Fontă

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 13 noiembrie 2021; verificarea necesită 21 de modificări .
Fontă
Fazele aliajelor fier-carbon
  1. Ferită ( soluție solidă de C interstițial în α - fier cu rețea cubică centrată pe corp)
  2. Austenită ( soluție solidă de C interstițial în γ - fier cu o rețea cubică centrată pe față)
  3. Cementită (carbură de fier; fază metastabilă cu conținut ridicat de carbon Fe 3 C)
  4. Faza ridicată de carbon stabilă din grafit
Structuri din aliaje fier-carbon
  1. Ledeburit ( un amestec eutectic de cristale de cementită și austenită, care se transformă în perlit la răcire)
  2. Martensită (o soluție solidă foarte suprasaturată de carbon în α - fier cu o rețea tetragonală centrată pe corp)
  3. Perlit ( un amestec eutectoid format din lamele subțiri alternante de ferită și cementită)
  4. Sorbitol (perlit dispersat)
  5. Troostita (perlit foarte dispersat)
  6. Bainitul (învechit: troostita aciculară) este un amestec ultrafin de cristale de martensită cu conținut scăzut de carbon și carburi de fier
Deveni
  1. Oțel de structură (până la 0,8% C )
  2. Oțel cu conținut ridicat de carbon (până la ~2% C ): sculă , matriță , arc , viteză mare
  3. Oțel inoxidabil ( aliat cu crom )
  4. Oțel rezistent la căldură
  5. otel rezistent la caldura
  6. oțel de înaltă rezistență
fontă
  1. Fontă albă (frapantă, conține ledeburit și nu conține grafit)
  2. Fontă cenușie ( grafit sub formă de plăci)
  3. Fontă ductilă (grafit în fulgi)
  4. Fontă ductilă (grafit sub formă de sferoide)
  5. Fontă pe jumătate (conține atât grafit, cât și ledeburit)

Fonta  este un aliaj de fier cu carbon (și alte elemente), în care conținutul de carbon este de cel puțin 2,14% (punctul de solubilitate limită al carbonului în austenită pe diagrama de stare ) și aliaje cu un conținut de carbon mai mic de 2,14 % se numesc otel . Carbonul conferă aliajelor de fier duritate , reducând ductilitatea și duritatea . Carbonul din fontă poate fi prezent sub formă de cementit și grafit . În funcție de forma grafitului și de cantitatea de cementit, se disting fontele albe, cenușii, maleabile și de înaltă rezistență. Fontele conțin impurități permanente ( Si , Mn , S , P ), iar în unele cazuri și elemente de aliere ( Cr , Ni , V , Al și altele). În general, fonta este casantă . Densitatea fontei - 7,874 g/cm3

Fonta brută este topită, de obicei în furnalele înalte . Punctul de topire al fontei este de la 1147 la 1200 ° C, adică cu aproximativ 300 ° C mai mic decât cel al fierului pur.

Etimologie

Cuvântul rus „fontă” este considerat a fi un împrumut direct din limbile turce [1] :

ČOƔ [chog] strălucire, strălucire; flacără, căldură [2] ; kritsa [3] → ČOƔÏN, ČOΔÏN [chogun, chodun] cupru [2] [4] , fontă [3]

Împrumutarea termenului turcesc este direct legată de producția de masă de fier, fier și oțel în orașele Volga Bulgaria, Bolgar și Dzhuketau, în secolele XIV-XV. [unu]

Originea termenului turcesc este asociată și cu balena. trad. 鑄, pinyin zhù , pall. zhu , la propriu: „turnând; turnat (metal) „și balenă. trad. 工, pinyin gōng , pall. gong , la propriu: „faptă” [5] . Cu toate acestea, acest lucru nu indică calea de pătrundere a termenului chinez în limba rusă. În plus, procesele fonetice în chineză, cum ar fi schimbarea inițială și schimbarea vocală, nu sunt luate în considerare. Cu alte cuvinte, pronunția modernă a termenului chinezesc 鑄工 a fost adoptată destul de recent, nu mai devreme de secolul al XVII-lea.

În finlandeză, fonta este desemnată prin cuvântul Valurauta , care are două rădăcini și se traduce prin fontă ( rauta ) ; similar în engleză ( fontă ).

Istorie

La începutul mileniului I î.Hr. e. tehnologia de topire a fierului în creuzete a fost stăpânită în China și teritoriile adiacente din Orientul Îndepărtat . Încărcarea a constat din fier înflorit și cărbune , topirea a fost efectuată timp de câteva zile la o temperatură de peste 1200 °C. Mai târziu, metalurgiștii chinezi au inventat un cuptor special pentru topirea fontei din minereu de fier sau fier înflorit, numit cupolă „chineză”. Cuptorul era, în esență, un cuptor cu vatră brută de aproximativ 1 m înălțime, echipat cu o cutie de sablare care asigura fluxul de aer către cuptor. În secolele V-III î.Hr. e. În China, producția de piese turnate complexe din fontă a fost stăpânită. Această perioadă este considerată a fi începutul turnării artistice a fierului [6] [7] .

La începutul secolului I [8] , în China au apărut monedele de fontă, dar monedele de bronz au rămas în uz pe scară largă până în secolul al XIX-lea [9] . În secolul al XI-lea, a fost ridicată turla din fontă a Pagodei Lingxiao . Descoperirile cazanelor din fontă ale Hoardei de Aur ( regiunea Tula ) [10] datează din secolul al XIV-lea , însă, pe teritoriul Mongoliei ( Karakorum ), mongolii au știut să facă cazane din fontă încă din al XIII-lea [11] . În 1403, un clopot de fier a fost turnat în China ( Beijing ) [12] .

Apariția fontei în Europa datează din secolul al XIV-lea, când prima topire din shtukofen a început să producă fier lichid. În Rusia, prima fontă a fost topită în secolul al XVI-lea [13] [14] . Primele case cele mai active au fost construite în a doua jumătate a secolului al XV-lea în Italia, Țările de Jos și Belgia. Metalurgiștii germani au continuat să topească metal în blauofen mult timp [1] .

În secolele XIV-XV în Europa, din secolul al XVI-lea - în Rusia, au apărut primele tunuri și ghiulele din fontă solidă [15] [16] [17] . Descoperitorul acestei tehnologii este considerat a fi maestrul turnător Peter Boude din satul Buxted care a lucrat în turnătoria lui Henric al VIII-lea [18] .

În 1701, turnătoria de fier Kamensky din Urali (Rusia) produce primul lot de fontă (262 kg). În Urali, turnarea fierului a devenit un meșteșug popular. În secolul al XVIII-lea, primul pod din fontă a apărut în Anglia . În Rusia, un pod de fontă a apărut abia la începutul secolului al XIX-lea. Acest lucru a fost posibil prin tehnologia lui Wilkinson . În același secol, șinele au început să fie făcute din fontă [19] . Pe lângă utilizarea industrială, fonta a continuat să fie folosită în viața de zi cu zi. În secolul al XVIII-lea au apărut oale din fontă , care au început să fie utilizate pe scară largă în aragazul rusesc [20] .

La începutul secolului al XVIII-lea, problema epuizării pădurilor folosite pentru producerea cărbunelui a devenit mai acută în Europa de Vest. A început căutarea combustibililor alternativi pentru furnalele înalte. Primele experimente privind utilizarea cărbunelui și a turbei preparate în topirea furnalelor au fost efectuate în Anglia și Germania încă din prima jumătate a secolului al XVII-lea. La începutul secolului al XVIII-lea, tehnologia cocsării cărbunelui era stăpânită în Anglia. În 1735, fonta brută a fost topită pentru prima dată în Anglia folosind doar cocs de gudron de cărbune . Ulterior, metalurgia cocsului s-a răspândit în întreaga lume [14] [21] . Până în 1850, 70% din toate furnalele din lume erau arse cu cocs, iar până în 1900, 95% [22] [23] .

Până la sfârșitul secolului al XVIII-lea, Rusia ocupa primul loc în producția de fontă brută și a produs 9908 mii puds de fontă brută, în timp ce Anglia - 9516 mii puds, urmată de Franța, Suedia, SUA [24] .

La începutul secolului al XIX-lea, producția de fontă ductilă era stăpânită . În al 2-lea sfert al secolului al XX-lea a început să fie folosită aliajele fontei [13] .

În 1806, Marea Britanie a topit 250 de mii de tone de fontă, ocupându-se pe primul loc în lume la producția sa, iar până la mijlocul secolului al XIX-lea, jumătate din producția mondială de fontă era concentrată în Marea Britanie. Cu toate acestea, în 1890, Statele Unite au ocupat primul loc în producția de fontă [25] . Tehnologia procedeului Bessmer (1856) și cuptorul cu vatră deschisă (1864) au făcut posibilă pentru prima dată producția de oțel din fontă. În secolul al XIX-lea, fonta a fost folosită pe scară largă la realizarea șemineelor ​​victoriane [26] , precum și a elementelor decorative (de exemplu, grătarul din fontă al monumentului lui Alexandru al II-lea , 1890). Datorită fabricării de sculpturi mici și produse ajurate din fontă, fabricile Kusinsky și Kasli au câștigat o mare popularitate .

Dezvoltarea metodelor de turnare pentru turnarea pieselor turnate de artă complexe la o fabrică din satul Kasli a condus la crearea unei metode de fabricare a matrițelor cu miez, care este folosită și astăzi, în special în construcția de mașini-unelte [27] . Tot în secolul al XIX-lea , țevile de apă și canalizare de 12 inci ale Londrei au fost realizate din fontă [28] .

Fonta este folosită ca solvent de carbon pentru a produce diamante sintetice cu un singur cristal rezistente la căldură.

Clasificare

În funcție de scopul utilizării, fonta rezultată este împărțită în

Pe baza conținutului lor de carbon, fontele sunt împărțite în

În funcție de starea și conținutul de carbon din fontă, care determină tipul de fractură, există

În funcție de forma incluziunilor de grafit, fontele sunt izolate

În funcție de compoziția și structura bazei metalice,

În funcție de scopul lor, fontele sunt împărțite în

După compoziția lor chimică, fontele sunt împărțite în

Marcare

În industrie, soiurile de fontă sunt etichetate după cum urmează:

Fonta anti-frictiune:

Fonta maleabilă este marcată cu două litere și două cifre, de exemplu KCh 37-12. Literele KCh înseamnă fontă maleabilă, primul număr este rezistența la tracțiune (în zeci de megapascali), al doilea număr este alungirea relativă (în procente), care caracterizează ductilitatea fontei.

Volume de producție

În 1892, Germania producea 4,9 milioane de tone de fontă, față de 6,8 în Anglia, iar în 1912 deja 17,6 față de 9,0 [33]

Producția mondială de fontă s-a ridicat în 2009 la 898,261 milioane tone, ceea ce este cu 3,2% mai mică decât în ​​2008 (927,123 milioane tone) [34] . Primele zece țări producătoare de fontă au fost următoarele:

Locul
în 2009 		Țară Productie fonta,
mt
unu China 543.748
2 Japonia 66.943
3 Rusia 43.945
patru India 29.646
5 Coreea de Sud 27.278
6 Ucraina 25.676
7 Brazilia 25.267
opt Germania 20.154
9 STATELE UNITE ALE AMERICII 18.936
zece Franţa 8.105

Pentru patru luni din 2010, producția mondială de fontă sa ridicat la 346,15 milioane de tone. Acest rezultat este cu 28,51% mai mult decât în ​​aceeași perioadă a anului 2009. [35]

Galerie

În cultură și artă

Note

  1. ↑ 1 2 Wegman et al., 2004 , p. 41.
  2. ↑ 1 2 DICȚIONAR TURCIC ANTIC, Ediția a II-a, revăzută / Editată de D.M. Nasilova, I.V. Kormushina, A.V. Dybo, W.K. Isabekova. - Astana: „Gylym” Baspasy, 2016. - P. 162.
  3. ↑ 1 2 R. G. AKHMETYANOV. DICȚIONAR ETIMOLOGIC AL LIMBII tătarice, volumul II. - KAZAN: MAGARIFF - VAKYT, 2015. - P. 451.
  4. ↑ Mahmud al-Kashgari. Diwan lugat at-turk (dicționar al lui Mahmud al-Kashgari). - 1074. - S. 206-9.
  5. ↑ Începutul producției de turnătorie de fier
  6. ↑ Karabasov și colab., 2012 , p. 54.
  7. ↑ Wegman et al., 2004 , p. 39.
  8. ^ Numismatic Legacy of Wang Mang, AD9-23 de Henz Hratzer, AMFishman, 2017. 五銖圖考2009年版
  9. ↑ Monede chinezești
  10. ↑ Arheologii au găsit un cazan al Hoardei de Aur din secolul al XIV-lea pe câmpul Kulikovo
  11. ↑ Terekhova N. N. Tehnologia producției de turnătorie de fier printre vechii mongoli
  12. ↑ Din ce se aruncă clopotele
  13. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Fontă / B. S. Milman , E. V. Kovalevich , V. T. Solenkov  // Chagan - Aix-les-Bains. - M .  : Enciclopedia Sovietică, 1978. - S. 248-249. - ( Marea Enciclopedie Sovietică  : [în 30 de volume]  / redactor-șef A. M. Prohorov  ; 1969-1978, v. 29).
  14. ↑ 1 2 Korotich, 2000 , p. 178.
  15. ↑ Istoria armelor de foc din cele mai vechi timpuri până în secolul XX
  16. ↑ Tun de artilerie (istoria inventiei)
  17. ↑ Despre artileria țaristă și turnarea tunurilor
  18. ↑ Wegman et al., 2004 , p. 40.
  19. ↑ Istoria locomotivei
  20. ↑ Fontă pentru o sobă rusească
  21. ↑ Wegman et al., 2004 , p. 51-52.
  22. ↑ Wegman et al., 2004 , p. 53.
  23. ↑ Karabasov și colab., 2011 , p. 138-140, 144-153.
  24. ↑ L. G. Beskrovny. Armata și Marina în secolul XVIII .. - M . : Editura militară a Ministerului Apărării al URSS, 1958. - S. 361. - 662 p.
  25. ↑ Revoluția domeniului
  26. ↑ Stil victorian și georgian și decorațiuni pentru șemineu (link inaccesibil) . Consultat la 15 octombrie 2017. Arhivat din original la 15 octombrie 2017. 
  27. ↑ A. N. Grablev. Mașini și tehnologie de producție de turnătorie. - M. : MGIU, 2010. - S. 14. - 228 p. — ISBN 978-5-2760-1857-7 .
  28. ↑ Underground London: Plumbing and Sewerage
  29. ↑ Zimmerman, Günther, 1982 , p. 245, 253.
  30. ↑ Zimmerman, Günther, 1982 , p. 246.
  31. ↑ Zimmerman, Günther, 1982 , p. 245.
  32. ↑ Modecut.net . www.modecut.net . Preluat: 23 august 2022.
  33. ↑ Lenin . Imperialismul ca treaptă superioară a capitalismului , cap. 7.
  34. ↑ Producția mondială de fontă pentru 2009 a scăzut cu 3,2%  (link inaccesibil)
  35. ↑ Producția de fier este în creștere în lume .

[unu]

Literatură

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii
  1. ↑ Reguli de utilizare a vaselor de gătit din fontă . www.1001kazan.ru _ Preluat: 1 august 2022.