Conţinut
Topirea minereului de fier într-un cuptor îl face mai puternic și mai maleabil. Metalurgienii toarnă metalul topit în forme și îl lasă să se răcească și să se solidifice, producând fontă. Temperatura cuptorului și materialele adăugate sau „lianți” la fierul topit determină caracteristicile exacte ale produsului finit. Fierul ductil și cel maleabil sunt ambele formate prin topirea minereului, dar există mai multe diferențe între aceste două tipuri de metal.
Sens
Puteți ciocni un material maleabil într-o formă diferită, fără a-l face să se crape sau să se rupă. Un material ductil poate fi întins într-un filament lung și subțire, cum ar fi sârmă. Când vine vorba de fier, acești termeni sunt oarecum înșelători. Ambele tipuri de fier răspund bine la ciocănit, în plus pot fi întinse în filamente; dar în cazul fierului ductil acest lucru se produce într-o măsură mai mare.
Dezvoltare
Primele forme de fontă, cunoscute sub denumirea de „gri” și „alb”, s-au dovedit a fi foarte fragile și predispuse la fisuri sub compresie. Fierul maleabil, o îmbunătățire semnificativă, a fost mai ușor de modelat și mai puțin fragil. Până în 1943, forma dominantă a fontei a rămas, atunci când Keith Dwight Millis din laboratorul de cercetare al American International Nickel Co. a dezvoltat fierul ductil, un metal și mai puternic și mai flexibil.
Producție
Pentru a produce fier maleabil, lucrătorii din turnătorie topesc minereul de fier și îl răcesc rapid turnându-l în forme. Le reîncălzesc la aproximativ 926,5 grade Celsius timp de până la 100 de ore, înainte de a le permite să se răcească încet. În timpul acestui proces de temperare sau „recoacere”, lucrătorii adaugă minereu de hematit. Fabricarea fierului ductil este mai simplă. Pe măsură ce muncitorii din turnătorie topesc minereu de fier, adaugă ceriu, sodiu sau magneziu. Aliajul rezultat este topit în forme care sunt apoi lăsate să se răcească.
Compoziţie
Procesul de sonerie a fierului maleabil determină formarea de particule mici de carbon de formă neregulată. Ele conferă metalului mai multă rezistență și flexibilitate decât fonta din perioadele anterioare. În fierul ductil, materialele adăugate în timpul topirii ajută la formarea unor sfere de carbon mai regulate. Această compoziție sferoidă conferă metalului mai puține defecte interne, făcându-l mai puternic și permițându-i să fie curbat, răsucit și întins cu mai mult succes decât maleabil.
Turnare
Când fierul maleabil este turnat și turnat, acesta se retrage considerabil pe măsură ce se răcește. Metalurgii de turnătorie trebuie să acopere matrița cu minereul topit, cunoscut sub numele de „alimentator”, pentru a obține forma dorită. Fierul ductil se retrage mult mai puțin decât fierul maleabil pe măsură ce se solidifică în matriță. Această absență a contracției face fierul ductil mai puțin probabil să formeze defecte interne și puncte slabe cauzate de procesul de turnare decât fierul maleabil.
proprietăți
Metalurgienii pot extrage un eșantion de 5 cm de fier ductil, cu 18 până la 30% mai lung decât lungimea inițială. Pe de altă parte, fierul maleabil este cu doar 10% mai lung. Fierul ductil are o „limită elastică” mai mare decât fierul maleabil, ceea ce înseamnă că poate rezista la sarcini mai mari și la temperaturi mai ridicate. Cu toate acestea, potrivit turnătoriei americane Kirkpatrick, fierul maleabil este cea mai bună alegere atunci când vine vorba de turnarea pieselor subțiri sau a foilor.
Cost
Fierul ductil folosește mai puțin alimentator de metale. De asemenea, necesită mai puțină încălzire decât fierul maleabil și, prin urmare, consumă mai puțină energie. Aceste considerații arată că este mult mai ieftin pentru producători să producă fier ductil, mai degrabă decât fier maleabil.
Utilizări
Ambele tipuri de fier sunt puternice, durabile și bune pentru prelucrarea în forme noi. Fierul ductil este utilizat pentru fabricarea țevilor și a pieselor auto, cum ar fi arborele cotit, axele camioanelor și butucii roților. Fierul maleabil este destul de potrivit pentru situațiile în care trebuie aplatizat și ciocănit. Metalurgienii îl folosesc în general pentru obiecte din „fier forjat”, cum ar fi suporturi și porți.