> Военный энциклопедический словарь, страница 90 > Чугун
Чугун
Чугун (fonte fie fer, Gnsseisen), металл, имеющий в военной технике весьма обширное применение, подобно железу и стали, есть соединение железа с углеродом, но заключает в себе углерода более, нежели сталь и железо. Чугун добывается из железных руд в доменных печах (смотрите это) и получается различных родов, которые, но свойствам, вообще разделяются на два главные вида: белый чугуна (fonte blanche) и серый чугуна (fonte grise).
Белый чугун (жесткий или густой) очень тверд, до того, что иногда режет стекло, вместе с тем весьма хрупок; имеет излом белый, блестящий, листовый; весьма плотен; удельная тяжесть его 7, 5. Серый чугун (мягкий чугуна или жидкий) не так тверд, как белый, и менее хрупок, имеет излом серый, иногда черноватый, тусклый, зернистый; он менее плотен, чем белый чугун; удельная тяжесть его 7. Между этими крайними сортами чугуна получается много промежуточных, обнаруживающих в большей или меньшей степени свойства того и другого сорта. Эти сорты чугуна называют: свегплосе-рым, гпемносерыма или вообще пестрима. Чугун называют половинчатым, если он состоит из смеси белого и серого поровну, в противном же случае третныма.
Различные сорты чугуна отличаются между собою еще своей плавкостью. Серый чугун требует для расплавления несколько высшей температуры и в расплавленном состоянии бывает жидок; белый же чугун плавится при низшей температуре и в расплавленном состоянии бывает густ и неудобен для литья, почему употребляется большей частью на выделку железа. Различие свойств и вида белого и серого чугуна прежде относили к тому, будто бы серый чугун заключает в себе более углерода чем белый; но в последствии убе-дилпсь, что в белом чугуне, наоборот, паключаетсп углерода от 0,0425 до 0,0525, а в сером от 0,025 до 0,0575 частеии. После того причину различия сортов чугуна стали объяснять тем, что в белом чугуне весь углерод соединен с железом химически, а в сером часть углерода находится в виде механической примеси; но в сером чугуне, наблюдая даже посредством микроскопа, также как и в белом, нельзя заметить механической примеси углерода.
Различие сортов чугуна происходит: во 1-х) от примеси в руде некоторых посторонних веществ, например: марганца, iociopa, серы и так далее и во 2-х) от температуры, при которой выплавляется чугун, и от более или менее скорого охлаждения: дири температуре высокой (около 1200° С.) и медленном охлаждении полу- чается чугун более серый, а при низкой температуре (около 1050° С.) получается чугун белый и твердый. Переплавкою, при известпых обстоятельствах, можно одии сорт чугуна обратить в другой. В статье Доменная пень описана сущность добывания чугуна из железных руд; нам остается сделать только некоторые необходимия дополнения. Качества получаемого чугуна зависят преимущественно; 1) от качества железных руд н, при употреблении различных руд, от пропорции, в которой оне смешаны. Лучшая железная руда, но богатству и чистоте, есть, так называемая, магнитная, руда, из которой выплавляют большую часть чугуна в Швеции и Норвегии; она находится и у нас в Сибири; за ней идут железный шпат или углекислая закись зке-леза, некоторые породы руды железного блеска, наконец водянистое железо, составляющее руды озерные и болотные, по содержанию железа беднейшия, и от того требующия на выплавку чугуна более издержек. В болотных рудах часто встречаетсяпримесь Фосфора, который, перейдя в чугун, делает его хрупким. Чугун на Олонецких наших заводах выплавляется из озерных и болотных РУДb.
2) От устройства и размеров доменной печи, которые зависят от употребляемого горючого материала и свойств проплавляемых руд, требующих более или менее высокой температуры.
3) От употребляемого горючого материала, который бывает или древесный уголь, как у нас, или кокс, как например в Англии; последний, давая более золы и содержа часто в примеси серу, делает выплавку хорошого чугуна более трудною и требует для этого более высокой температуры. Весьма важно в экономическом отношении употребление при выплавке чугуна дров вместо угля; но опыты металлургов по этому предмету были столь неудачны, что привели к заключению, будто этого достигнуть невозможно; однако у нас А. А. Фок уже в 1826 году выплавлял железные руды только дровами.
4) От правильного определения флюса или плавня, соответственно горной породе, находящейся в руде, всегда так, чтобы эта порода с плавнем составляла легкоплавкое вещество, в расплавленном состоянии называемое шлаком, от которого бы железо, соединенное с углеродом, в горне печи легко отделялось, и чтобы но возможности меньшее количество железа переходило в шлак. Когда руда содержит много соляных оснований, тогда ее проплавляют с примесью кварца,; если же она содержит много кварца, то с прибавлением извести или другого основания. Иногда руды проплавляются одре; это тогда, когда оне содержат в себе горную породу, могущую образовать правильный состав галака (самоплавкие руды), или когда можно смешать различные руды так, что кислота одной с основанием другоии составляют легкоплавкий шлак. Состав плавни зависит и от употребляемого горючого материала; по во всяком случае плавни не должны содержать сернистых соединений, также сернокислых и фосфорнокислых солей.
5) От засыпи руд, или надлежащей соразмерности между количеством руды, горючим материалом и флюсом.
6) Количество воздуха, вдуваемого и печь, и его плотность имеют также влияние на качество получаемого чугуна, потому что, при известной вместимости плавильного пространства, от вдуваемого воздуха зависит температура плавки. Количество вдуваемаго1 воздуха соразмеряется с степенью плавкости руды и бывает различно: оно простирается до 2000 кубич. Футов в минуту. При употреблении кокса, количество вдуваемого воздуха бывает больше чем при употреблении древесного угля. Иногда вдувают в доменные печи воздух предварительно нагретый от 200° до 300°, причем, для избежания издержек, часто пользуются горючестью и высокою температурою гасов, отделяющихся из колошника; это особенно выгодно при очень тугоплавких рудах и сырой плавке, а также при плавке в вагранке.
7) Наконец, качество чугуна зависит от хорошого и однообразного хо да печи. Признаками хорошого хода печи служат: равномерное оседаниеколош; светлый, яркого цвета илаз фурмы с. перемещающимися темноватыми струйками; шлак в расплавленном состоянии подобный тесту и отчасти тягучий, а в холодном плотный и однородный; наконец самый металл жидок, скоро течет по борозде и застывает довольно ровно,образуя притом несколько вогнутую поверхность. Для более или менее совершенного исполнения всех условий, от которых зависят качества выплавляемого чугуна, до этих пор составляет почти единственное средство—опыт. Самм процесс проплавки руд, в главных основаниях везде одинаковый, изменяется в подробностях на каждом заводе.
Чугун употребляется для отливки многих предметов, не говоря о тех, которые касаются не прямо военного дела. Достаточно упомянуть: артиллерийские орудия, снаряды, цилиндры и некоторые части паровых машин, колеса для крепостных лафетов и так далее При этом должно заметить, что отливку производят или прямо из доменных печей, илп переплавляя чугун в духовых (самодувных) печах, илп в вагранках (смотрите Литье орудии). У нас на Александровском чугунно-литейном заводе, где получаемый чугун сортируют на четыре нумера (№ 1-го самый мягкий и № 4-го самый жесткий), для литья орудий найду чинш считается № 2-й с заметным переходом и № 3-й, потому что имеет вязкость и вместе с тем мягок и доступен к отделке. Этот чугун имеет в изломе темпосерый цвет, не очень мягок и не жесток, сложения чешуйчато-зернистого. иири наполнении Форм орудия металлом, пускают его через железную воронку, вымазанную изнутри глиною, заслоняя железными лопаткама отверз-тия для цапф, пока чугун не подымется выше цапф. Ныне, вместо употребления лопаток, наполняют цапфы сеном, с тем, чтобы гасы, отделяющиеся при горепии его, выкидывали весь сор, проникающий в цапфы. Когда металл достигнет верхней части прибыли, прекращают течение металла и засыпают верхнюю поверхность угольным мусором, чтобы отлитое орудие остывало по возможности медленнее. Потом, образующееся в Форме, по мере остывания металла, пустое пространство, доливают жидким чугуном из вагранки, чтобы препятствовать металлу по оси орудия правильно кристаллизоваться и способствовать прибыли долее времени выполнять ея назначение.
Многие считают орудия, отлития из переплавленного в воздушных печах чугуна, более прочными, относительно разрыва, нежели орудия доменного литья, полагая, что чугун при переплавке очищается. Предложение это, кажется, вполне справедливо, относительно чугуна, выплавляемого из руд коксом; на Александровском заводе, как и на многих других, применяя и к чугуну, выплавленному древесным углем, старались отливать орудия преимущественно из воздушных печей; но употребляя при переплавке не каменный уголь, а дрова, получали чугун малой степени жидкости, почему в каналах орудий образовались раковины. Чтобы соединить выгодные свойства второй сплавки (прочность орудия и гладкость его поверхности) с преимуществами доменного литья, дающого плотные каналы без раковин, на Александровском заводе отливают орудия из доменных и воздушных печей вместе. Прежде, полагая, что от разности температуры чугуна различных печей могут образоваться раковины, расплавленные металлы смешивали в общем дворе и оттуда спускали в Форму орудия; но как орудия очень часто получались с значительными недостатками в каналах, то ныне чугун воздушных печей впускают в казенную часть, а с цяиф до верху наполняют Форму доменным чугуном. От этого изменения системы литья, части орудия, подвергающияся чаще всего разрыву, заключают металл, наиболее удовлетворяющий условиям прочности; раковины же в этих частях уничтожаются большей жид- костью доменного чугуна и давлением его; с другой стороны, и приварка Формовой земли в казенной части от густоты и низкой температуры металла уменьшается; в дульной же части, как показывают опыты, она всегда невелика.
В заключение мы должны сказать об отливке чугунных орудий с гладкою поверхностью, нетребующих обточки, производящихся в настоящее время во франции, Бельгии, Баварии, Неаполе и в других государствах. Этому способу отливки, кроме сбережения издержек на обточку, многие артиллеристы приписывают и большую прочность орудий, относя ее к твердой коре, покрывающей поверхность необточенного орудия; но кора эта так тонка, что едва ли может быть причиною особенной прочности орудия, и кажется, скорее можно ей приписать, что она сберегает металл орудия от действия атмосферы. Главное внимание при этом способе литья обращают на ьормовку. На Лйттих-ском пушечном литейном заводе употребляют при этом модели из желтой медп, гладко обточенные и полированные, а Формовую землю составляют из 5 частей весьма глинистого песку и 1 части кокса измельченного в порошок. Высушив песок, растирают, просеивают, переслаивают с коксовым порошком и тщательно пе ремешпвают: потом смачивают всю смесь раствором из хорошей горшечной глины, кокса и сока, выжатого из лошадиного кала, после чего, хорошо перемешав, оставляют в кучах как можно долее. Формовый состав пропускается под каток и поверхность заформованной опоки покрывается густым соком лошадиного кала; просушенные Формы вымазывают Формовыми чернилами из 2 частей (но объёму) граФита, 4 коксового порошка, 1-й горшечной глины и 6 частей сока лошадиного кала,смешанного иногда с пивными дрожжами; наконец Форма опять просушивается и покуда довольно горяча употребляется в дело. Отливка производится из малых отражательных печей. У нас с 184-2 года производились опыты над отливкою чугунных орудий, нетребующих обточки, на Александровском Верхне-
Тврпнском и Каменском заводах, и несколько орудий удалось отлить пзе воздушных псчсии (из которых II производится литье без обточки за границею) с довольно гладкою поверхностью, причем некоторые из них имели в канале раковины; из доменных же псчсии, по причине высокой температуры и большой степени жпд кости чугуна, выходили орудия без раковин, но с шероховатою поверх ностыо; а оставить совершенно доменную отливку и отливать орудия из одних воздушных печей невыгодно ни в хозяйственном; ни в техническом отношениях.
Обь остальном, касающемся добывания чугуна, литья чугунных орудий и снарядов, помещено в статьях: Доменная печь, Аиитьс орудий, Литье снарядов и Формы. А. А. А.