Temir - sayyoramizdagi har bir insonga tanish bo'lgan element. Va buning ajablanarli joyi yo'q. Darhaqiqat, er qobig'idagi (5% gacha) tarkibiga ko'ra, bu komponent eng keng tarqalgan. Biroq, bu zaxiralarning faqat qirqdan bir qismini o'zlashtirishga yaroqli konlarda topish mumkin. Temirning asosiy ruda minerallari siderit, jigarrang temir rudasi, gematit va magnetitdir.
Ismning kelib chiqishi
Nega temir bu nomga ega? Agar kimyoviy elementlar jadvalini ko'rib chiqsak, unda bu komponent "ferrum" deb belgilangan. U Fe deb qisqartirilgan.
Ko'pgina etimologlarning fikriga ko'ra, "temir" so'zi bizga proto-slavyan tilidan kelgan, u zelezo kabi yangradi. Va bu nom qadimgi yunonlarning leksikonidan kelib chiqqan. Ular bugungi kunda juda mashhur bo'lgan metallni "temir" deb atashgan.
Boshqa versiya mavjud. Uning so'zlariga ko'ra, "temir" nomi bizga lotin tilidan kelgan, u erda"yulduzli" degan ma'noni anglatadi. Buning tushuntirishi shundan iboratki, bu elementning odamlar tomonidan topilgan birinchi namunalari meteoritdan kelib chiqqan.
Temirdan foydalanish
Insoniyat tarixida temirni oltindan ham qadrlagan davr boʻlgan. Bu fakt Gomerning Odisseyida qayd etilgan bo'lib, unda Axilles tomonidan uyushtirilgan o'yinlarning g'oliblariga oltindan tashqari, temir parchasi berilganligi aytiladi. Bu metall deyarli barcha hunarmandlar, dehqonlar va jangchilar uchun zarur edi. Va aynan unga bo'lgan katta ehtiyoj ushbu materialni ishlab chiqarish uchun eng yaxshi dvigatelga aylandi, shuningdek uni ishlab chiqarishdagi keyingi texnik taraqqiyot edi.
9-7 cc. Miloddan avvalgi. insoniyat tarixida temir asri hisoblanadi. Bu davrda Osiyo va Yevropaning koʻpgina qabilalari va xalqlari metallurgiyani rivojlantira boshladilar. Biroq, temir bugungi kunda ham yuqori talabga ega. Axir, u hali ham asboblar ishlab chiqarishda ishlatiladigan asosiy materialdir.
Pishloq mahsuloti
Metallurgiya rivojlanishining boshida insoniyat qazib olishni boshlagan gulli temir ishlab chiqarish texnologiyasi qanday? Insoniyat tomonidan ixtiro qilingan birinchi usul pishloq tayyorlash deb nomlangan. Bundan tashqari, u bronza davrining oxiridan 13-asrgacha bo'lgan davrgacha o'zgarmagan holda 3000 yil davomida ishlatilgan. Domna pechi Yevropada ixtiro qilinmagan. Bu usul xom deb nomlangan. Uning uchun shoxlar tosh yoki loydan qurilgan. Ba'zan shlak bo'laklari devorlari uchun material sifatida harakat qilgan. Ichkaridan temirchining so'nggi versiyasi ediO‘tga chidamli loy bilan qoplangan, sifatini yaxshilash uchun unga qum yoki maydalangan shox qo‘shilgan.
Tezkor dazmolni nima qiladi? Tayyorlangan chuqurliklar "xom" o'tloq yoki botqoq rudasi bilan to'ldirilgan. Bunday pechlarning erish joyi ko'mir bilan to'ldirilgan, keyin esa yaxshilab isitilgan. Chuqurning pastki qismida havo ta'minoti uchun teshik bor edi. Avvaliga qo‘l puflagichlari bilan puflangan, keyinchalik ular mexanik bilan almashtirilgan.
Birinchi temirchilik zavodlarida tabiiy shashka tashkil qilingan. Bu pechning pastki qismidagi devorlarda joylashgan maxsus teshiklar - nozullar orqali amalga oshirildi. Ko'pincha qadimgi metallurglar quvur ta'sirini olish imkonini beradigan dizayn yordamida havo ta'minotini ta'minladilar. Ular baland va ayni paytda tor ichki makonni yaratdilar. Ko'pincha bunday pechlar tepaliklar etagida qurilgan. Bu joylarda eng katta tabiiy shamol bosimi bor edi, bu esa tortishish kuchini oshirish uchun ishlatilgan.
Davom etayotgan jarayon natijasida ruda metallga aylantirildi. Shu bilan birga, bo'sh tosh asta-sekin pastga oqib tushdi. Temir donalari pechning pastki qismida hosil bo'lgan. Ular bir-biriga yopishib, "o'rmalash" deb ataladigan narsaga aylanishdi. Bu cüruflar bilan singdirilgan bo'shashgan shimgichli massa. Pechda kraker oq-issiq edi. Aynan shu holatda uni olib chiqib, tezda soxtalashtirishdi. Shlak bo'laklari shunchaki tushib ketdi. Keyinchalik, olingan material monolit bo'lakka payvandlangan. Natijada porloq temir edi. Yakuniy mahsulot yassi nonga o'xshardi.
Nima edigullash temirining tarkibi? Bu Fe va uglerodning qotishmasi bo'lib, yakuniy mahsulotda juda kichik edi (agar biz foizni hisobga olsak, yuzdan ortiq emas).
Ammo, odamlar xom pechda olgan gullaydigan temir unchalik qattiq va bardoshli emas edi. Shuning uchun bunday materialdan tayyorlangan mahsulotlar tezda muvaffaqiyatsizlikka uchradi. Nayzalar, boltalar va pichoqlar egilib, uzoq vaqt o'tkir bo'lib qolmadi.
Poʻlat
Soxtalarda temir ishlab chiqarishda uning yumshoq bo'laklari bilan bir qatorda qattiqligi yuqori bo'lganlari ham bor edi. Bu eritish jarayonida ko'mir bilan yaqin aloqada bo'lgan ruda bo'laklari edi. Bir kishi bu naqshni payqadi va ataylab ko'mir bilan aloqa qiladigan maydonni oshira boshladi. Bu temirni karbürizatsiya qilish imkonini berdi. Olingan metall hunarmandlar va undan tayyorlangan mahsulotlarni ishlatganlarning ehtiyojlarini qondira boshladi.
Bu material temir edi. U hali ham ko'p sonli tuzilmalar va mahsulotlarni ishlab chiqarishda qo'llaniladi. Qadimgi metallurglar tomonidan eritilgan po'lat chaqqon temir bo'lib, tarkibida 2% gacha uglerod mavjud.
Yumshoq po'lat degan narsa ham bor edi. Bu 0,25% dan kam uglerodni o'z ichiga olgan chaqqon temir edi. Agar metallurgiya tarixini ko'rib chiqsak, unda pishloq ishlab chiqarishning dastlabki bosqichida ishlab chiqarilgan yumshoq po'latdir. Fleshli temirning boshqa nomi nima? Uchinchi nav ham bor. U 2% dan ortiq uglerodni o'z ichiga olganida, keyinbu quyma temir.
Domna pechining ixtirosi
Xom-qonli soxtalar yordamida temir olishning gullash usuli ob-havoga juda bog'liq edi. Axir, bunday texnologiya uchun shamol ishlab chiqarilgan trubaga tushishi muhim edi. Insonni mo'yna yaratishga olib kelgan ob-havoning injiqliklaridan uzoqlashish istagi edi. Bular pechda olovni yoqish uchun zarur boʻlgan qurilmalar edi.
Koʻrgichlar paydo boʻlgandan soʻng, togʻ yonbagʻirlarida metall ishlab chiqarish uchun tsexlar qurilmadi. Odamlar "bo'ri chuqurlari" deb nomlangan yangi turdagi pechlardan foydalanishni boshladilar. Ular bir qismi yer ostida bo'lgan, ikkinchisi (uylar) loy bilan bir-biriga bog'lab qo'yilgan toshlardan yasalgan inshoot ko'rinishida tepada joylashgan inshootlar edi. Bunday o'choqning tagida olovni yoqish uchun trubka o'rnatilgan teshik bor edi. Uyga yotqizilgan ko'mir yoqildi, shundan so'ng krakerni olish mumkin edi. U strukturaning pastki qismidan bir nechta toshlarni olib tashlashdan keyin hosil bo'lgan teshikdan tashqariga chiqarildi. Keyin devor qayta tiklandi va boshidan boshlash uchun o‘choq ruda va ko‘mir bilan to‘ldirildi.
Yorqin temir ishlab chiqarish doimiy ravishda takomillashtirildi. Vaqt o'tishi bilan uylar kattaroq qurila boshlandi. Bu mexnatlarning mahsuldorligini oshirishni taqozo etdi. Natijada, ko'mir tezroq yona boshladi va temirni uglerod bilan to'yintirdi.
Quyma temir
Yuqori uglerodli dazmol nima deb ataladi? Bo'lganidekyuqorida aytib o'tilgan, bu bugungi kunda juda keng tarqalgan quyma temir. Uning ajralib turadigan xususiyati nisbatan past haroratlarda erish qobiliyatidir.
G'isht temir - qattiq shakldagi quyma temir - zarb qilish mumkin emas edi. Shuning uchun qadimgi metallurglar dastlab unga e'tibor berishmagan. Bolg'a bilan bitta zarbadan bu material shunchaki parchalanib ketdi. Shu munosabat bilan, quyma temir, shuningdek, cüruf dastlab chiqindi mahsulot hisoblangan. Angliyada bu metall hatto "cho'yan" deb nomlangan. Va faqat vaqt o'tishi bilan odamlar bu mahsulot suyuq holatda bo'lsa-da, turli xil mahsulotlarni, masalan, to'plarni olish uchun qoliplarga quyilishi mumkinligini angladilar. 14-15 asrlarda bu kashfiyot tufayli. sanoatda cho'yan ishlab chiqarish uchun dona pechlari qurila boshlandi. Bunday tuzilmalarning balandligi 3 metr yoki undan ko'proqqa yetdi. Ularning yordami bilan nafaqat to'p o'qlari, balki to'plarning o'zi ham ishlab chiqarish uchun quyma temir eritildi.
Doma pechlari ishlab chiqarishni rivojlantirish
Metallurgiya biznesida haqiqiy inqilob 18-asrning 80-yillarida sodir bo'ldi. Aynan o'sha paytda Demidovning xizmatchilaridan biri yuqori o'choqli pechlarning ishlashida yuqori samaradorlik uchun ularga havoni bitta emas, balki o'choqning ikkala tomonida joylashgan ikkita nozul orqali etkazib berish kerak degan qarorga keldi. Asta-sekin, bunday nozullar soni o'sib bordi. Bu puflash jarayonini bir xilda qilish, o'choq diametrini oshirish va pechlarning unumdorligini oshirish imkonini berdi.
Domna ishlab chiqarishning rivojlanishiga ko'mirni almashtirish ham yordam berdi,koks uchun o'rmonlar kesilgan. 1829 yilda Shotlandiyada Clayde zavodida birinchi marta yuqori o'choqqa issiq havo puflandi. Bunday yangilik o'choqning unumdorligini sezilarli darajada oshirdi va yoqilg'i sarfini kamaytirdi. Hozirgi vaqtda koksning bir qismini tabiiy gazga almashtirish orqali yuqori o'choq jarayoni yaxshilandi, bu esa undan ham arzonroq narxga ega.
Bulat
Qurol ishlab chiqarishda qoʻllanilgan oʻziga xos xususiyatlarga ega boʻlgan chaqqon temir nima deb ataladi? Biz bu materialni damask po'lati deb bilamiz. Bu metall, xuddi Damashq po'lati kabi, temir va uglerod qotishmasi. Biroq, uning boshqa turlaridan farqli o'laroq, u yaxshi fazilatlarga ega bo'lgan yorqin temirdir. U bardoshli va qattiq, shuningdek, pichoqda ajoyib aniqlik yaratishga qodir.
Ko'pgina mamlakatlarning metallurglari bir asrdan ko'proq vaqt davomida damask po'latini ishlab chiqarish sirini ochishga harakat qilishdi. Temirga fil suyagi, qimmatbaho toshlar, oltin va kumushlarni qo'shishni o'z ichiga olgan ko'plab retseptlar va usullar taklif qilindi. Biroq, damask po'latining siri faqat 20-asrning birinchi yarmida taniqli rus metallurgi P. P. Anosov tomonidan ochib berilgan. Ular gullab-yashnagan temirni oldilar, u ko'mir bilan o'choqqa yotqizilgan, u erda ochiq olov yonib ketgan. Metall erigan, uglerod bilan to'yingan. O'sha paytda u kristalli dolomit cüruflari bilan qoplangan, ba'zan esa eng toza temir shkalasi qo'shilgan. Bunday qatlam ostida metall kremniy, fosfor, oltingugurt va kisloroddan juda intensiv ravishda ajralib chiqdi. Biroq, bu hammasi emas edi. Olingan po'latni iloji boricha sovutish kerak edisekinroq va tinchroq. Bu, birinchi navbatda, tarvaqaylab ketgan tuzilishga ega bo'lgan yirik kristallarni (dendritlar) hosil qilish imkonini berdi. Bunday sovutish to'g'ridan-to'g'ri issiq ko'mir bilan to'ldirilgan o'choqda sodir bo'ldi. Keyingi bosqichda mohirona zarb qilish amalga oshirildi, uning davomida hosil bo'lgan struktura qulab tushmasligi kerak.
Damask po'latining o'ziga xos xususiyatlari keyinchalik boshqa rus metallurgi D. K. Chernovning asarlarida izoh topdi. U dendritlarning o'tga chidamli, ammo nisbatan yumshoq po'lat ekanligini tushuntirdi. Temirning qotib qolish jarayonida ularning "filiallari" orasidagi bo'shliq ko'proq to'yingan uglerod bilan to'ldiriladi. Ya'ni, yumshoq po'lat qattiqroq po'lat bilan o'ralgan. Bu uning yopishqoqligi va shu bilan birga yuqori quvvatga ega bo'lgan damas po'latining xususiyatlarini tushuntiradi. Erish paytida bunday po'lat gibrid o'zining daraxt tuzilishini saqlab qoladi va uni faqat tekis chiziqdan zigzagga aylantiradi. Olingan naqshning o'ziga xosligi ko'p jihatdan zarbalar yo'nalishiga, kuchiga, shuningdek, temirchining mahoratiga bog'liq.
Damashq po'lati
Qadim zamonlarda bu metall bir xil damask po'lati edi. Biroq, bir oz vaqt o'tgach, Damashq po'lati ko'p sonli simlar yoki chiziqlardan soxta payvandlash orqali olingan material deb atala boshlandi. Ushbu elementlar po'latdan yasalgan. Bundan tashqari, ularning har biri turli xil uglerod miqdori bilan ajralib turardi.
Bunday metall yasash san'ati o'zining eng katta taraqqiyotiga O'rta asrlarda erishgan. Misol uchun, taniqli yapon pichog'ining tuzilishida tadqiqotchilar topdilarmikroskopik qalinlikdagi taxminan 4 million po'lat iplar. Ushbu kompozitsiya qurol yaratish jarayonini juda mashaqqatli qildi.
Zamonaviy sharoitda ishlab chiqarish
Qadimgi metallurglar nafaqat qurol-yarog'da o'zlarining mahorat namunalarini qoldirishgan. Sof guldor temirning eng yorqin namunasi Hindiston poytaxti yaqinida joylashgan mashhur ustundir. Arxeologlar ushbu metallurgiya san'ati yodgorligining yoshini aniqladilar. Ma'lum bo'lishicha, ustun yana 1,5 ming yil oldin qurilgan. Ammo eng ajablanarlisi shundaki, bugungi kunda uning yuzasida korroziyaning kichik izlarini ham aniqlash mumkin emas. Ustunning materiali sinchkovlik bilan tekshirildi. Ma'lum bo'lishicha, bu atigi 0,28% aralashmani o'z ichiga olgan sof flesh temir. Bunday kashfiyot hatto zamonaviy metallurglarni ham hayratda qoldirdi.
Vaqt o'tishi bilan porloq temir asta-sekin mashhurligini yo'qotdi. Ochiq o'choq yoki portlash pechida eritilgan metall eng katta talabga ega bo'la boshladi. Biroq, ushbu usullarni qo'llashda, etarli darajada toza bo'lmagan mahsulot olinadi. Shuning uchun ushbu materialni ishlab chiqarishning eng qadimgi usuli yaqinda ikkinchi umrini oldi, bu esa eng yuqori sifat ko'rsatkichlariga ega bo'lgan metall ishlab chiqarish imkonini beradi.
Bugungi kunda tez temir nima deb ataladi? Bizga to'g'ridan-to'g'ri qaytaruvchi metall sifatida tanish. Albatta, bugungi kunda gullaydigan temir qadimgi davrlarda bo'lgani kabi ishlab chiqarilmaydi. Uni ishlab chiqarish uchun eng zamonaviy texnologiyalar qo'llaniladi. Ular deyarli mavjud bo'lmagan metallni ishlab chiqarishga imkon beradixorijiy aralashmalar. Ishlab chiqarishda aylanma quvurli pechlar qo'llaniladi. Bunday konstruktiv elementlar kimyo, tsement va boshqa ko'plab sohalarda yuqori haroratlarda turli quyma materiallarni yoqish uchun ishlatiladi.
Tezkor temir nima deb ataladi? U sof hisoblanadi va qadimgi davrlarda mavjud bo'lganidan deyarli farq qilmaydigan usulni olishda qo'llaniladi. Shunga qaramay, metallurglar temir rudasidan foydalanadilar, bu esa yakuniy mahsulotni olish jarayonida isitiladi. Biroq, bugungi kunda xom ashyo dastlab qo'shimcha ishlov berishga duchor bo'ladi. U boyitiladi va o'ziga xos konsentrat hosil qiladi.
Zamonaviy sanoat ikkita usuldan foydalanadi. Ularning ikkalasi ham konsentratdan chaqqon temir olish imkonini beradi.
Ushbu usullardan birinchisi qattiq yoqilg'i yordamida xom ashyoni kerakli haroratga yetkazishga asoslangan. Bunday jarayon qadimgi metallurglar tomonidan amalga oshirilgan jarayonga juda o'xshaydi. Qattiq yoqilg'i o'rniga vodorod va uglerod oksidi birikmasidan iborat gazdan foydalanish mumkin.
Bu materialni olishdan oldin nima kerak? Bugungi kunda flesh temirning nomi nima? Temir javhari konsentratini qizdirgandan so'ng, pelletlar pechda qoladi. Ulardan sof metall keyinchalik ishlab chiqariladi.
Temirni qayta tiklash uchun ishlatiladigan ikkinchi usul texnologiya jihatidan birinchisiga juda o'xshash. Yagona farq shundaki, metallurglar konsentratni isitish uchun yoqilg'i sifatida sof vodoroddan foydalanadilar. Bu usul yordamida temir ancha tez olinadi. Aynanshuning uchun u yuqori sifati bilan ajralib turadi, chunki vodorodning boyitilgan ruda bilan o'zaro ta'siri jarayonida faqat ikkita modda olinadi. Ulardan birinchisi sof temir, ikkinchisi esa suvdir. Ushbu usul zamonaviy metallurgiyada juda mashhur deb taxmin qilish mumkin. Biroq, bugungi kunda u kamdan-kam hollarda qo'llaniladi va qoida tariqasida faqat temir kukuni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Bu texnik masalalarni hal qilish nuqtai nazaridan ham, iqtisodiy qiyinchiliklar tufayli ham toza vodorodni olish juda qiyinligi bilan izohlanadi. Qabul qilingan yoqilg'ini saqlash ham qiyin ish.
Nisbatan yaqinda olimlar qaytarilgan temir ishlab chiqarishning yana bir uchinchi usulini ishlab chiqdilar. Bu ruda konsentratidan metallni granulalarga aylantirish bosqichidan o'tmasdan olishni o'z ichiga oladi. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, bu usul yordamida sof temirni ancha tez ishlab chiqarish mumkin. Biroq, bu usul sanoatda hali joriy etilmagan, chunki u muhim texnologik o'zgarishlarni va metallurgiya korxonalari jihozlarini o'zgartirishni talab qiladi.
Bugungi dazmolning nomi nima? Ushbu material bizga to'g'ridan-to'g'ri qaytariladigan metall sifatida tanish, ba'zida uni gubka deb ham atashadi. Bu tejamkor, yuqori sifatli, ekologik toza material bo'lib, fosfor va oltingugurt aralashmalariga ega emas. Xususiyatlariga ko'ra, gullaydigan temir mashinasozlik sanoatida (aviatsiya, kemasozlik va asbobsozlik) ishlatiladi.
Fechral
Ko'rib turganingizdek, bugun foydalanishdaeng zamonaviy texnologiyalar gullaydigan temir kabi materiallardan foydalanadi. Fechral ham terilgan qotishma hisoblanadi. Temirdan tashqari, u xrom va alyuminiy kabi komponentlarni o'z ichiga oladi. Uning tarkibida nikel ham mavjud, lekin 0,6% dan ko'p emas.
Fechral yaxshi elektr qarshilikka ega, yuqori qattiqlikka ega, yuqori aluminali keramika bilan yaxshi ishlaydi, chuqurlikka moyil emas va oltingugurt va uning birikmalari, vodorod va uglerodni o'z ichiga olgan atmosferada issiqlikka chidamli. Ammo qotishma tarkibida temir mavjudligi uni ancha mo‘rt qiladi, bu esa turli mahsulotlar ishlab chiqarishda materialni qayta ishlashni qiyinlashtiradi.
Fechral laboratoriya va sanoat pechlari uchun isitish elementlarini ishlab chiqarishda qo'llaniladi, ularning maksimal ish harorati 1400 daraja. Ba'zan bu qotishma qismlari boshqa maqsadlar uchun ishlatiladi. Ular maishiy isitish moslamalariga, shuningdek, issiqlik ta'sirining elektr qurilmalariga joylashtiriladi. Fechral elektron sigaretalar ishlab chiqarishda keng qo'llanilgan. Shuningdek, temir, alyuminiy va xrom qotishmasi qarshilik elementlarini ishlab chiqarish sohasida talabga ega. Bular, masalan, elektrovozlarning ishga tushirish-tormozlovchi rezistorlari bo'lishi mumkin.
Fechral sim, shuningdek, ip va lenta ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Ba'zan undan doiralar va novdalar olinadi. Bu mahsulotlarning barchasi elektr pechlar uchun turli shakldagi isitgichlarni ishlab chiqarishda ishlatiladi.
