20 интересных фактов про чугун: история появления, получение и использование

Сплав железа и углерода с незначительными по весу добавлениями других элементов под названием чугун известен человечеству более 2500 лет. Простота получения, низкая стоимость относительно других металлов и неплохие физические свойства долгое время держали чугун в лидерах металлургии. Из него изготавливали широкий спектр товаров и машин самого разного предназначения, от потребительских товаров до многотонных памятников и деталей станков.

В последние десятилетия на замену чугуну всё чаще приходят более совершенные современные материалы, однако в одночасье отказаться от чугуна не получится — переход на новые материалы и технологии требует слишком больших затрат. Чугун ещё долго будет оставаться одним из главных видов металлургической продукции. Вот небольшая подборка фактов об этом сплаве:

1. Отвечая на вопрос «Что такое сплав железа с углеродом?» нужно не говорить с ходу «чугун», а уточнить, каково содержание углерода в этом сплаве. Потому что сталь — это тоже сплав железа с углеродом, просто углерода в ней меньше. В чугуне содержится от 2,14% углерода.

2. На практике определить, чугунное перед вами изделие, или стальное, довольно сложно. Чугун немного легче, но для сравнения веса нужно иметь аналогичный предмет. В общем чугун магнитится слабее стали, но есть много марок сталей с магнитными свойствами чугуна. Достоверный способ — получить немного опилок или стружки. Чугунные опилки пачкают руки, а стружка рассыпается практически в пыль.

3. Само русское слово «чугун» выдаёт китайское происхождение металла — оно составлено из звуков, связанных с иероглифами «дело» и «лить».

4. Китайцы получили первый чугун ориентировочно в 6-м веке до н. э. Несколькими столетиями позже производство чугуна освоили античные металлурги. В Европе и России работать с чугуном научились уже в Средние Века.

5. В Китае очень хорошо освоили технологию чугунного литья и производили из этого материала большую номенклатуру изделий от пуговиц до крупных скульптур. Во многих домах были тонкостенные чугунные сковороды-воки, диаметр которых мог доходить до метра.

6. Ко времени распространения чугуна люди уже умели работать с другими металлами, однако чугун был дешевле и прочнее чем медь или бронза и быстро завоевал популярность.

7. Широко применяли чугун в артиллерии. В средневековье из него отливали и стволы пушек, и ядра. Причём даже появление чугунных ядер, имевших большую плотность, и, соответственно, вес по сравнению с каменными, уже был революцией, позволив уменьшить вес, длину ствола и калибр пушек. Лишь в середине 19-го века начался переход от чугунных пушек к стальным.

8. В зависимости от содержания углерода, физических свойств и целей производства выделяют 5 видов чугуна: передельный, высокопрочный, ковкий, серый и белый.

9. В России впервые стали применять при выплавке чугуна природный газ.

10. Читая книги о дореволюционных временах и начале 20-го века, не стоит путать: «чугунок» это чугунный горшок, а «чугунка» — железная дорога. Рельсы стали изготавливать из железа сразу после изобретения процесса пудлингования в начале 19-го века, а чугунками железные дорого называли ещё на 150 лет позже.

11. Процесс плавки чугуна начинается с удаления примесей из руды, а заканчивается поглощением железом углерода. Правда, такое объяснение слишком упрощено — связи углерода с железом в чугуне принципиально отличаются от связей механических примесей, а уж тем более кислорода с железом в руде. Сам процесс проходит в доменных печах.

12. Чугунная посуда практически вечна. Чугунки и сковороды могут служить семьям в течение нескольких поколений. Кроме того, на старом чугуне образуется естественное антипригарное покрытие из-за попаданий жира в микропоры на поверхности сковорода или чугунка. Правда, касается это только старых образцов — современные производители чугунной посуды наносят на неё искусственные покрытия, имеющие совсем другие свойства и закрывающие поры от частиц жира.

13. Любой квалифицированный шеф-повар использует, в основном, чугунную кухонную утварь.

14. Из чугуна делают коленвалы автомобильных дизельных двигателей. Также этот металл используют в тормозных колодках и блоках двигателей.

15. Широкое применение чугун нашёл в машиностроении. Все массивные детали станков типа оснований, станин или больших втулок изготавливали из чугуна.

16. Прокатные валки для металлургических прокатных станов делают из чугуна.

17. В сантехнике, водоснабжении, отоплении и канализации чугун сейчас активно вытесняется современными материалами, но и старинный материал всё ещё востребован.

18. Большинство украшений на набережных, часть художественно выполненных ворот и ограждений и некоторые памятники в Санкт-Петербурге отлиты из чугуна.

19. В Санкт-Петербурге же есть несколько мостов, собранных из чугунных деталей. Несмотря на хрупкость материала, продуманная инженерная конструкция позволяет мостам стоять вот уже 200 лет. А первый чугунный мост был собран в 1777 году в Великобритании.

20. В 2017 году в мире было выплавлено 1,2 миллиарда тонн чугуна. Почти 60% мирового чугуна производится в КНР. Российские металлурги занимают четвёртое место — 51,6 млн. тонн — уступая, кроме Китая, Японии и Индии.