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为什么钢能进行铸造?
钢能进行铸造,铸铁不能锻造的原因: 钢中含碳量低,韧性好,能铸造,铸铁中含碳量高,硬度大,质脆,不能锻造,能用来炼钢。 钢,是对含碳量质量百分比介于0.02%至2.06%之间的铁碳合金的统称。钢的化学成分可以有很大变化,只含碳元素的钢称为碳素钢(碳钢)或普通钢;在实际生产中,钢往往根据用途的不同含有不同的合金元素,比如:锰、镍、钒等等。人类对钢的应用和研究历史相当悠久,但是直到19世纪贝氏炼钢法发明之前,钢的制取都是一项高成本低效率的工作。如今,钢以其低廉的价格、可靠的性能成为世界上使用最多的材料之一,是建筑业、制造业和人们日常生活中不可或缺的成分。可以说钢是现代社会的物质基础。 铸铁主要由铁、碳和硅组成的合金的总称。在这些合金中,含碳量超过在共晶温度时能保留在奥氏体固溶体中的量。
炼铁什么时候发明的?
我国发明生铁冶炼技术是在春秋后期。 从近来考古发掘出土的春秋战国之际铁器来看,有用“块炼法”制造的,也有用铸铁铸造的,更有把铸铁件经过加热退火柔化处理而成为展性铸铁的。
公元前6世纪前后,中国就发明了生铁冶炼技术。尤其是春秋战国时期,块炼铁和生铁冶炼两种工艺几乎是同时生产。
原始的炼铁炉是由石堆炼铁法改造而成的。在土中挖一坑洞,周围用石块堆砌,称为地炉。将铁矿石和木炭一层加一层的放在地炉中利用自然风力进行燃烧,利用木炭不完全燃烧产生的一氧化碳 ,使铁矿石中的氧化铁还原成铁,冷却后,取出铁块。这种炼铁法叫块炼铁。其炉温大约1000摄氏度左右,离纯铁的熔点(1534摄氏度)相差甚远。块炼铁得到的铁质地疏松,还夹着许多杂质不坚韧,并无多大实用价值。
后来经过不断的实践,人们发现把这种铁加热到一定温度下经过反复锻打,就可以把夹杂的氧化物挤出去,此时铁的机械性能就得到了改善。在反复锻打铁块的基础上,古人又得出了块炼铁渗碳成钢的经验。因块炼铁质柔不坚,渗碳块炼钢又太坚硬,人们又发明了炼钢的淬火工艺,进一步提高了块炼钢的机械性能。
从战国到西汉,生熟铁并用平行发展。早期的铸铁都是白口铁,铸造性能较好。但是碳是以化合碳的形式存在于铁中,导致生铁脆硬,不耐碰击。因此,在战国早期,人们就创造了白口铁柔化术。即通过长时间加热,将白口铁中的碳化铁分解为铁和石墨,消除大块的渗碳体,这时提高铁的柔性起了良好的作用。
西汉,再块炼渗碳的基础上兴起了“百炼钢”技术。他的特点是增加了反复加热锻打的次数,这样既加工成型,又是夹杂物减少,细化和均匀化,大大提高了钢的质量。
西汉中期,又出现了炒钢,即将生铁炒到成为半液体半固体状态,并进行搅拌,利用铁矿物或空气中的氧气进行脱碳,借以达到需要的含碳量,在反复热锻,打成钢制品。这省去了烦难的渗碳工序,又使钢的组织更加均匀。炒钢的发明,也打破了先前生铁不能转为熟铁的界限,使原先各行其是的两个工艺系统得以沟通。成为统一的钢铁冶炼技术体系。
中国是世界上最早铸造技术吗?
铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺,已有约6000年的历史。中国约在公元前1700~前1000年之间已进入青铜铸件的全盛期,工艺上已达到相当高的水平。铸造是指将固态金属溶化为液态倒入特定形状的铸型,待其凝固成形的加工方式。被铸金属有:铜、铁、铝、锡、铅等,普通铸型的材料是原砂、黏土、水玻璃、树脂及其他***材料。特种铸造的铸型包括:熔模铸造、消失模铸造、金属型铸造、陶瓷型铸造等。(原砂包括:石英砂、镁砂、锆砂、铬铁矿砂、镁橄榄石砂、兰晶石砂、石墨砂、铁砂等)
早期
中国商朝的重875公斤的司母戊方鼎,战国时期的曾侯乙尊盘,西汉的透光镜,都是古代铸造的代表产品。 早期的铸件大多是农业生产、宗教、生活等方面的工具或用具,艺术色彩浓厚。那时的铸造工艺是与制陶工艺并行发展的,受陶器的影响很大。
发展
中国在公元前513年,铸出了世界上最早见于文字记载的铸铁件-晋国铸型鼎,重约270公斤。欧洲在公元八世纪前后也开始生产铸铁件。铸铁件的出现,扩大了铸件的应用范围。例如在15~17世纪,德、法等国先后敷设了不少向居民供饮用水的铸铁管道。18世纪的工业革命以后,蒸汽机、纺织机和铁路等工业兴起,铸件进入为大工业服务的新时期,铸造技术开始有了大的发展。
近代
进入20世纪,铸造的发展速度很快,其重要因素之一是产品技术的进步 ,要求铸件各种机械物理性能更好,同时仍具有良好的机械加工性能;另一个原因是机械工业本身和其他工业如化工、仪表等的发展,给铸造业创造了有利的物质条件。如检测手段的发展,保证了铸件质量的提高和稳定,并给铸造理论的发展提供了条件;电子显微镜等的发明,帮助人们深入到金属的微观世界,探查金属结晶的奥秘,研究金属凝固的理论,指导铸造生产。
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