أشكال الحديد، والتصنيف، وتكوين، والخصائص، ووضع العلامات والتطبيق

اليوم، يكاد لا يوجد مجال واحد من حياة الإنسان، الذي لم يكن لاستخدام الحديد. وتعرف هذه المواد للبشرية لفترة طويلة وتتمتع بسمعة ممتازة من الناحية العملية. مسبوكات الحديد - على أساس عدد كبير من أجزاء، والجمعيات والآليات، وفي بعض الحالات المنتج حتى مكتفية ذاتيا، وقادرة على أداء المهام الموكلة إليها. لذلك، في هذه المقالة سوف نقوم إيلاء اهتمام وثيق للغاية لهذا مركبات الحديد. أيضا، ومعرفة ما هي أنواع من الحديد الزهر، والخصائص الفيزيائية والكيميائية.

تعريف

الحديد - وهذا هو حقا فريدة من نوعها سبيكة من الحديد والكربون، والتي أوقعت أكثر من 90 في المائة من الحديد، وC - لا يزيد عن 6.67٪، ولكن ليس أقل من 2.14٪. أيضا، قد يكون الكربون من الحديد على شكل سمنتيت أو الجرافيت.

الكربون يعطي سبيكة صلابة عالية بما فيه الكفاية، ولكن في الوقت نفسه، يقلل من صلابة ويونة. في هذا الصدد، والحديد هو مادة هشة. أيضا، في بعض الماركات من الحديد الزهر إضافة الإضافات الخاصة، والتي هي قادرة على إعطاء مركب من خصائص معينة. في دور عناصر صناعة السبائك يمكن أن يكون: النيكل والكروم والفاناديوم، والألمنيوم. مؤشر كثافة الحديد 7200 كجم لكل متر مكعب. من هنا يمكننا أن نستنتج أن وزن الحديد الزهر - وهو الرقم الذي لا يمكن أن تسمى صغيرة.

معلومات تاريخية

منذ فترة طويلة معروفة الخنزير الحديد للإنسان. وأول ذكر للسبائك تعود إلى القرن السادس قبل الميلاد.

في الصين في العصور القديمة، تم الحصول على الحديد مع درجة حرارة انصهار منخفضة إلى حد ما. في أوروبا، بدأ الحديد للحصول على حوالي في القرن ال14، عندما بدأت أول من استخدم الأفران العالية. في ذلك الوقت، ذهب الحديد الزهر لإنتاج الأسلحة والذخائر وقطع للبناء.

على أراضي روسيا إنتاج الحديد الخام من المكونات الفعالة في القرن ال16، ثم توسعت بسرعة. في الأوقات البتراء I روسيسكايا الإمبراطورية من حيث إنتاج الحديد الخام كان قادرا على تجنب كل دول العالم، ومع ذلك، بالفعل مئات من السنين وقد بدأت مرة أخرى لاتخاذ مواقعها في السوق لصناعة الصلب.

تم استخدام الحديد الصب لخلق مجموعة متنوعة من الأعمال الفنية في عصر القرون الوسطى. على وجه الخصوص، في القرن 10th يلقي سادة الصينية شخصية فريدة من نوعها حقا أسد، التي تجاوزت 100 طن الوزن. ابتداء من القرن ال15 في ألمانيا، ثم في بلدان أخرى، تلقت الزهر على أوسع نطاق. من جعلت الأسوار، ومشاوي والمنحوتات الحديقة، أثاث الحدائق، وشواهد القبور.

في السنوات الأخيرة من القرن ال18 الزهر قدر الإمكان المشاركين في الهندسة المعمارية من روسيا. قرن ال19 وبشكل عام يسمى "عصر الحديد"، حيث يتم استخدام سبائك بنشاط كبير في مجال العمارة.

ملامح

وهناك أنواع مختلفة من الحديد الزهر، ولكن متوسط درجة حرارة انصهار مجمع المعادن حوالي 1200 درجة مئوية. هذا الرقم هو 250-300 درجة أقل مما هو مطلوب لصهر الصلب. ويرتبط هذا الاختلاف مع محتوى الكربون عالية نسبيا، الأمر الذي يؤدي إلى أقل من علاقتها الوثيقة مع ذرات الحديد على المستوى الجزيئي.

في وقت الذوبان وتبلور لاحقة من الكربون الواردة في الحديد الزهر، لم الوقت لاختراق تماما في شعرية الجزيئية من الحديد، ولأن الحديد التي تم الحصول عليها في نهاية المطاف هو هش جدا. وفي هذا الصدد، فإنه لا ينطبق حيث توجد أحمال الديناميكية المستمرة. ولكن في حين انه لشيء رائع لتلك الأجزاء التي لها متطلبات عالية للقوة.

تكنولوجيا الإنتاج

تماما جميع أنواع الحديد الزهر أنتجت في فرن الانفجار. في الواقع، فإن عملية ذوبان - النشاط شاقة بدلا من أن يتطلب استثمارات مادية جسيمة. طن واحد من الحديد يتطلب حوالي 550 كجم من فحم الكوك وما يقرب من نصف طن من المياه. والتشريد خام المشحونة في الفرن تعتمد على محتوى الحديد. غالبا ما تستخدم خام، الذي الحديد لا يقل عن 70٪. وهناك تركيز أقل من عنصر غير مرغوب فيه، لأنه سيكون غير ملائم اقتصاديا للاستخدام.

المرحلة الأولى من الإنتاج

صهر الحديد يحدث على النحو التالي. في المقام الأول في الفرن شغل خام والدرجات الفحم الحجري التي تعمل على الوفاء والحفاظ على درجة الحرارة المطلوبة داخل رمح الفرن. وبالإضافة إلى ذلك، وهذه المنتجات هي في عملية حرق المشاركة بنشاط في التفاعلات الكيميائية عن الحد من الحديد.

بالتوازي مع السفن الفرن تدفق بمثابة محفز. فهو يساعد على إذابة الصخور بشكل أسرع، مما يسهم في سرعة الإفراج الحديد.

ومن المهم أن نلاحظ أن خام قبل تحميل في الفرن يتعرض لخاصة ما قبل المعالجة. لها سحق كسارة (جسيمات دقيقة تذوب أسرع). بعد غسله لإزالة الجسيمات التي لا تحتوي على المعادن. ثم الخام المكلس بذلك بعدا الكبريت وعناصر أجنبية أخرى.

المرحلة الثانية من إنتاج

وتحميلها وجاهزة للتشغيل الفرن ويتم تغذية الغاز الطبيعي من خلال حرق الخاصة. كوكس مع ارتفاع درجات الحرارة والمواد الخام. هذا يحرر الكربون الذي يتحد مع الأكسجين ويشكل أكسيد. هذا هو أكسيد ثم يشارك في الحد من الحديد من خام. لاحظ أنه مع زيادة في كمية الغاز في الفرن من سرعة التفاعل الكيميائي النقصان، وعندما تصل إلى نسبة معينة ويتوقف تماما.

الكربون الزائد تخترق تذوب ويتضمن المجمع بالحديد، وتشكيل المدلى بها في نهاية المطاف. لا ذابت كل تلك العناصر، هي على السطح وإزالتها في نهاية المطاف. وهذا ما يسمى نفايات الخبث. ويمكن أيضا أن تستخدم لإنتاج مواد أخرى. تسمى أشكال الحديد الحصول عليها بهذه الطريقة الصب والخنزير.

التفاضل

تصنيف حديث من سبائك الحديد ويشمل تقسيم البيانات إلى الأنواع التالية:

• الأبيض.
• فاترة.
• غراي فليك الجرافيت.
• عالية القوة كروي الغرافيت.
• تزوير.

دعونا نتفحص كل نوع على حدة.

الحديد الزهر الأبيض

لذلك دعا الحديد واحد أن جميع من الكربون غير ملزمة كيميائيا. في الهندسة، وتستخدم هذه السبائك لا في كثير من الأحيان، لأنه من الصعب، ولكن هش للغاية. كما انه لا يمكن تشكيله بواسطة أدوات القطع المختلفة، وبالتالي يستخدم لعن طريق الحقن من الأجزاء التي لا تتطلب أي علاج. على الرغم من أن هذا النوع من الحديد الزهر يسمح للطحن عجلات جلخ. أبيض الزهر يمكن أن تكون عادية ومخدر. في هذه اللحام أنه يسبب صعوبات كما يرافقه تشكيل كسر مختلفة أثناء التبريد أو التدفئة، وكذلك بسبب nonuniformity هيكل تشكيل في نقطة اللحام.

أنتجت الحديد الزهر الأبيض ارتداء بسبب تبلور الأولية من سبيكة المنصهر أثناء التبريد عابرة. غالبا ما يتم استخدامها للعمل في ظل ظروف الاحتكاك الجافة (على سبيل المثال، الفرامل)، أو لإنتاج أجزاء وجود مقاومة التآكل عالية ومقاومة للحرارة (لفة المطاحن).

بالمناسبة، تلقت الحديد الزهر الأبيض اسمها يرجع ذلك إلى حقيقة أن ظهور فرصته - الكريستال الضوء، سطح مشع. هيكل الحديد عبارة عن مجموعة من ليديبوريت من الطين وسمنتيت الثانوية. إذا تعرض الحديد لتعاطي المنشطات، ومن ثم تحويلها إلى البرليت troostite، الأوستينيت أو مارتنسيت.

الحديد الزهر نصف

سوف تصنيف الحديد الزهر تكون ناقصة إذا كنا لم يذكر هذا النوع من سبيكة معدنية.

لمجموعة نموذجية من كربيد الحديد قال والجرافيت سهل الانصهار في هيكلها. بشكل عام، والهيكل الكامل هو ما يلي: الجرافيت، البيرلايت، Ledebur. إذا كان الزهر تعرضوا لمعاملة حرارية أو صناعة السبائك، وسوف يؤدي إلى تشكيل الأوستينيت، مارتنسيت وtroostite إبري.

هذا النوع من الحديد لا يزال هشا إلى حد ما، لذلك تطبيقها محدود جدا. ويطلق على نفسه اسم سبيكة ذلك بسبب كسره - مزيج من المناطق الداكنة والفاتحة من التركيب البلوري.

المواد الهندسية الأكثر شيوعا

يلقي GOST 1412-85 رمادي الحديد يحتوي في تركيبته الكربون نحو 3.5٪ و 1.9 إلى 2.5٪ السيليكون، وتصل إلى 0.8٪ المنغنيز، وتصل إلى 0.3٪ الفوسفور وأقل من 0.12٪ من الكبريت.

هذا الحديد الزهر الجرافيت لديه شكل لوحة. أنها لا تتطلب تعديل خاص.

لوحات الجرافيت لها يضعف كثيرا من العمل بسبب الحديد الزهر الرمادي ويتميز منخفضة جدا المتانة وتقريبا أي استطالة (البيانات الرقم هو 0.5٪).

يتم التعامل مع الحديد الزهر الرمادي أيضا. قد يكون هيكل سبائك النحو التالي:

• الفريت الجرافيت.
• الفريت-البيرلايت، الجرافيت.
• البيرلايت، الجرافيت.

الضغط الحديد الزهر الرمادي هو أفضل بكثير مما كانت عليه في التوتر. بل هو أيضا تماما أن يلحم، ولكن هذا يتطلب سخن، وكمادة حشو اللازمة لاستخدام النوى الحديد الزهر خاصة ذات المحتوى العالي من السيليكون والكربون. دون التسخين واللحام أمر صعب، لأن الحديد تبيض في منطقة اللحام سيحدث.

وتنتج أجزاء الحديد الرمادي العاملة في غياب الحمل صدمة (البكرات، ويغطي، والإطار).

تعيين الحديد تجري وفقا لمبدأ: MF 25-52. وتشير رسالتين أن هذا هو الحديد الزهر الرمادي، وعدد 25 - الرقم الشد (في ميغاباسكال أو كجم ق / ^MM2)، عدد 52 - قوة الشد في الانحناء لحظة.

الحديد الزهر عالية واجب

الحديد العقدي يختلف اختلافا جذريا من "إخوانه" الأخرى من حيث أنه يحتوي الجرافيت كروية. ويتم الحصول عليه عن طريق إدخال في سبيكة المنصهر من معدلات محددة (المغنيسيوم، م). عدد الادراج غرافيتي وأبعادها خطية يمكن أن تكون مختلفة.

ما جيد كروي الجرافيت؟ والحقيقة أن هذا الشكل من الحد الأدنى يضعف المعادن الأساسية، والتي، بدورها، يمكن أن يكون البرليت، الفريت أو الطين والفريت.

من خلال استخدام المعالجة الحرارية أو صناعة السبائك قاعدة من الحديد قد يكون اذعا-troostite، martensitic، الأوستنيتي.

طوابع حديد الدكتايل وتتنوع، ولكن بصفة عامة أنه مثل هذا التعيين: HF 40-5. فمن السهل أن اعتقد ان RF - هو حديد الدكتايل، وعدد 40 - مؤشرا على قوة الشد (كجم ق / ^MM2)، وعدد من 5 - استطالة النسبية أعربت في المئة.

حديد الدكتايل

هيكل من الحديد الزهر الدكتايل يتمثل في أنه يحتوي على الغرافيت في شكل مقشر أو كروية. في هذه الحالة، يمكن أن تقشر الجرافيت لديهم تشتت مختلفة والاكتناز، وهذا بدوره له تأثير مباشر على الخواص الميكانيكية من الحديد الزهر.

في الصناعة، وغالبا ما يتم حديد الدكتايل من قاعدة من الحديد التي توفر قدرا أكبر من المرونة.

كسر ظهور الحديد من الحديد الزهر الدكتايل لديه مظهر مخملي أسود. وارتفاع كمية من البيرلايت في الهيكل، وأخف وزنا ستصبح شبك.

بشكل عام، يتم الحصول على الحديد الدكتايل المدلى بها من الحديد الصب البيضاء بسبب الشوق طويل في أفران ساخنة إلى درجة حرارة 800-950 درجة مئوية.

حتى الآن، هناك طريقتان لتصنيع الحديد الدكتايل: الأوروبية والأمريكية.

طريقة الأمريكي سبيكة كسل في الرمال عند درجة حرارة 800-850 درجة مئوية. في هذه العملية، يتم التخلص من الجرافيت بين حبات من الحديد النقي. ونتيجة لذلك، الحديد يكتسب اللزوجة.

في الأسلوب الأوروبي للالصب يقبع في خام الحديد. درجة الحرارة في هذه الحالة حوالي 850-950 درجة مئوية. الكربون يدخل خام الحديد، وبالتالي decarburizing الطبقة السطحية تصبح لينة والمسبوكات. يصبح الحديد القابل للسحب ويحتفظ هشاشة الأساسية.

وضع علامات على حديد الدكتايل: 40-6 CN، حيث CN - هو، بطبيعة الحال ، طيع الحديد الزهر. 40 - مؤشر قوة الشد. 6 - استطالة٪.

مؤشرات أخرى

أما بالنسبة للفصل الحديد في القوة، وهناك ويستخدم التصنيف التالي:

• قوة طبيعية: جمهورية مقدونيا إلى 20 كجم / مم ^2.
• زيادة القوة: جمهورية مقدونيا = 20-38 كجم / مم ^2.
• قوة عالية: جمهورية مقدونيا = 40 كجم / مم ² أو أعلى.

للحديد الدكتايل ينقسم إلى:

• Nonplastic - استطالة أقل من 1٪.
• Maloplastichnyh - من 1٪ إلى 5٪.
• البلاستيك - من 5٪ إلى 10٪.
• زيادة ليونة - أكثر من 10٪.

في الختام، أود أيضا أن تتأكد من أن نلاحظ أن خصائص أي الحديد هو تماما تأثير كبير حتى على شكل وطبيعة التعبئة.