Conţinut
Topirea minereului de fier într-un cuptor îl face mai puternic și mai maleabil. Metalurgii toarnă metalul topit în matrițe și îl lasă să se răcească și să se solidifice, producând fonta. Temperatura cuptorului și a materialelor adăugate sau a "lianților" la fierul topit determină caracteristicile exacte ale produsului finit. Fierul ductil și maleabil se formează prin topirea minereului, dar există mai multe diferențe între aceste două tipuri de metal.
sens
Un material maleabil poate fi ciocanat într-o altă formă, fără crăpare sau crăpare. Un material ductil poate fi întins într-un filament lung subțire, cum ar fi firul. Când vine vorba de fier, acești termeni sunt oarecum înșelătoare. Ambele tipuri de fier răspund bine la lovituri, în plus, ele pot fi alungite în filamente; dar în cazul fierului ductil acest lucru are loc în proporție mai mare.
dezvoltare
Primele forme de fontă, cunoscute sub numele de "gri" și "alb", s-au dovedit a fi foarte fragile și predispuse la fisuri sub presiune. Fierul maleabil, o îmbunătățire semnificativă, a fost mai ușor de mucegai și mai puțin fragil. Până în 1943, a rămas forma dominantă de fontă, în timp ce Keith Dwight Millis din laboratorul de cercetare al American International Nickel Co. a dezvoltat fier ductil, un metal mai puternic și mai flexibil.
producere
Pentru a produce fierul maleabil, lucrătorii de turnătorie au topit minereul de fier și l-au răcit rapid prin turnarea în matrițe. Ele reîncălzesc până la 926,5 grade Celsius timp de până la 100 de ore, înainte de a le permite să se răcească lent. În timpul acestui proces de stingere, muncitorii adaugă minereu hematit. Fabricarea fontei ductile este mai simplă. În calitate de muncitori care topesc minereul de fier, se adaugă ceriu, sodiu sau magneziu. Aliajul rezultat este turnat în forme care apoi se lasă să se răcească.
compoziție
Procesul de recoacere a fierului maleabil determină formarea de particule mici de carbon neregulat. Ele dau metalului mai multa rezistenta si flexibilitate decat fonta din perioadele anterioare. În fierul ductil, materialele adăugate în timpul topirii ajută la formarea unor sfere de carbon mai obișnuite. Această compoziție sferoasă dă defectelor metalului mai puțin interne, făcându-l mai puternic și lăsându-l să fie îndoit, răsucite și întinse mai mult decât maleabil.
piesă turnată
Atunci când fierul maleabil este turnat și turnat, acesta se retrage considerabil în timp ce se răcește. Metalurgiștii de turnătorie ar trebui să acopere matrița cu minereu topit, cunoscut ca "alimentator", pentru a atinge forma dorită. Fonta ductilă se retrage mult mai puțin decât fierul maleabil pe măsură ce se solidifică în matriță. Această absență a retragerii face ca fierul ductil să fie mai puțin predispus la formarea defectelor interne și a punctelor slabe cauzate de procesul de turnare decât fierul maleabil.
proprietăţi
Metalurgiștii pot extrage o mostră de test de 5 cm de fier ductil, cu 18 până la 30% mai mare decât lungimea inițială. În schimb, fierul maleabil se întinde doar cu 10%. Fierul ductil are o "rezistență la curgere" mai mare decât fierul maleabil, ceea ce înseamnă că poate rezista încărcărilor mai mari și temperaturilor mai ridicate. Cu toate acestea, potrivit turnătoriei americane Kirkpatrick, fierul maleabil este cea mai bună alegere atunci când doriți să formați părți sau foi subțiri.
cost
Fierul ductil utilizează un alimentator de metal mai mic. De asemenea, necesită mai puțină încălzire decât fierul maleabil și, prin urmare, consumă mai puțină energie. Aceste considerente arată că este mult mai ieftin pentru producători să producă fier ductil decât fier maleabil.
utilizări
Ambele tipuri de fier sunt puternice, rezistente și bune pentru prelucrarea în forme noi. Fierul ductil este utilizat pentru fabricarea tuburilor și pieselor auto, cum ar fi arborii cotiți, arbori de camioane și butucurile roților. Fibra maleabilă este potrivită pentru situații în care trebuie să fie aplatizată și formată prin ciocanire. În general, metalurgiștii o folosesc pentru articole din fier forjat, cum ar fi brațele și porțile.