Smältning av järnmalm i en ugn gör den starkare och mer användbar. Gjuterier häller den smälta metallen i formar och låter den svalna och stelna och ger gjutjärn. Ugntemperaturen och materialen tillsatt eller "legerat" till det smälta järnet bestämmer den färdiga produktens exakta egenskaper. Duktilt och formbart järn bildas båda genom gjutning av malmen, men det finns ett antal skillnader mellan dessa två typer av metall.
Järnmalm smälts i en ugn före gjutning.Menande
Du kan hamra ett formbart material i en annan form utan att orsaka att det spricker eller spricker. Du kan dra ett duktilt material ut i en lång tunn tråd, till exempel en tråd. När det gäller järn är dessa termer lite vilseledande. Både formbara och duktila strykjärn svarar bra på hammare, och båda kan dras ut i trådar, även om de senare kan dras vidare.
Utveckling
De tidigaste formerna av gjutjärn, känd som "grå" och "vit", visade sig vara mycket spröda och benägna att spricka under stress. Formbart järn, en betydande förbättring, var lättare att forma och mycket mindre sprött. Det förblev den dominerande formen av gjutjärn fram till 1943, då Keith Dwight Millis från International Nickel Co. forskningslaboratorium utvecklade segjärn, en ännu starkare och mer flexibel metall.
Produktion
För att producera formbart järn smälter gjuterier järnmalm och kyler det snabbt genom att hälla det i formar. De värmer upp gjutgodset till cirka 1 700 F i upp till 100 timmar innan de låter dem svalna långsamt. Under denna härdning eller "glödgning" -process lägger arbetarna hematitmalm. Duktilt järn är enklare att göra. När gjuterier smälter järnmalmen tillför de cerium, natrium eller magnesium. Den resulterande legeringen gjuts i formar och får svalna.
Sammansättning
Formbart järns glödgningsprocess får små, oregelbundet formade kolpartiklar att bildas. De ger metallen större styrka och flexibilitet än tidigare gjutjärn. I duktilt järn hjälper materialen som tillsätts under smältan att bilda mer regelbundna kulfärer. Denna sfäroidkomposition ger metallen färre inre brister, vilket gör den starkare och gör att den kan böjas, vridas och förlängas mer framgångsrikt än formbart järn.
Gjutning
När formbart järn gjuts i en form, krymper det avsevärt när det svalnar. Gjuterier måste fylla formen med smält malm känd som en "matare" för att uppnå önskad form. Duktilt järn krymper mycket mindre än formbart järn eftersom det stelnar i formen. Denna brist på krympning gör att duktilt järn är mindre benäget än smidbart järn för inre defekter och svaga punkter orsakade av gjutprocessen.
Egenskaper
Metallarbetare kan ta ut ett 2-tum testprov av duktilt järn med 18 till 30 procent mer än dess ursprungliga längd. Däremot förlängs formbart järn med endast 10 procent. Duktilt järn har en högre "sträckgräns" än formbart järn, vilket innebär att det kan bära större belastningar och högre temperaturer. Enligt Kirkpatrick-gjuteriet är emellertid formbart järn det bästa valet när du vill gjuta tunna sektioner eller plattor.
Kosta
Duktilt järn använder mindre matningsmetall. Det kräver också mindre uppvärmning än formbart järn och använder därför mindre energi. Dessa överväganden gör det mycket billigare för tillverkare att producera segjärn än formbart järn.
Användningsområden
Båda typerna av järn är starka, hållbara och bra för bearbetning till nya former. Duktilt järn används för tillverkning av rörledningar och bildelar såsom vevaxlar, lastbilar och hjulnav. Formbart järn är väl lämpat för situationer där det måste plattas och formas genom att hamra. Metallarbetare använder det ofta för "smidesjärn" -föremål, som fästen och grindar.
