Innehåll
Smältningen av järnmalm i en ugn gör den starkare och smidigare. Metallurgister häller den smälta metallen i formar och låt den svalna och stelna och producera gjutjärnet. Ugns temperatur och de tillsatta materialen, eller "bindemedel", till det smälta järnet bestämmer de exakta egenskaperna hos den färdiga produkten. Duktilt och formbart järn bildas båda av malmsmältningen, men det finns flera skillnader mellan dessa två typer av metall.
betyder
Ett formbart material kan hamras i en annan form utan sprickbildning eller sprickbildning. Ett duktilt material kan sträckas ut i en lång tunn filament, såsom tråd. När det gäller järn är dessa termer något vilseledande. Båda typerna av järn svarar väl för att dunka, dessutom kan de förlängas i trådar; men i fallet med duktilt järn sker detta i större proportion.
utveckling
De första formerna av gjutjärn, känt som "grå" och "vit", visade sig vara mycket spröda och benägna att spricka under kompression. Det smidbara järnet, en signifikant förbättring, var lättare att mögla och mindre spröd. Fram till 1943 var den dominerande formen av gjutjärn, medan Keith Dwight Millis från forskningslaboratoriet från American International Nickel Co. utvecklade duktilt järn, en ännu starkare och mer flexibel metall.
produktion
För att producera smältjärn smälte gjutarbetarna järnmalmen och kyldes snabbt genom att hälla den i formar. De värmer dem till ca 926,5 grader Celsius i upp till 100 timmar innan de låter dem svalna långsamt. Under denna släckningsprocess lägger arbetarna hematitmalm. Tillverkningen av duktilt järn är enklare. Som smältverk smälter järnmalm, tillsätter de cerium, natrium eller magnesium. Den resulterande legeringen gjutes i formar, som sedan vilar att kyla.
komposition
Processen för glödgning av järnet orsakar bildandet av små partiklar av oregelbundet formade kol. De ger metallen större styrka och flexibilitet än gjutjärn från tidigare perioder. I det duktila järnet bildar material som tillsätts under smälthjälp mer regelbundna kolsfärer. Denna sfäroidkomposition ger metallen mindre inre brister, gör den starkare och tillåter den att böjas, vridas och sträckas mer framgångsrikt än formbar.
gjutning
När det formbara järnet gjuts och formas, drar det sig väsentligt när det kyls. Gödningsmetallurgisterna bör täcka formen med den smälta malmen, känd som "mataren", för att uppnå den önskade formen. Duktilt järn retracts mycket mindre än smältbart järn som det stelnar i formen. Denna frånvaro av återdragning gör det rörliga järnet mindre benäget att bilda inre defekter och svaga punkter som orsakas av gjutningsprocessen än smältjärnet.
egenskaper
Metallurgister kan extrahera ett prov av 5 cm duktilt järn, 18 till 30% större än originallängden. I motsats till detta sträcker järnet järn med endast 10%. Duktilt järn har en högre "utbytesstyrka" än smältbar järn, vilket betyder att den kan tåla högre belastningar och högre temperaturer. Men enligt det amerikanska gjuteriet Kirkpatrick är smältjärn det bästa valet när du vill forma delar eller tunna lakan.
kosta
Duktilt järn använder mindre metallmatare. Det kräver också mindre uppvärmning än formbar järn och använder därför mindre energi. Dessa överväganden visar att det är mycket billigare för tillverkare att producera duktilt järn i stället för formbar järn.
användningar
Båda typerna av järn är starka, slitstarka och bra för bearbetning i nya format. Duktilt järn används för att tillverka rör och fordonsdelar, som vevaxlar, truckaxlar och hjulnav. Det malleable järnet är ganska lämpligt för situationer där det måste plattas och formas genom att hamra. Vanligtvis använder metallurgister den för "smidesjärn" föremål som parenteser och grindar.