Лабораторная работа углеродистые конструкционные стали Общие сведения

Эпохи человеческой истории называются, по главным материалам, из которых изготовляются орудия труда. Если следовать этой традиции, то наше время надо по-прежнему именовать железным веком. На основе железа и ныне изготовляется не менее 90% всех конструкционных материалов. Вот почему, переходя от общих вопросов металловедения к разговору об отдельных металлах, мы начинаем именно с железа – одного из фундаментов цивилизации.

У древних египтян железо называлось “вааепере”, что означает “небесного происхождения”. Просто первым железом, с которым познакомился человек, было метеоритное. Изделия из небесного железа изготовлялись ещё в незапамятные времена. Выплавлять же его из руд люди научились много позже: ведь не сразу удалось достичь температуры, при которой оно плавится (1539ºС).

Были времена, когда железо ценилось дороже золота. Так, в “Географии” древнегреческого географа и историка Страбона говорится, что некоторые африканские народы за железо давали в десять раз больше золота по весу. В “Одиссее” Гомера рассказывается, что победителю игр в награду вручали кусок золота и кусок железа.

Железные орудия позволили во много раз повысить производительность труда земледельца. Без них было бы невозможно и развитие ремесел. Триумфальное шествие этого металла началось в XIX столетии. В самом деле, если в 1800 году во всём мире выплавка железа не достигала и полумиллиона тонн, то к концу XIX века она уже составляла около 3,5 млн. т в год.

Железо сегодня – это гидроэлектростанции и опоры линий электропередач, каркасы зданий и кружева мостов. Это трубопроводы для воды, нефти, газа. Это автомобили, тракторы и железные дороги. Это сердцевина всей индустрии – металлообрабатывающие станки, без которых не построишь ни автомобиля, ни телевизора, ни космического корабля.

Но железо сегодня – это и броня танков, и стволы артиллерийских орудий, винтовок и автоматов. Это атомные подводные лодки, самолёты и ракеты. Это снаряды, мины, бомбы и множество других орудий разрушения и смерти.

Не только экономическая, но и военная мощь страны определяется в первую очередь количеством выплавляемого железа – этого главного материала современности.

Железа на Земле очень много. Это второй после алюминия по распространённости металл. В земной коре его не менее 775000000 млрд.т.

Чистое железо серебристо-белого цвета. Это вязкий и ковкий металл. Он так мягок и так хорошо прокатывается, что из него можно готовить, например, листы тоньше папиросной бумаги. Плавится железо, как мы уже говорили, при 1539ºС, а кипит при температуре около 3200ºС.

Чистое железо, подобно золоту, не окисляется на воздухе. Однако оно непрочно. Все изделия, которые называются обычно железными, на самом деле изготовлены из стали или чугуна, то есть из сплавов железа с углеродом.

Мы уже знаем, что чистое железо так мягко, что не годится не только для изготовления машин, механизмов, мостов или каркасов зданий, но и для крыш. Конструкционным материалом его делает добавка… сажа. Мягкая сажа или древесный уголь могут превратить мягкое железо в твёрдые сталь и чугун. Однако в современной металлургии по целому ряду причин для этой цели используется кокс.