Чугун и все его полезные свойства
Важным элементом кухни является посуда. Это касается не только фарфоровых или стеклянных тарелок, эмалированных емкостей и кружек, но и изделий, предназначенных для готовки. Кастрюли и сковороды изготавливаются из разных материалов, все они имеют свои плюсы и минусы. Чаще всего можно купить предметы из нержавеющей стали, керамики, алюминия или стекла, но до сих пор во многих семьях в России присутствует и чугунная посуда.
Пару слов о чугуне
Чугун представляет собой сплав железа с углеродом, кремнием и фосфором. Изделия из этого материала отливают при температуре 1400 градусов, чаще всего они не имеют швов, так как производятся в специальных формах, которые после изготовления раскалывают. Отлитую заготовку тщательно зачищают и обрабатывают, а затем закрепляют на корпусе ручки и другие детали.
Чугунная посуда известна еще с древних времен, примерно с IV-VI вв. до н.э. Конкретную область ее появления указать невозможно, так как образцы, относящиеся к одному и тому же периоду, находили и в Европе, и в Африке, и в Азии. В России первые изделия появились лишь в XVI веке. Раньше, для приготовления горячей пищи использовались глиняные емкости, но позднее чугунные предметы вытеснили их, за счет своих более совершенных качеств.
Еда, приготовленная на чугунной сковороде, обладает хорошими вкусовыми характеристиками, а сама посуда отличается прочностью, долговечностью и практичностью. Очень часто такие изделия передавались по наследству и использовались несколькими поколениями, поэтому даже сейчас можно встретить изделия из чугуна на современной кухне в России.
Преимущества и недостатки чугунной посуды
Все предметы, изготовленные из чугуна, обладают рядом достоинств:
- Чугунная посуда имеет высокий срок службы. Она является одной из самых долговечных и практически не портится. Вред ей можно нанести лишь в том случае, если сковороду или кастрюлю скинуть с большой высоты на каменный пол. Тогда она, скорее всего, расколется. Но подобные испытания не выдержит посуда и из других материалов.
- Если за поверхностью изделий тщательно ухаживать, то пища в них не будет пригорать. Перед готовкой необходимо как следует прогреть посуду на плите в течение нескольких минут. Тогда можно не волноваться, что еда подгорит.
- Предметам из чугуна не приносит вред высокая или низкая температура, они не деформируются и обладают хорошей износостойкостью.
- Блюда, приготовленные в посуде из чугуна, обладают высокими вкусовыми качествами, пользой и не имеют посторонних запахов и привкуса.
Кроме очевидных достоинств, чугунная посуда имеет и ряд незначительных минусов:
- Предметы, выполненные из чугуна, имеют достаточно большой вес. Поэтому, прежде чем купить сковороды и кастрюли, следует заранее определиться с набором блюд, которые планируется в них готовить. Например, сковороду для блинов лучше купить из другого материала, так как чугунную не просто будет постоянно поднимать в процессе жарки.
- При несоблюдении элементарных правил по уходу за такой посудой, она в скором времени может покрыться ржавчиной. Это произойдет в том случае, если после мытья поверхность не вытирать насухо. Ржавчина удаляется жесткой щеткой, а, затем, изделие прокаливается на огне с солью и смазывается маслом. Эмалированная посуда из чугуна не ржавеет, но необходимо следить, чтобы на ней не появились сколы.
- Некоторые продукты могут нанести вред чугунной поверхности, окислив ее, например, томаты или яблоки. Поэтому лучше избегать приготовления блюд с данными ингредиентами.
- Хранение еды в чугунной посуде также не рекомендуется, так как металл способен впитывать запахи долго лежащей пищи, также продукты могут потемнеть. После готовки лучше переложить остатки блюда в пластиковые или стеклянные контейнеры.
Кроме изделий из обычного чугуна, в магазине можно купить и предметы, покрытые эмалью. Эмалированная чугунная посуда не подвержена ржавчине, пока она не имеет дефектов на поверхности в виде сколов, которые, к сожалению, не редкость. После этого, место, лишенное покрытия, также становится подвержено коррозии. Если деформация произошла на внутренней стороне сковороды или кастрюли, то лучше избавиться от такого изделия, так как оно может нанести вред здоровью. Кроме того, эмалированное покрытие лишает чугунную посуду антипригарных свойств.
Какие продукты лучше готовить в чугунной посуде?
Идеальными для приготовления в посуде из чугуна являются различные мясные изделия, рыба, грибные и овощные гарниры и другие блюда, которым необходимо длительное томление при невысокой температуре. Также чугунная посуда подойдет для варки супов, каш и различных соусов.
Благодаря компонентам, входящим в сплав, приготовленная еда обладает прекрасными вкусовыми качествами. Нагрев происходит равномерно, за счет чего блюдо одинаково прожаривается или проваривается со всех сторон. Практически готовое блюдо следует снять с огня и дать ему немного настояться. Низкая теплопроводность материала не даст сковороде или кастрюле остыть слишком быстро, поэтому еда, поданная на стол, будет иметь совершенный вкус, аромат и цвет.
Такие изделия подойдут для любого вида плит, как для газовых, так и для стеклокерамических или индукционных. Их можно использовать даже на открытом огне. Если снять ручку, то чугунную сковороду можно поместить в духовку.
Выбор и уход за посудой из чугуна
Прежде чем купить чугунное изделие, следует посмотреть на толщину его стенок и дна, они должны быть не меньше 5-6 мм. Обычно в комплекте с такими предметами не идут крышки, поэтому чтобы в последствие не было проблем, лучше подбирать посуду стандартных габаритов. Дно сковороды и кастрюли должно быть ровным, плотно прилегающим к поверхности плиты. Чугунная посуда, а в особенности ее внутренняя часть, не должны иметь бугорков, выбоин, шероховатостей и других изъянов.
К ручкам следует предъявлять особые требования. Литые и слишком короткие лучше избегать, необходимо обращать внимание на надежность и прочность крепления их к корпусу. В России принято продавать изделия с защитным покрытием поверхности, обычно для этого используется масло. Некоторые предметы имеют эмалированный слой.
Уход за чугунной посудой несложен, но необходимо следовать некоторым рекомендациям, чтобы не нанести изделию вреда в процессе эксплуатации и дольше сохранить его внешний вид. Купив посуду, перед первым применением ее следует тщательно промыть под горячей водой с помощью мягкой губки, смоченной в моющем средстве. Затем как следует высушить или протереть и прокалить на огне, пока черный цвет металла не станет серым. После чего посуду необходимо ополоснуть холодной водой и опять просушить на огне.
В нагретую кастрюлю или сковороду нужно насыпать толстый слой поваренной соли и в течение десяти минут прожаривать ее до характерного постреливающего звука. После этого высыпать соль и снова промыть посуду в холодной воде. Опять поставить на огонь, нагреть до теплого состояния и, затем, обильно смазать растительным маслом. После этого посуда из чугуна подлежит прокаливанию в духовке, предварительно разогретой до 180 градусов. По истечении трех часов высохшее на поверхности масло создаст защитную пленку, которая не допустит пригорания пищи, а, значит, не принесет вреда здоровью.
Мыть изделия из чугуна лучше сразу после готовки, тогда загрязнения будут легче удаляться обычной водой и губкой. Использовать моющие средства и грубые щетки не стоит, чтобы не нанести вред защитному покрытию, которое потом придется восстанавливать довольно трудоемким и длительным способом.
Чугунная посуда российского производства
В России имеются производители чугунной посуды, работающие уже не один десяток лет. Ассортимент их продукции огромен, а качество ни в чем не уступает европейским образцам. Многочисленные положительные отзывы являются тому доказательством. Основными предметами из чугуна, которые производятся на заводах России, являются:
- сковороды,
- чугунки,
- казаны,
- котлы,
- утятницы и гусятницы,
- горшки и т.д.
Посуда из чугуна крупнейших производителей России отличается экологичностью и отсутствием вреда для здоровья людей. Она практична, надежна, проста в уходе, универсальна и ее можно купить по доступной цене.
Чугунная посуда в России, несмотря на свой внушительный вес и громоздкий внешний вид продолжает пользоваться спросом на современных кухнях. Кто-то купил посуду специально, а некоторым она досталась в наследство, и они не стремятся от нее избавиться. Это не удивительно, ведь изделия из чугуна обладают рядом весомых преимуществ перед многими видами более современных материалов. При правильном использовании и тщательном уходе чугунные изделия прослужат не один десяток лет и будут радовать своих хозяев изумительным вкусом, ароматом и качеством, приготовленных блюд.
У этого термина существуют и другие значения, см. Чугун (значения).
Чугу́н — сплав железа с углеродом (и другими элементами), в котором содержание углерода не менее 2,14 % (точка предельной растворимости углерода в аустените на диаграмме состояний), а сплавы с содержанием углерода менее 2,14 % называются сталью. Углерод придаёт сплавам железа твёрдость, снижая пластичность и вязкость. Углерод в чугуне может содержаться в виде цементита и графита. В зависимости от формы графита и количества цементита, выделяют белый, серый, ковкий и высокопрочный чугуны. Чугуны содержат постоянные примеси (Si, Mn, S, P), а в некоторых случаях также легирующие элементы (Cr, Ni, V, Al и другие). Как правило, чугун хрупок.
Выплавляется чугун, как правило, в доменных печах. Температура плавления чугуна — от 1150 до 1200 °C, то есть примерно на 300 °C ниже, чем у чистого железа.
Этимология[править | править код]
Русское слово «чугун» считается прямым заимствованием из тюркских языков[1]. Происхождение тюркского термина связывают с кит. трад. 鑄, пиньинь zhù, палл. чжу, буквально: «лить; отливать (металл)» и кит. трад. 工, пиньинь gōng, палл. гун, буквально: «дело»[2]. В финском языке чугун обозначается словом Valurauta, которое имеет два корня и переводится как литое железо (rauta).
История[править | править код]
В начале I тысячелетия до н. э. технология выплавки чугуна в тиглях была освоена в Китае и прилегающих Дальневосточных территориях. Шихта состояла из кричного железа и древесного угля, плавка производилась в течение нескольких суток при температуре выше 1200 °С. Позднее китайскими металлургами была изобретена специальная печь для выплавки чугуна из железной руды или кричного железа, получившая название «китайская» вагранка. Печь по сути представляла собой сыродутный горн высотой около 1 м, оборудованный дутьевым ящиком, обеспечивавшим приток воздуха в печь. В V—III веках до н. э. в Китае было освоено производство сложных отливок из чугуна. Этот период принято считать началом художественного чугунного литья[3][4].
В X веке в Китае появляются чугунные монеты, однако в широком применении вплоть до XIX века оставались бронзовые монеты[5]. В XI веке был возведен чугунный шпиль пагоды Линсяо. XIV веком датируют находки чугунных котлов Золотой Орды (Тульская область)[6], однако на территории Монголии (Каракорум) монголы умели изготовлять чугунные котлы ещё в XIII веке[7]. В 1403 году в Китае (Пекин) был отлит чугунный колокол[8].
Появление чугуна в Европе относят к XIV веку, когда начались первые плавки в штюкофенах с получением жидкого чугуна. В России первый чугун был выплавлен в XVI веке[9][10]. Наиболее активно первые домницы строились во 2-й половине XV века в Италии, Нидерландах и Бельгии. Немецкие металлурги длительное время продолжали плавить металл в блауофенах[1].
В XIV—XV веках в Европе, с XVI века — в России появились первые цельнолитые чугунные пушки и ядра[11][12][13]. Первооткрывателем этой технологии считается мастер-литейщик Питер Боуде из деревни Бакстед[en] работавший в литейной мастерской Генриха VIII[14].
В 1701 году Каменский чугунолитейный завод на Урале (Россия) производит первую партию чугуна (262 кг). На Урале чугунное литье превратилось в народный промысел. В XVIII веке в Англии появился первый чугунный мост. В России чугунный мост появился лишь в начале XIX века. Это стало возможным благодаря технологии Вилкинсона. В том же веке из чугуна начали изготавливать рельсы[15]. Помимо промышленного использования чугун продолжал использоваться и в быту. В XVIII веке появились чугунки, которые широко стали использоваться в русской печи[16].
В начале XVIII века в Западной Европе обострилась проблема истощения лесов, использовавшихся для получения древесного угля. Начались поиски альтернативных видов топлива для доменных печей. Первые опыты по применению подготовленного каменного угля и торфа в доменной плавке производились в Англии и Германии ещё в первой половине XVII века. В начале XVIII века в Англии была освоена технология коксования каменного угля. В 1735 году в Англии впервые был выплавлен чугун с использованием только каменноугольного кокса. В дальнейшем коксовая металлургия распространилась по всему миру[10][17]. К 1850 году 70 % всех существовавших в мире доменных печей работали на коксе, а к 1900 году — 95 %[18][19].
К концу XVIII века Россия занимала первое место по производству чугуна и выдавала 9908 тыс. пудов чугуна, в то время как Англия — 9516 тыс. пудов, дальше шли Франция, Швеция, США[20].
В начале XIX века был освоено производство ковкого чугуна. Во 2-й четверти XX века начали применять легирование чугуна[9].
В 1806 году Великобритания выплавляла 250 тыс. тонн чугуна, занимая 1-е место в мире по его производству, а к середине XIX века в Великобритании была сосредоточена половина мирового чугунного производства. Однако в 1890 году 1-е место по производству чугуна заняли США[21]. Технология бессмеровского процесса (1856) и мартеновской печи (1864) впервые позволила получать сталь из чугуна. В XIX веке чугун широко используется для изготовления викторианских каминов[22], а также декоративных элементов (например, чугунная решетка памятника Александра II, 1890). Благодаря изготовлению малой скульптуры и ажурных изделий из чугуна широкую известность получили Кусинский и Каслинский заводы.
Развитие способов формовки для литья сложных художественных отливок на заводе в посёлке Касли привело к созданию способа изготовления стержневых форм, который применяют и в настоящее время, особенно в станкостроении[23]. Также в XIX веке из чугуна изготавливались водопроводные и канализационные 12-дюймовые трубы Лондона[24].
Классификация[править | править код]
Микроструктура белого чугуна
Микроструктура белого чугуна при 100-кратном увеличении
По цели использования получаемый чугун делится на
- передельный (используется для дальнейшего передела в сталь) и
- литейный (используется для дальнейшего изготовления отливок)[9].
В зависимости от содержания углерода чугуны делятся на
- доэвтектические (2,14—4,3 % углерода),
- эвтектические (4,3 %),
- заэвтектические (4,3—6,67 %).
В зависимости от состояния и содержания углерода в чугуне, обусловливающего вид излома, различают
- белые (весь углерод находится в виде цементита, излом светлый, применяются в основном для изготовления ковких чугунов, которые получают путём отжига),
- серые (чугуны с содержанием кремния 1,2—3,5 % и примесей Mn, P, S, большая часть или весь углерод находится в виде графита пластинчатой формы, излом имеет серый цвет),
- половинчатые (отбелённые) чугуны[9][25].
В зависимости от формы графитовых включений выделяют чугуны
- с пластинчатым графитом (как правило, не подвергается легированию[26]),
- с шаровидным графитом (высокопрочные),
- с вермикулярным графитом,
- с хлопьевидным графитом[9][27].
В зависимости от состава и структуры металлической основы выделяют
- перлитные,
- ферритные,
- перлитно-ферритные,
- аустенитные,
- бейнитные и
- мартенситные чугуны[9].
По назначению чугуны делятся на
- конструкционные и
- специальные[9].
По химическому составу чугуны делятся на
- легированные и
- нелегированные[9].
Маркировка[править | править код]
В промышленности разновидности чугуна маркируются следующим образом:
- передельный чугун — П1, П2;
- передельный чугун для отливок (передельно-литейный) — ПЛ1, ПЛ2;
- передельный фосфористый чугун — ПФ1, ПФ2, ПФ3;
- передельный высококачественный чугун — ПВК1, ПВК2, ПВК3;
- чугун с пластинчатым графитом — СЧ (цифры после букв «СЧ», обозначают величину временного сопротивления разрыву в кгс/мм).
Антифрикционный чугун:
- антифрикционный серый — АЧС;
- антифрикционный высокопрочный — АЧВ;
- антифрикционный ковкий — АЧК;
- чугун с шаровидным графитом для отливок — ВЧ (цифры после букв «ВЧ» означают временное сопротивление разрыву в кгс/мм и относительное удлинение (%);
- чугун легированный со специальными свойствами — Ч.
Ковкий чугун маркируется двумя буквами и двумя числами, например КЧ 37-12. Буквы КЧ означают ковкий чугун, первое число — предел прочности на разрыв (в десятках мегапаскалей), второе число — относительное удлинение (в процентах), характеризующее пластичность чугуна.
Объёмы производства[править | править код]
В 1892 году Германия производила 4,9 миллиона тонн чугуна, против 6,8 в Англии, а в 1912 году уже 17,6 против 9,0[28]
Мировое производство чугуна в 2009 году составило 898,261 млн тонн, что на 3,2 % ниже, чем в 2008 году (927,123 млн т)[29]. Первая десятка стран-производителей чугуна выглядела следующим образом:
| Место в 2009 году | Страна | Производство чугуна, млн тонн |
|---|---|---|
| 1 | Китай | 543,748 |
| 2 | Япония | 66,943 |
| 3 | Россия | 43,945 |
| 4 | Индия | 29,646 |
| 5 | Южная Корея | 27,278 |
| 6 | Украина | 25,676 |
| 7 | Бразилия | 25,267 |
| 8 | Германия | 20,154 |
| 9 | США | 18,936 |
| 10 | Франция | 8,105 |
За четыре месяца 2010 года мировой выпуск чугуна составил 346,15 млн тонн. Этот результат на 28,51 % больше по сравнению с аналогичным периодом 2009 года.[30]
Галерея[править | править код]
- Изделия из чугуна
Чугунная лестница
Чугунный угольный утюг
- Чугунные мосты
Упавший мост через Тэй с севера (1880)
В культуре и искусстве[править | править код]
- В повести Булгарина Правдоподобные небылицы (1824) описаны чугунные желоба для ездовых машин и чугунные дома.
- Чугун — Научно-популярный фильм, производство Свердловская киностудия.
- Дети чугунных богов (1993) — кинофильм.
- Чугунный скороход (1996) — музыкальная группа.
Примечания[править | править код]
- ↑ 1 2 Вегман и др., 2004, с. 41.
- ↑ Начало чугунолитейного производства
- ↑ Карабасов и др., 2012, с. 54.
- ↑ Вегман и др., 2004, с. 39.
- ↑ Китайские монеты
- ↑ Археологи нашли на Куликовом поле золотоордынский котел 14 века
- ↑ Терехова Н. Н. Технология чугунолитейного производства у древних монголов
- ↑ Из чего отливают колокола
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Чугун / Мильман Б. С., Ковалевич Е. В., Соленков В. Т. // Чаган — Экс-ле-Бен. — М. : Советская энциклопедия, 1978. — С. 248—249. — (Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров ; 1969—1978, т. 29).
- ↑ 1 2 Коротич, 2000, с. 178.
- ↑ История огнестрельного оружия с древнейших времён до 20 века
- ↑ Артиллерийское орудие (история изобретения)
- ↑ Про царскую артиллерию и литьё пушек
- ↑ Вегман и др., 2004, с. 40.
- ↑ История паровоза
- ↑ Чугунок для русской печи
- ↑ Вегман и др., 2004, с. 51—52.
- ↑ Вегман и др., 2004, с. 53.
- ↑ Карабасов и др., 2011, с. 138—140, 144—153.
- ↑ Л. Г. Бескровный. Армия и флот в XVIII веке.. — М.: Военное издательство Министерства обороны Союза ССР, 1958. — С. 361. — 662 с.
- ↑ Доменная революция
- ↑ Викторианский и георгианский стиль и каминное оформление (недоступная ссылка). Дата обращения: 15 октября 2017. Архивировано 15 октября 2017 года.
- ↑ А. Н. Граблёв. Машины и технология литейного производства. — М.: МГИУ, 2010. — С. 14. — 228 с. — ISBN 978-5-2760-1857-7.
- ↑ Подземный Лондон: Водопровод и канализация
- ↑ Циммерман, Гюнтер, 1982, с. 245, 253.
- ↑ Циммерман, Гюнтер, 1982, с. 246.
- ↑ Циммерман, Гюнтер, 1982, с. 245.
- ↑ Ленин. Империализм, как высшая стадия капитализма, гл. 7.
- ↑ Мировое производство чугуна за 2009 год снизилось на 3,2 % (недоступная ссылка)
- ↑ В мире растет производство чугуна.
Литература[править | править код]
- Карабасов Ю. С., Черноусов П. И., Коротченко Н. А., Голубев О. В. Металлургия и время: Энциклопедия. — М.: Издательский Дом МИСиС, 2011. — Т. 2. Фундамент индустриальной цивилизации. Возрождение и Новое время. — 216 с. — 1000 экз. — ISBN 978-5-87623-537-4.
- Карабасов Ю. С., Черноусов П. И., Коротченко Н. А., Голубев О. В. Металлургия и время: Энциклопедия. — М.: Издательский Дом МИСиС, 2012. — Т. 4. Русский вклад. — 232 с. — 1000 экз. — ISBN 978-5-87623-539-8.
- Ю. М. Лахтин, В. П. Леонтьева. Материаловедение. — М.: Машиностроение, 1990. — 528 с.
- Вегман Е. Ф., Жеребин Б. Н., Похвиснев и др. Металлургия чугуна: Учебник для вузов / под ред. Ю. С. Юсфина. — З-е издание, переработанное и дополненное. — М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. — 774 с. — 2000 экз. — ISBN 5-94628-120-8.
- Physics and chemistry of solid state, № 4, 2014, vol. 15.
- Коротич В. И., Набойченко С. С., Сотников А. И., Грачев С. В., Фурман Е. Л., Ляшков В. Б. Начала металлургии: Учебник для вузов / под ред. В. И. Коротича. — Екатеринбург: УГТУ, 2000. — 392 с. — ISBN 5-230-06611-3.
- Циммерман Р., Гюнтер К. Металлургия и материаловедение: Справочное издание = Metallurgie und Werkstofftechnil: ein Wissensspeicher / Пер. с нем. Б. И. Левина и Г. М. Ашмарина под ред. П. И. Полухина, М. Л. Бернштейна. — М.: Металлургия, 1982. — 480 с. — 16 000 экз.