П. А. Федоров
Кузнец-любитель
Крепость железа зависит не только от химического состава, но также и от тех отделочных операций, которым оно подвергается. Ковка и прокатка увеличивают крепость, между тем как закаливание и вообще продолжительное действие огня уменьшают эту крепость. Тягучесть хорошего железа довольно значительна: оно может сплющиться, не ломаясь, в тонкий лист и вытянуться, не разрываясь, в проволоку. В нагретом состоянии железо еще более увеличивает свою тягучесть.
Железо не изменяется в совершенно сухом воздухе и прокипяченной воде; но находясь в соприкосновении одновременно с водою и воздухом, окисляется и подвергается ржавчине. Полировка железа несколько предохраняет его от ржавчины, а окрашенное масляною краскою – и вовсе не подвергается ржавчине. При накаливании железа, смотря по температуре, оно принимает различные цвета, служащие характерным признаком достижения железом известной температуры накаливания. Так, при 525 °C железо делается красным или, как говорят, достигает красного каления; при 1300 °C – белого каления; при 1500–1600 °C – ярко-белого. При 1600–2000 °C железо плавится, но ранее этого приобретает консистенцию теста, причем отдельные куски его могут быть соединены между собою в однородную массу, или, как говорят, железо сваривается.
Сварка железа – одно из драгоценных его свойств в практическом отношении.
Полосовое железо. В поперечном сечении имеет вид прямоугольника. Этот сорт железа подразделяется на обыкновенное, или ординарное, шинное и обручное железо.
Брусковое железо, или гранное, имеет в поперечном сечении вид прямоугольника, шести- и восьмиугольника. Самые тонкие сорта брускового железа служат для выделки плотничных гвоздей и крючков; более толстые сорта идут для различных надобностей строительного дела.
Болтовое железо, или круглое, различных диаметров, употребляется преимущественно для круглых болтов, а также на железные связи[1], подверженные действию растягивающих сил.
Листовое железо подразделяется на два вида: обыкновенное, или кровельное, и котельное. Оба сорта железа изготовляются прокаткою из доброкачественного материала, в особенности котельное, которое должно быть мягкое, гладкое, ровно обрезанное, не иметь окалины и других пороков. К листовому железу принадлежит также жесть, или белое железо, покрытое с обеих сторон оловянною полудою[2].
Проволочное железо. Проволока вытягивается из лучшего железа волочением сквозь отверстия в стальной доске, сортируется по номерам и продается на вес. Толщина проволоки, вследствие малого диаметра, определяется по калибру и выражается номерами, увеличивающимися с уменьшением диаметра проволоки. Номера эти на различных фабриках вполне произвольны. От вытягивания в проволоку железо приобретает большую твердость, плотность и вязкость; чтобы сделать эту проволоку мягкой, ее необходимо отжечь в отражательной печи, или же, что еще лучше, поместить в чугун с плотно примазанной глиною крышкой и накалить в обыкновенном кузнечном горне.
Фасонное железо. Под этим названием известны несколько сортов железа, употребляемых для специальных целей в строительном деле. Так, известны: угловое, полукруглое, оконное, тавровое (в виде буквы «Т») и двутавровое (в виде перевернутой набок буквы «Н») железо.
Чугун по своим качествам подразделяется на много сортов, но в промышленности считаются только два главных сорта: белый и серый чугун. Белый чугун, иначе называемый зеркальным, отличается от серого беловатым цветом и большею твердостью, он хорошо полируется. Серый чугун темного серого цвета, мягок и вязок, а некоторые сорта его так же ковки, как и железо.
Ковкий чугун. Под этим названием известен в технике такой чугун, которой с помощью особой дополнительной металлургической операции приобретает свойства самого лучшего железа: мягкость, вязкость и ковкость. Главнейшие преимущества этого металла – сравнительная дешевизна его против торговой цены железа и легкость получения из него самых сложных форм, которые весьма трудно получить отковкою обыкновенного железа.
Распространению в промышленности ковкого чугуна много способствовала возможность мелкой закалки поверхности этого металла, причем сохранялась мягкость внутреннего ядра. Поверхности вещей, отлитых из закаленного чугуна, можно эмалировать, а также гальванопластическим путем покрыть другими металлами: цинком, никелем и т. п. В холодном состоянии ковкий чугун можно обрабатывать рубящими, режущими и другими слесарными инструментами, а при умеренном нагревании металл этот так же хорошо куется, как и железо.
Кроме ковкого чугуна в кузнечно-слесарном деле употребителен другой вид его, называемый сталью.
Сталь добывается из чугуна, так же как железо, различными способами и отличается от последнего только большим содержанием углерода, именно от 1 до 2 %. Хорошая сталь должна иметь светлый, серовато-белый цвет, приближающийся к серебристо-белому, и отличается плотным мелкозернистым сложением, хорошо принимающим полировку. Сталь мягче белого (зернистого) чугуна, но тверже железа; исключительным качеством стали является ее значительная упругость и гибкость. Крепость стали по крайней мере вдвое более крепости железа.
По своему составу сталь занимает середину между железом и чугуном. При известном нагреве сталь хорошо куется и обладает большою способностью свариваться. Твердость, вязкость и упругость стали, встречающиеся в различных сортах ее, в разнообразной степени обусловливают пригодность ее для изделий различного рода. Чем тверже сталь, тем она легче ломается, и на этом основано разделение стали и пригодность ее для разного рода изделий. Различают следующие сорта стали:
1) Твердая инструментальная сталь, служащая для приготовления напилков, резцов для обточки твердых металлов и т. п.
2) Пружинная сталь – для выделки пружин. Такая сталь должна обладать в значительной степени способностью изгибаться, не ломаясь.
3) Мягкая сталь – для выделки кос, ножей и прочего.
В продаже известно много сортов стали, из которых укажем на следующие:
1) Уклад, марянка, или сырая сталь, продаваемая в виде полос, получается обезуглероживанием чугуна, то есть отнятием от него части углерода. Сырая сталь составляет как бы переход от чугуна к железу и служит материалом для приготовления из нее сортов стали плохого качества; масса неоднородная, что видно по излому – крупнозернистому, неодинаковой величины и блеска.
2) Рафинированная сталь получается из сырой стали посредством сварки и проковки; в изломе мелкозерниста, цвета синевато-серого, с незначительным металлическим блеском; сложение массы хотя не вполне однородно, но значительно лучше, чем в сырой стали.
3) Литая сталь получается плавлением ковкого чугуна или сырой стали, отчего она и получила свое название. Литая сталь имеет в высшей степени однородное сложение, в изломе мелкозерниста, тверда и в то же время хорошо обрабатывается в нагретом состоянии. Эта сталь идет по преимуществу на изготовление лезвий дорогих и острых инструментов для обработки металлов и дерева.
Кроме главных описанных нами металлов, кузнецу приходится иногда иметь дело и с некоторыми другими, например с медью и сплавами ее с другими металлами.
