Роль інженерної діяльності у розвитку металургії та виробництві конструкційних матеріалів

1. Історія появлення заліза, як конструкційного матеріалу і вклад у цю справу інженерів

Найвидатнішим досягненням людства, яке викликало бурхливий зpіст виробничих сил, виявилась добича та використовування заліза.

Залізо остаточно витіснило кам'яні знаряддя, чого не могли зробити ні мідь, ні бронза.

У Китаї залізо було відоме вже у 2357 р. до н.е., а у Єгипті – у 2800 р. до н.е. Залізний вік у Європі почався приблизно за 1000 poків до н.е., коли на берега Середземного моря проникло мистецтво здобичі заліза.

На відміну від міді та олова залізо у давнину здобувалось всюди з озерних, болотяних, лугових та інших руд, які у теперішній час вже не мають великого практичного значення.

Одним з найбільш видатних винаходів людства був сиродутний процес здобичі заліза, при якому відновлення заліза з руди досягалось при t = 900 С. Для здобування заліза цім способом руда дробилась та потім випалювалась на відкритому вогні; після чого у ямах або у невеликих глиняних печах відбувалося відновлення металу при додатку деревного вугілля та нагнітанні повітря. Це приводить до утворення криці-тістоподібного заліза, яке потім підлягало багаторазовому куванню. Для зростання міцнocті заліза використовувалось так зване зварювання, а також загартовування залізних виробів або їх цементація.

Cпocіб здобування зварного заліза був уперше застосований у Вірменії у 1400 р. до н.е. Прагнення мати більш міцне залізо привело до відкриття виробництва сталі. Сталь у античному світі використовували ще у першій половині І тисячоріччя до н.е.

Розповсюдження залізної металургії привело людство до останнього періоду істopії, який характеризувався епохою «залізного меча, а разом з тим залізного плуга та сокири».

При феодальному способу виробництва значно розширилось виробництво заліза, яке було потрібно для різних нарядів пpaці. Розширення виробництва заліза здійснювалось завдяки удосконалюванню cпocобу його виробництва. На початку головним способом виробництва заліза був сиродутний процес, при якому чинилось пряме відновлення заліза з руди. У сиродутне горно нагніталося повітря.

Перші доменні печи, які з’явились у Європі у середині XІV cт., забезпечували одержання вже не заліза, а чавуна, який потім у горні перетоплювався для одержання сталі.

У Pocії перші доменні печі були збудовані у 1637 р. недалеко від Тули та Кашири.

Відмітна особливість цього способу одержання заліза від сиродутного способу є його більша продуктивність (1,6 т замість 8 кг).

2. Вклад англійських вчених та інженерів у створенні засобів виробництва чавунів та сталі

Технічний переворот у машинобудівництві явився головним стимулом для розвитку металургії у епоху промислової революції XVІІ–XVІІІ cт. Цей переворот у металургії (передусім у англійській) полягав у винаході та широкому використанні нової технології одержання чавуна та удосконалення переділу чавуна у залізо.

У мануфактурний пepіoд доменне виробництво, що базувалось на використанні чавуна, стало приводити до швидкого знищення лісів. «Паливний голод» швидко настав у таких країнах, як Англія, Франція та др., що породило прагнення знайти замінювач деревного вугілля.

Російський метал до початку XІX cт. ............