Innhold
Smelting av jernmalm i en ovn gjør den sterkere og mer smidig. Metallurgister helter det smeltede metallet i former og lar det avkjøles og stivner, og produserer støpejern. Ovnens temperatur og materialene som er tilsatt, eller "bindemidler", til det smeltede jernet bestemmer de eksakte egenskapene til det ferdige produktet. Duktilt og formbart jern dannes begge ved smelting av malm, men det er flere forskjeller mellom disse to metalltypene.
Betydning
Du kan hamre et formbart materiale i en annen form uten å få det til å sprekke eller knekke. Et duktilt materiale kan strekkes til et langt, tynt filament, for eksempel ledning. Når det gjelder jern, er disse begrepene noe misvisende. Begge typer jern reagerer godt på hamring, i tillegg kan de strekkes til filamenter; men i tilfelle duktilt jern skjer dette i større grad.
Utvikling
De første formene av støpejern, kjent som "grå" og "hvit", viste seg å være veldig sprø og utsatt for sprekker under kompresjon. Formbart jern, en betydelig forbedring, var lettere å forme og mindre sprø. Fram til 1943 forble den dominerende formen for støpejern, da Keith Dwight Millis fra forskningslaboratoriet til American International Nickel Co. utviklet duktilt jern, et enda sterkere og mer fleksibelt metall.
Produksjon
For å produsere smidig jern smelter støperiarbeidere jernmalm og kjøler det raskt ved å helle det i former. De varmer dem opp til rundt 926,5 grader Celsius i opptil 100 timer, før de lar dem avkjøles sakte. Under denne herdings- eller "annealing" -prosessen tilfører arbeidere hematittmalm. Produksjonen av duktilt jern er enklere. Når støperiarbeidere smelter jernmalm, tilfører de cerium, natrium eller magnesium. Den resulterende legering smeltes i former som deretter får avkjøles.
Sammensetning
Ringeringsprosessen med formbart jern forårsaker dannelsen av små uregelmessig formede karbonpartikler. De gir metallet mer styrke og fleksibilitet enn støpejern fra tidligere perioder. I duktilt jern hjelper materialer tilsatt under smelting til å danne mer vanlige karbonkuler. Denne sfæroide sammensetningen gir metallet færre indre mangler, noe som gjør det sterkere og lar det bli buet, vridd og strukket mer vellykket enn formbart.
Støping
Når støpejern er støpt og støpt, trekker det seg betydelig når det avkjøles. Støperi-metallurger må dekke formen med smeltet malm, kjent som "mater", for å oppnå ønsket form. Duktilt jern trekker seg mye mindre inn enn formbart jern når det stivner i formen. Dette fraværet av krymping gjør at duktilt jern er mindre sannsynlig å danne indre feil og svake punkter forårsaket av støpeprosessen enn smidig jern.
egenskaper
Metallurgister kan trekke ut en 5 cm prøve av duktilt jern, 18 til 30% lengre enn den opprinnelige lengden. På den annen side er formbart jern bare 10% lenger. Duktilt jern har en høyere "elastisk grense" enn formbart jern, noe som betyr at det tåler høyere belastning og høyere temperaturer. I følge det amerikanske støperiet Kirkpatrick er imidlertid smidig jern det beste valget når det gjelder å støpe tynne deler eller ark.
Koste
Duktilt jern bruker mindre metallmater. Det krever også mindre oppvarming enn formbart jern og bruker derfor mindre energi. Disse betraktningene viser at det er mye billigere for produsenter å produsere duktilt i stedet for formbart jern.
Bruker
Begge typer jern er sterke, holdbare og gode for bearbeiding i nye former. Duktilt jern brukes til å produsere rør og bildeler, som veivaksler, lastebilaksler og hjulnav. Formbart jern er ganske godt egnet i situasjoner der det må flates og hamres. Metallurgister bruker det vanligvis til "smijern" -artikler, som støtter og porter.