2 Тақырып. Материал тану бойынша жалпы мәліметтер

2.1. Материал тануға кiрiспе

Заттық дене атом тұратын молекулалардан құрастырылған. Атом ядро және электрондық қабықтан тұрады. Ядроның құрамына протондар және нейтрондар кіреді (сутегiнiң ядро атомының нейтрондарды алмайды). Атомның электрондық қабығы ядроларды айнала айналатын электрондар болады. Протон оң электрдiң қарапайым заряды, электрон болып табылады - терiс электрдiң қарапайым заряды, осы уақытта нейтрон электрмен бейтарап.

Химиялық элементтер - бұл заттар, бiр түрлiнiң атом тұратын. Бұл заттардың кәдiмгi химия әдiстерiнiң қолдануында жiктесiн мүмкiн емес. Химиялық элементтермен бар болатындар, мысалы, темiр, мырыш, қорғасын, қалайы, сынап, алюмини, оттек, күкiрт, радий, сутегi және тағы басқаларлар болып табылады.

Заттар, әртүрлi химиялық элементтерiнiң мысалы, мұнай, тұз қышқылы, газ, су, спирт және т. б. химиялық қосулар деп аталады. Химия қосулары өте жақсы химиялық элементтердiң ол кiретiн қасиеттерiнен тән қасиетi болады.

Металлдар химиялық элементтердi бiр топтарға жатады. Металлдардың ортақ қасиеттерi: биiк ыстық - және электр өткiзгiштiк, қорығыштық және өңделетiндiк, үлкен механикалық шыдамдылық және қаттылық. Металлдар үлкен немесе кiшiсi жалтыраумен, сонымен бiрге мөлдiр еместермен айырмашылығы болады.

Өнеркәсiпте химиялық жолмен таза металлдары сирек қолданылады. Басқа элементтердiң ептеген қосымшаларының мөлшердiң негiзгi металлынан басқа болатын техникалық таза металлдарды жиiрек қолданылады. Бұл олар химиялық жолмен таза металлдардан айырмашылығы болады. Металлдардың балқымаларын жағдайлардың көпшiлiгiнде қолданылады. (алтын, күмiс) химиялық жолмен таза түрде табиғат кездесетiн металлдар бағалы металлдар деп аталады.

Металлдардың жер қабыршақ кездесетiн химия қосулары мыс, мырыш, темiрлi кен және тағы басқалар металлдық кендер деп аталады.). Металлдардың балқымалары олардың қосуы әртүрлi металлдар жолымен ерiтiлмелi күйге алады.

Оттек - бұл түссiз газ дәмсіз және иiссiз. Бір литр оттектің 1 атмосфераға қысыммен және 0^оC температураға салмағы 1,429 г өлшенеді. Оттек, жердегi өмiрдiң әр түрлi формаларының болуы үшiн қажеттi химиялық процесстерде, химиялық қосулары құрастыра қатысады. Жанудың процесстерiнiң сүйемелдеуi үшiн қолданылады. Металлдардың алулары үшiн негiзгi шикiзатқа тағы басқа материалдар темiрлі, мысты, мырышты, қалайылы, қорғасынды, алюминиді тағы басқа кендерi, күкiрт, көмiр, мұнай, ағаштар және басқалар жатады.

Темірдің дара салмағы - 7,86г/см³.

2.2. Шойындар және олардың бiр түрлерiнiң алуы

Шойын - бұл көміртегімен темірдің балқымасы 2 ден 3,6% дейін санын құрайды. Бұдан басқа, шойында кремнидiң қоспасы, маргандық, фосфор және күкiрттерде болады.

Легірленген шойын - бұл құрамына арнайы қосымшалар, сондай хромдар, никел және молибдендер кiретiн шойын. Легіпленген шойын жақсы механикалық қасиеттердi биiк тоттану төзiмдiлiгi және ыстыққа төзiмдiдiкпен айырмашылығы болып, сонымен бiрге алады. Процесстердiң балқымалары үшiн отынның бiрнеше түрлерi қолданылады: газ сияқты, қатты және сұйық. Отындар табиғи және жасанды бола алады.

Газ сияқты табиғи отынға газ сияқты жасандыға газдың жер қойнау өндiрiлетiн табиғи жатады - генераторлық газдың, ацетилен, шырақ газ тағы басқалар жатады.

Қатты табиғи отынға тас көмiр, қоңыр көмiр, торф және ағаштарды жатады, ал қатты жасандыға - кокс, брикеттер және ағаш көмiрi жатады.

Сұйық табиғи отынға мұнайды, ал сұйық жасандыға - мұнайды айырудың өнiмдерi: соляр майы, жер майы, жанармай тағы басқалар жатады .

Домен пешi - бұл балқыту үшiн бастапқы материалдарда кедергi жасаған және қарсы шығу көтерiлетiн бiртiндеп жиі газдарға алқынатын темiрлi кеннен шойынның қорытуы үшiн шахталық пеш. Материал-кен, отын және флюстер материал кiретiн шихталарға бастапқы - домен пешінің масақ ұстағышына жүктеушi құрылым арқылы үстiнде жүктеледi, қыздырылған ауа төменгi цилиндрлiк пештің бiр бөлiгiне фурмадан кейiн әпередi. Шойын және күйiндiнiң домен пешіндегi кендерi пайда болатын қалпына келтiрудiң нәтижесiнде астының металл қабылдағыштарында меншiктi салмақтардың айырмашылығы салдарынан құрастыра шойын және күйiндi ағынөзенiн арнайы саңылаулар арқылы мерзiмдi шығарылатын (шойын - төменгi, күйiндi - жоғарғы) қабаттай шоғырланады. Отқа шыдамды кiрпiшпен пештiң iшi ақтарған. Домен пешінің жүктеуi үстiнде өндiрiп алады, шойын және күйiндiнiң құйылысы - домен пешінің асты арқылы жүргізіледі. Домен пешi темiрлi кенмен, (кокспен) отынмен және (әк таспен) флюспен жүктеледi. Негiзгi темiрлi кендерге жататындар: 55- 65% темір, гематит (қызыл темiр) 55 -58% темір, лимонит 35- 55% темір, гетит – 25-39% темір, сонымен бiрге 48% дейін темір болатын темiр шпаты жатады.

Кендердiң сөндiруiмен тағы басқа ластанулардың тау жыныстарының әр түрлi қоспаларын темiрлi кеннен алып тастау деп аталады. Кеннiң сөндiруi механикалық және магниттi әдiстермен өндiрiп алуға болады.

Доменді процесс - бұл кеннен домен пешке шойынды алу процессi. Кеннен нәтижеде көп физикалық өзгерiстер және домен пешіне жоғары температураларының әсер болып жататын химиялық реакцияларында шойын пайда болады. Бұл процесс (көрiкте) домен пешінің астындағы температурасының жанында 1700^оC және (оттықта) жоғарғы бөлiкте – 550^оC ағады. Домна өндiрiсiнiң негiзгi өнiмi шойын болып табылады, қосымша - домен күйiндiсi, домен газы және оттық шаңы. Домен пешінде (қайта жасаулық) ақ және (құю) боз шойындар алады. Шойында 2- 3,6 % көмiртектi құрайды.

Ақ шойын - қатты және морт материал. Сондықтан оның механикалық өңдеуi қиындау. Бұл шойын қайта жасау болаттарды және соқпа шойынды алу үшін қолданылатын шойындар. Ақ шойын бiразда үлкен мән қаттылықты алатын және екпiндi жүктеменi болмайтын жол сырғанақтарының құюы үшiн қолданылады. Өйткені ақ шойын темір карбидты құрайды, онда ол бұрылыста ақ түске бояуы болады.

Құю және жақсы аққыштықтың жанында аз отыруы артынан (құю) сұр шойын құю үшiн қолданылады. Сұр шойын қысуға үлкен берiктiкпен бейнеленедi, дегенмен кiлегейлен соққыларды қарсыласады. Ол созылуға, бұрауға және июге ұшырауға болмайды. Ақ шойынға қарағанда, сұр шойын жұмсақ және жақсы қаралудан өтедi.

Шарттарға және тәртiпке байланысты балқымалы ақ немесе сұр шойындарды алады.

Шойындар құрамына кiретiн және оның қасиетiндегi ықпалдарында болатын химиялық элементтерге жататындар: күкiрт - аққыштықты нашарлатады және формалардың жаман нашар толтыруын шақырады, графиттi ерекшелеудi шойынның бұл қаттылығы артынан жоғарылата бөгелтедi; фосфор - шойынның аққыштығы қосымша төмендетедi, темiрдегi цементиттiң еруiн шойынның қаттылық және морттығы жоғарылата бөгелтедi; кремни - шойындағы цементиттiң жiктеуi және (сұр шойынды домен пешінде алу кезiнде) графиттi босауды үдетедi, құю қасиеттерiн жақсартады және шойынның жұмсақтығын жоғарылатады; Маргандық - ақ шойын қаймақшытады, және де сұр шойындағы болмашы маргандық пайызы оның механикалық шыдамдылығын үлкейтедi, жалпы алғанда шойыннан күкiртiнiң алып тастауына мүмкiндiк туғызады.