Ковкий чугун

Определение "Ковкий чугун" в словаре Брокгауза и Ефрона

Ковкий чугун (La fonte malléable; das schmiedbare Gü sseisen; maleable cast iron). — К. или адусированным чугуном называется железный продукт, получаемый прямо из чугуна, посредством продолжительного нагревания его при высокой температуре каления в присутствии какого-нибудь окисляющего вещества, называемого цементом. Разные мелкие предметы сперва отливаются из чистого белого чугуна, а потом прокаливаются в горшках вместе с окисляющим веществом и металл, бывший до этой обработки твердым, хрупким и легкоплавким, приобретает все свойства железа — делается мягким, трудноплавким, способным к обработке и получает известную степень ковкости. Про этот способ первый раз упоминается в литературе Реомюром в 1722 г. ("L'art de convertir le fer for gé en acier et l'art d'adoucir le fer fondu"), откуда видно, что К. чугун был уже в употреблении в XV, XVI и XVII столетиях; потом как-то прекращается и, наконец, в конце XVIII и в начале XIX столетия опять появляется под названием литой стали (run steel, Flussstahl). В Германии он был введен в 1829 г., во Франции — Elliot'ом в 1836 г., в Бельгии — в 1838 г. С тех пор этот способ начинает все больше и больше развиваться и, благодаря различным улучшениям и усовершенствованиям, К. чугун нашел теперь большое применение в технике. В особенности большую услугу приносит К. чугун в производстве мелких, сложных фигурных изделий, для приготовления которых из стали или железа пришлось бы подвергать их очень трудной и продолжительной обработке. В настоящее время из К. чугуна изготовляют не только мелкие вещи, как, например разные оковки, ключи, замки, крючки, шпоры, подвески, но также и разные части ружейных стволов, швейных машин, колеса, шкивы и проч. Материалом для приготовления К. чугуна служит белый чугун, не заключающий в себе графита. Кроме того, он не должен содержать много марганца, кремния, фосфора и серы. Марганец сильно задерживает обезуглероживание; фосфор уменьшает прочность и способность выделения графита; кремний придает хрупкость и тоже замедляет обезуглероживание. Чугун для отливки предметов не употребляется прямо из домны, но чаще всего переплавляется в тиглях или, в редких случаях, в вагранках. Тигли делаются из огнеупорной глины или из графита, вместимостью от 15 до 30 кг, редко 50 кг. Для расплавления чугуна употребляется самодувный горн, в котором на решетке помещается один или два тигля. Часто таких печей ставится несколько, кругом дымовой трубы, наподобие горнов, употребляемых для переплавки стали. Формы приготовляются из сырого песка. Обыкновенная формовочная земля пригодна для этой цели. Модели могут быть деревянные, но чаще всего употребляются металлические. После заливки, дают время для охлаждения, а потом разгружают формы и очищают предметы от приставшего песка.

Цементным веществом служит чистая железная руда, чаще всего красный железняк или шпатовая руда в порошкообразном состоянии, а иногда с примесью окалины или молотобойны. Процесс адусирования ведется в чугунных сосудах вроде ящиков или тиглей. Эти ящики наполняются попеременными слоями чугуна и порошкообразного цемента, закрываются герметически крышкой и помещаются в печь для медленного нагревания. Сначала печь медленно подогревается до светло-красного каления (около 1000°), на что потребуется от 20 до 30 часов; при этой температуре поддерживают печь от 60 до 80 часов и затем медленно охлаждают в продолжение 30 часов. Печи, в которых совершается адусирование, бывают различной формы, в зависимости от горючего материала и от количества помещаемых зараз горшков. Фигура представляет одну из обыкновенных печей, нагреваемую пламенем.

Пламя из топки проходит отверстиями в своде, медленно циркулирует между сосудами и спускается в дымовые ходы, окружающие печь. Когда ящики остыли до того, что можно дотронуться рукой, разгружают ящики, пробуют вещи напилком, сортируют и очищают щетками или в очистительных барабанах. Химической стороной процесса, кроме Реомюра, занимались Фуркиньон и Ледебур. Самые интересные опыты были сделаны в этом отношении Фуркиньоном. Для исследования всех изменений, которые претерпевал металл во время отжига, он употреблял разные цементы, а именно: гематит, угольный порошок, железные опилки, известь, костяной пепел, калькотар и, кроме того, отжигал бруски в среде водорода и азота. Определял изменения в пределе упругости, а также и состав металла до и после отжига. После отжига чугунного образца в гематите оказалось:

До отжига		После отжига
C = 2,94 Гр = следы	2,94	C = 1,05 Гр = 0,89	1,94
Si = 0,453		Si = 0,448

Самые интересные результаты получились при отжиге бруска из этого же чугуна в угольном порошке.
После отжига

С = 1,53

Гр = 1,02

Si = 0,322

т. е. сумма углерода немножко уменьшилась, а количество графита сильно увеличилось. Из всех этих опытов можно вывести следующие заключения: что после отжига сумма углерода всегда уменьшается, а уменьшение кремния заметно только после продолжительного нагревания; что водород и азот тоже отнимают часть углерода; что К. чугун занимает среднее место между чугуном и сталью; что белый чугун при прокаливании в угольном порошке представляет явления совершенно отличные от тех, которые наблюдаются при прокаливании железа и стали и, наконец, что процесс адусирования дает прямо противоположные результаты цементации и потому часто носит название децементации или обратного цементирования. Кроме того, при адусировании встречается еще та особенность, что кроме уменьшения количества углерода, еще некоторая часть химически соединенного углерода переходит в состояние графита, который, по мнению Фуркиньона, представляет особую разность аморфного графита.

Литература. Tresca et Morin, "Ann. du Conservatiore des arts et métier"; Brüll, "Etude sur la fonte malléable"; Wedding, "Die Darstellung des Schmiedbaren Eisens"; Dü rre, "Handbuch der Eisengiesserei" (II); "Annales des Chimie et physique" (1881); "Stahl und Eisen" (1886, № 6); "Горный Журнал" (1881, № 11; 1884, № 6 и 1889, № 9); "Polytechnisches Centralblatt" (1873, № 5); "Chemische Untersuchungen von h ämmerbarem Gusseisen v. Davenport".

А. Ржешотарский. Δ .