Температура плавлення заліза

Залізом людина почала володіти (кувати, плавити) через кілька тисячоліть після освоєння робіт з міддю. Перше самородне залізо у вигляді грудок було знайдено на Близькому Сході в 3000 році до нашої ери. А металургія заліза, на думку фахівців, виникла в декількох місцях планети, різні народи освоювали цей процес в різний час. Завдяки цьому залізо як матеріал для виготовлення знарядь праці, полювання і війни витіснило камінь і бронзу.

Перші процеси виготовлення заліза називалися сиродутного. Суть полягала в тому, що в яму засипали залізна руда з деревним вугіллям, яке розпалювали і щільно закривали, залишаючи Дуттьовий отвір, через який подавався свіже повітря для дуття. У процесі такого нагріву температура плавлення заліза, звичайно, не могла бути досягнута, виходила розм`якшення маса (криця), в якій знаходився шлак (зола від палива, оксиди руди і породи).

Далі отриману крицю кілька разів проковували, видаляючи шлак і інші не потрібні включення, цей трудомісткий процес проводився по кілька разів, в результаті чого із загальної маси до фінішної операції доходила п`ята частина. З винаходом водяного колеса з`явилася можливість подавати значна кількість повітря. Завдяки такому дутью температура плавлення заліза стала досяжною, з`явився метал в рідкому вигляді.

Цим металом був чавун, яка не кувався, але було відмічено, що він добре заповнює форму. Це були перші досліди по чавунному литву, яке з деякими удосконаленнями і змінами дійшло до наших днів. З часом був знайдений спосіб переробки чавуну в зварювальне залізо. Шматки чавуну завантажувалися з деревним вугіллям, в ході цього процесу чавун розм`якшувався, відбувалося окислення домішок, у тому числі вуглецю. В результаті чого метал ставав густим, температура плавлення заліза підвищувалася, тобто виходило зварювальне залізо.

Таким чином, металурги того часу змогли розділити єдиний процес на два щаблі. Цей двоступінчастий процес в самій ідеї зберігся до теперішнього часу, зміни більшою мірою стосуються появи процесів, що відбуваються на другому етапі. Чисте залізо або метал, який має мінімум домішок, практичного застосування майже не має. Температура плавлення заліза по діаграмі залізо - вуглець знаходиться в точці А, що відповідає 1535 градусам.

Температура кипіння заліза настає при досягненні позначки 3200 градусів.

На відкритому повітрі залізо з часом покривається оксидною плівкою, у вологому середовищі з`являється пухкий шар іржі. Залізо з моменту його появи і по сьогоднішній день є одним з головних металів. Використовується залізо, головним чином, у вигляді сплавів, які розрізняються за властивостями і складом.

При якій температурі плавиться залізо, залежить від вмісту вуглецю та інших компонентів, що входять до складу сплаву. Найбільше застосування мають вуглецеві сплави - чавун і сталь. Сплави, що містять вуглець більше 2%, називають чавуном, менше 2% ставляться до сталі. Чавун одержують у доменних печах, шляхом переплавки збагачених на аглофабрике руд.

Сталь виплавляють в мартенівських, електричних і індукційних печах, в конвертерах.

В якості шихти застосовується металевий лом і чавун. Шляхом окислювальних процесів з шихти видаляється зайвий вуглець і шкідливі домішки, а добавки легуючих матеріалів дозволяють отримати потрібну марку сталі. Для отримання сталі та інших сплавів сучасні металургія використовує технології електрошлакової переплавки, вакуумні, електронно-променеві та плазмові плавки.

У розробці знаходяться нові методи плавлення сталі, що передбачають автоматизацію процесу і забезпечують отримання високоякісного металу.

Наукові розробки досягли такого рівня, коли можна отримувати матеріали, що витримують вакуум і великий тиск, великі температурні перепади, агресивне середовище, радіаційні випромінювання і т.п.