Blog o chemii nieorganicznej - chemia niemiecka Zamość

Wychodzące z wielkiego pieca surowe żelazo zawiera znaczne ilości domieszek (ogółem do 10°/o), w tym 2,5—5% węgla, nieco krzemu, manganu, niekiedy też fosforu i siarki. Domieszki, a przede wszystkim węgiel, wpływają w silnym stopniu na jego własności. W zwykłej temperaturze surowiec jest kruchy i pęka pod wpływem silnego uderzenia młotkiem, nie daje się więc obrabiać przez kucie i walcowanie. Topi się w wąskich granicach temperatur bez uprzedniego mięknięcia i znacznie niżej niż czyste żelazo (1100—1200°). Bezpośrednio powyżej temperatury topnienia tworzy ciecz łatwo płynną, nadaje się więc dobrze do odlewów.

Wśród licznych odmian surowca, różniących się od siebie ilością i rodzajem domieszek oraz sposobem termicznej obróbki (przetapianie, szybkość studzenia), wyróżnia się dwie odmiany główne: surowiec szary i surowiec biały.

Pierwszy z nich zawiera obok 3—4°/o węgla, stosunkowo znaczne ilości krzemu (około 2,5°/o), a natomiast niewielkie tylko ilości manganu (poniżej 5tt/o). Obecność krzemu sprawia, że podczas powolnego krzepnięcia surowca przeważna część węgla wydziela się w postaci drobnych blaszek grafitu. Dzięki temu surowiec ma przełom szary, budowę nierównomierną, gruboziarnistą i wytrzymałość mechaniczną niewielką. Jest on stosunkowo miękki i daje się obrabiać dłutem i pilnikiem. Na skutek wydzielania się grafitu podczas krzepnięcia zachodzi nieznaczne zwiększenie objętości surowca. Z tego względu surowiec szary szczególnie nadaje się do odlewów, wypełnia bowiem dokładnie wszystkie szczegóły formy.

Surowiec szary służy do wyrobu wielu przedmiotów żelaznych, nie wystawionych na działanie silnych wstrząsów i dużych napięć, jak podstawy do maszyn, ruszty, kaloryfery, sztachety, rury gazowe, garnki itp.

Surowiec biały zawiera nieznaczne tylko ilości krzemu, natomiast zawartość manganu jest stosunkowo duża (> 5%). Wskutek tego węgiel pozostaje w żelazie głównie w postaci węglika, Fe3C, zwanego cementytem, który po skrzepnięciu stopu tworzy z żelazem roztwór stały. Przełom takiego surowca jest srebrzystobiały. Surowiec biały jest znacznie twardszy od szarego. Nie ma szczególnych zalet jako materiał odlewniczy. Używany jest głównie do przeróbki na stal (§ 409).

W razie zawartości w surowcu większych ilości manganu (do 30%) otrzymany po zestaleniu się stop ma strukturę bardzo grubo krystaliczną i przełom jego wykazuje duże płaszczyzny o silnym połysku. Stąd ten rodzaj surowca nosi nazwę zwierciadlanego. Stosuje się go jako dodatek podczas wyrobu niektórych gatunków stali. Do podobnych celów służą też stopy żelaza jeszcze bogatsze w mangan (do 80%), zwane ferromanganem.