Indhold
Smeltning af jernmalm i en ovn gør den stærkere og mere smidig. Metallurgister hælder det smeltede metal i forme og lader det afkøle og størkne og producerer støbejern. Ovnens temperatur og de tilsatte materialer eller "bindemidler" til det smeltede jern bestemmer de nøjagtige egenskaber ved det færdige produkt. Duktilt og formbart jern dannes begge ved smeltning af malm, men der er flere forskelle mellem disse to typer metal.
Betyder
Du kan hamre et formbart materiale i en anden form uden at få det til at knække eller knække. Et duktilt materiale kan strækkes i en lang, tynd glødetråd, såsom tråd. Når det kommer til jern, er disse udtryk noget vildledende. Begge jerntyper reagerer godt på hamring, desuden kan de strækkes i filamenter; men i tilfælde af duktilt jern forekommer dette i større grad.
Udvikling
De første former for støbejern, kendt som "grå" og "hvid", viste sig at være meget skøre og tilbøjelige til at revne under kompression. Smidbart jern, en betydelig forbedring, var lettere at forme og mindre skørt. Indtil 1943 forblev den dominerende form for støbejern, da Keith Dwight Millis fra forskningslaboratoriet fra American International Nickel Co. udviklede duktilt jern, et endnu stærkere og mere fleksibelt metal.
Produktion
For at producere formbart jern smelter støberiarbejdere jernmalm og køler det hurtigt ved at hælde det i forme. De genopvarmer dem til ca. 926,5 grader Celsius i op til 100 timer, før de lader dem køle af langsomt. Under denne hærdning eller "annealing" -proces tilføjer arbejdere hæmatitmalm. Fremstillingen af duktilt jern er enklere. Da støberiarbejdere smelter jernmalm, tilføjer de cerium, natrium eller magnesium. Den resulterende legering smeltes i forme, som derefter lades afkøle.
Sammensætning
Ringprocessen med formbart jern forårsager dannelsen af små uregelmæssigt formede kulpartikler. De giver metallet mere styrke og fleksibilitet end støbejern fra tidligere perioder. I duktilt jern hjælper materialer tilsat under smeltning til at danne mere regelmæssige kulkugler. Denne sfæroide sammensætning giver metallet færre indre mangler, hvilket gør det stærkere og gør det muligt at blive buet, snoet og strakt mere vellykket end formbart.
Støbning
Når formbart jern støbes og støbes, trækker det sig betydeligt tilbage, når det afkøles. Støberimetallurgister skal dække formen med den smeltede malm, kendt som "feeder", for at opnå den ønskede form. Duktilt jern trækker sig meget mindre end formbart jern, når det størkner i formen. Dette fravær af krympning gør duktilt jern mindre tilbøjelige til at danne indre defekter og svage punkter forårsaget af støbeprocessen end formbart jern.
ejendomme
Metallurgister kan udtrække en 5 cm prøve af duktilt jern, 18 til 30% længere end den oprindelige længde. På den anden side er formbart jern kun 10% længere. Duktilt jern har en højere "elastisk grænse" end formbart jern, hvilket betyder, at det kan modstå højere belastninger og højere temperaturer. Ifølge det amerikanske støberi Kirkpatrick er formbart jern det bedste valg, når det kommer til støbning af tynde dele eller plader.
Koste
Duktilt jern bruger mindre metalføder. Det kræver også mindre opvarmning end formbart jern og bruger derfor mindre energi. Disse overvejelser viser, at det er meget billigere for producenterne at producere duktilt snarere end formbart jern.
Anvendelser
Begge jerntyper er stærke, holdbare og gode til bearbejdning i nye former. Duktilt jern bruges til fremstilling af rør og bildele, såsom krumtapaksler, lastbilaksler og hjulnav. Formbart jern er meget velegnet til situationer, hvor det skal flades og hamres. Metallurgister bruger det generelt til "smedejern" -genstande, såsom understøtninger og porte.