Литература -->  Доменное производство металла 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 [ 123 ] 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155

щее затем в синее, окрашивание. При действии медного купороса на нитропруссид натрия образуется бледнозеленый нерастворимый в воде и в спирте осадок, применяемый для испытания эфирных масел.

Аналитически ЭК. обнаруживается действием на его соли, в щелочном растворе, желтой кровяной соли. Соли трехвалентного Ж. образуют нри этом синий осадок берлинской лазури. Соли двухвалентного Ж. образуют синий осадок турнбулловой сини при действии на них красной кровяной соли. С роданистым аммонием NHCNS соли трехвалентного Ж. образуют растворимое в воде с кроваво-красным окрашиванием родановое железо Ке(СМ8)з; с таннином соли окис-ного железа образуют чернила. Относительно методов количественного определения Ж. см. Сталь. Интенсивной окраской отличаются также и медные соли железистосине-родистой к-ты, к-рые находят себе применение (увахромовый метод) в цветной фотографии (см.). Из соединений Ж., применяемых в медицине, кроме упомянутых галоидных соединений Ж., имеют значение: металлич. Ж. (F. hydrogenio reductum), лимоннокислое Ж. (F. citricum-20% Fe), экстракт яблочнокислого Ж. (Extractum ferri pomatum), железный альбуминат (Liquor ferri albuminatum), ферратин-белковое соединение с 6% Ж.; ферратоза-раствор ферратина, карниферри н-соединение Ж. с нуклеином (30% Fe); ферратоген из нуклеина дрожжей (1% Fe), гемато-г е н-70 %-ный раствор гемоглобина в глицерине, гемол-гемоглобин, восстановленный цинковой пылью.

Лит.: Менделеев Д. И., Основы химии, т. 1-2, 9, изд., М.-Д., 1927-28; Ullm. Enz., В. 4, р. 325; Handb. d. anorgan. Chemie, hrsg. v. R. Abegg u. Fr. Auerbach, B. 4, Lpz., 1921-23. Б. Беркенгейм.

Физические свойства Ж.

Имеющиеся в литературе числовые данные, характеризующие различные физич. свойства Ж., колеблются вследствие трудности получения Ж. в химически чистом состоянии. Поэтому наиболее достоверными

с.....

-1-1-1-г-

\ jm-

-/sW\

--/1528\

-то Vr,

-/300 \ -1200 \

-1100 \

-1000 \ -s00 V,

/-Сд 906

-s00

/а, ж

-700

-s00

s00, , . . ,

Время--

Фиг.

ЯВЛЯЮТСЯ данные, полученные для электролитич. Ж. (см. Железо электролитическое), в к-ром общее содержание примесей (С, Si, Mn,S, Р) не превышает 0,01-0,03%. Приводимые нине данные в большинстве случаев и относятся к такому железу. Для него равна! 528° + 3° (Руер и Клеспер, 1914 г.), а Г, .2 450°.

В твердом состоянии Ж. существует в четырех различных модификациях-а, /3, у и д, для к-рых довольно точно установлены следующие темп-рные пределы:

при о X л а-

ш д е н и и

1 528 - 1 401° 1 401 - 898 898 - 768 Ниже 768°

Нри нагревании

1 4С1 - 1 528° 906 - 1 401° 768 - 906° До 768=

(5-Fe.....

y-Fe......

/З-Fe.....

a-Fe......

Переход Ж. из одной модификации в другую обнаруживается на кривых охлаждения и нагревания критическ. точками, для которых приняты следующие обозначения:

Превращения нри

охлаждении бу.....Аг (1401°)

°)

Превращения при нагревании

у->й.....Ас (1401°)

.....Асз (906°)

(768°)

(768°) а-р.....Ас

III II ((ДЕ

r-l 11 1 III хх

Указанные критич. точки представлены на фиг. 1 схематическими кривыми нагревания и охлаждения. Существование модификаций 6-, у- и a-Fe считается в настоящее

время бесспорным,

самостоятельное же - 1) 1111 П (( )) существование /S-Fe оспаривается вследствие недостаточно резкого отличияего свойств от свойств Фиг. 2.

a-Fe. Все модификации Ж. кристаллизуются в форме куба, при чем а, fill 6 имеют пространственную решетку центрированного куба, а y-Fe-куба с центрированными гранями. Наиболее отчетливые кристаллографич. характеристики модификаций Ж. получены на рентгеновских спектрах, как это представлено на фиг. 2 (Вестгрин, 1929 г.). Из приведенных рентгенограмм следует, что д.т1я а-, р- и й-Fe линии рентгеновского сцектра одни и те же; они соответствуют решетке центрирован10го куба с параметрами 2,87, 2,90 и 2,93 А, а для y-Fe спектр соответствует решетке куба с пентрированными гранями и параметрами 3,63-3,68 А.

Уд. вес Ж. колеблется в пределах от 7,855 до 7,864 (Кросс и Гилль, 1927 г.). При нагревании уд. вес Ж. падает вследствие теплового расширения, для которого коэфф-ты увеличиваются с t°, как показывают данные табл. 1 (Дризен, 1914 г.).

Табл. 1 .-К оэффициенты линейного расширения жел е з а.

Средние коэфф-ты ли-

Истинные коэф(1)-ты ли-

нейного расширения

neiinoro расширения

- 10

10*

<°-ные

интер-

Значения

(°-ные интер-

Значения

валы

коэфф.

валы

коэфф.

20 -

100°

1166

20 - 100°

1 166

20 -

200°

1 232

100 - 200°

1 293

20 -

300°

1 302

200 - 300°

1 423

20 -

400°

1 365

300 - 400°

1 534

20 -

500°

1 422

400 - 500°

1 627

20 -

600°

1 464

500 - 600°

1 664

20 -

700°

1 501

600 - 700°

1 703

20 -

800°

1 467

700 - 800°

1 212

20 -

900°

1 314

800 - 900°

- 589

20 -

1 000°

1 335

900 - 1 000°

+ 2 218



Понилсение коэфф-тов расширения в интервалах 20-800°, 20-900°, 700-800° и 800- 900° объясняется аномалиями в расширении при переходе через критич. точки Л и Л. Этот переход сопровождается сжатием, особенно резко выраженным в точке Л, как показывают кривые сжатия и расширения на фиг. 3. Плавление Ж. сопровождается расширением его па 4,4% (Гонда и Энда, 1926 г.). Теплоемкость Ж. довольно значительна по сравнению с другими металлами и выраясается для разных °-ных интервалов величинами от 0,11 до 0,20 cal, как показы-

тросопротивления a(> ioo<, х 10 колеблется в пределах от 560 до 660, где

0-100° - jr>

Холодная обработка (прокатка, ковка, протяяска, штамповка) очень заметно отражается на физич. свойствах Ж. Так, %-ное изменение их при холоди, прокатке выражается следуюш,ими цифрами (Геренс, 1911 г.): коерцитивное напряжение --323%, магнитный гистерезис +222%, электросопротивление + 2%, уд. в. -1%, магнитная проницаемость -65%. Последнее обстоятельство

Табл. 2.-Т еплоем кость железа при разных температурных интервалах.

Температурн. интервалы

0-100°

0-200°

0-300°

0-400°

0-500°

0-600°

0-700° j 0-800°

0-900°

0-906°

Средние теплоемкости. .

0,1107

0,1167

0,1215

0,1275

0,1337

0,1417

0,1515

0,1650

0,1650

0,1724

Температурн. интервалы

0-1 000°

0-1 100°

0-1 200°

0-1 300°

0-1 400°

0-1 401°

0-1 500°0-1 528°

0-1 600°

Средние теплоемкости. .

0,1700

0,1688

0,1660

0,1645

0,1632

0,1650

0,1650

0,2071

0,2043

вают данные табл. 2 (Обергоффер и Гроссе, 1927 г.) и построенная на основании их кривая (фиг. 4).

В приведенных данных превращения Л2, J-3, А- и плавление Ж. обнаруясиваются настолько отчетливо, что для них легко вычисляются тепловые эффекты: Л.3...+ 6,765 cal, ji4... + 2,531 cal, плавление железа... -64,38 cal (по С. Умино, 1926 год, -69,20 cal).

Железо характеризуется приблизительно в 6- 7 раз меньшей теплопроводностью, чем серебро, и в 2 раза меньшей, чем алюминий; а именно, теплопроводность Ж. равняется при 0°-0,2070, при 100°-0,1567, при 200°--0,1357 и при 275°- 0,1120 са1/сж-ск-°С. Наиболее характерными свойствами железа являются магнитные, выражаемые целым рядом магнитных констант, получаемых при полном цикле намагничивания железа. Эти константы для электролитич. Ж. выражаются следующими значениями в гауссах (Гум.лих, 1909 и 1918 гг.):

Магнитное поле, Я = 150......... 150

Максим, магнитная индукция...... 18 870

Магнитная индукция при Я = 100 ... 18 050

Максим, магнитная проницаемость ... 14 600

Остаточный магнетизм.......... 10 850

Коерцитивное напряжение........ 0,375

Потери на гистерезис в эргах на см . . 21 632

При переходе через точку Л ферромагнитные свойства Ж. почти исчезают и м. б. обнаружены только при очень точных магнитных измерениях. Практически /3-, у-и б-модификации рчитаются немагнитными. Электропроводность для железа при 20° равняется Дмо м/мм (где R-электрическое сопротивление железа, равное 0,099 Q мм/м). Температурный коэффициент элек-

геЬ

-300

-ш \

BOO 700- то 1, 1 1 I i. 1

W 10а

Фиг. 3.

делает понятными те значительные колебания физич. свойств, к-рые наблюдаются у разньгх исследователей: к влиянию примесей нередко присоединяется еще и влияние холодной механич. обработки.

О механич. свойствах чистого Ж. известно очень мало. Электролитич. Ж., сплавленное


Фиг. 4.

В пустоте, обнаружило: временное сопротивление на разрыв 25 кг/мм, удлинение- 60%, сжатие поперечного сечепия-85%, твердость по Бринелю-от 60 до 70.

Структура Ж. находится в зависимости от содержания в нем примесей (хотя бы и в незначительных количествах) и предварительной обработки материала. Микроструктура Ж., как и других чистых металлов, состоит из более или менее крупных зерен (кристаллитов), носящих здесь название феррита (вкл. лист, 1). Размеры и резкость их очертаний зависят гл. обр. от скорости охлаждения Ж.: чем последняя меньше, тем больше развиты зерна и тем резче их контуры. С поверхности зерна бывают окрашены чаще всего неодинаково вследствие неодинаковой кристаллографич. ориентировки их и неодинакового травящего действия реактивов по разным направлениям в кристалле. Нередко зерна бывают вытянуты в одном на-



vJ.


1. Зерна феррита в железе, x 300. 2. Зерна феррита с линиями Неймана на поверхности зерен, X 300. 3. Поперечный разрез круглого прута сварочного железа с включениями шлака. 4. Продольный разрез котельного пудлингового железа с включениями шлака.

Т. Э.

нГКОК&РТПРОМ



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 [ 123 ] 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155