Sotnikov A. I. , Grachev S. V. , Furman E. L. , Lyashkov V. B. Metallurgian alku: Oppikirja yliopistoille / toim. V. I. Korotich. - Jekaterinburg: USTU, 2000. - 392 s. -ISBN 5-230-06611-3.
- Zimmermann R. , Günter K. Metallurgia ja materiaalitiede: Viitepainos = Metallurgie und Werkstofftechnil: ein Wissensspeicher / Per. hänen kanssaan. B. I. Levin ja G. M. Ashmarin , toim. P. I. Polukhin , M. L. Bernshtein . - M .: Metallurgia , 1982. - 480 s. - 16 000 kappaletta.
 Sanakirjat ja tietosanakirjat |
| |||
|---|---|---|---|---|
| ||||
| Rautametallurgia | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Yleiset käsitteet Mustat metallit Metalliseos Rauta- ja terästehtaat Metallurginen kompleksi Raudan tuotannon ja käytön historia | ||||||||||||
| Ydinprosessit _ |
| |||||||||||
| Pääyksiköt _ |
| |||||||||||
| Päätuotteet ja materiaalit |
| |||||||||||
| kolikon metallit | |
|---|---|
| Metallit | |
| Seokset |
|
| Kolikkoryhmät | |
| Metalliryhmät | |
| Katso myös | |
- ↑ Valurautaisten astioiden käyttöä koskevat säännöt . www.1001kazan.ru _ Haettu: 1.8.2022.