Inhoud
Het smelten van ijzererts in een oven maakt het sterker en meer kneedbaar. Metallurgen gieten het gesmolten metaal in vormen en laten het afkoelen en stollen, waardoor het gietijzer ontstaat. De temperatuur van de oven en de toegevoegde materialen, of "bindmiddelen", aan het gesmolten ijzer bepalen de exacte eigenschappen van het eindproduct. Nodulair en smeedbaar ijzer worden beide gevormd door het smelten van erts, maar er zijn verschillende verschillen tussen deze twee soorten metaal.
betekenis
Een vervormbaar materiaal kan in een andere vorm worden gehamerd zonder te barsten of te scheuren. Een ductiel materiaal kan worden uitgerekt tot een lange dunne draad zoals draad. Als het op ijzer aankomt, zijn deze termen enigszins misleidend. Beide soorten ijzer reageren goed op kloppen, bovendien kunnen ze langwerpig zijn in filamenten; maar in het geval van nodulair gietijzer treedt dit in grotere mate op.
ontwikkeling
De eerste vormen van gietijzer, bekend als "grijs" en "wit", bleken erg broos en onderhevig aan scheuren onder druk. Het smeedbaar ijzer, een aanzienlijke verbetering, was gemakkelijker te vormen en minder broos. Tot 1943 bleef het de dominante vorm van gietijzer, terwijl Keith Dwight Millis van het onderzoekslaboratorium van de American International Nickel Co. nodulair gietijzer ontwikkelde, een nog sterker en flexibeler metaal.
productie
Om het smeedbaar gietijzer te produceren, smolten de gieterijarbeiders het ijzererts en koelden het snel door het in mallen te gieten. Ze verwarmen ze tot ongeveer 926,5 graden Celsius tot 100 uur, voordat ze langzaam afkoelen. Tijdens dit uitdovingsproces voegen arbeiders hematieterts toe. De productie van nodulair gietijzer is eenvoudiger. Terwijl smelterwerkers ijzererts smelten, voegen ze cerium, natrium of magnesium toe. De resulterende legering wordt gegoten in vormen die vervolgens afkoelen.
samenstelling
Het proces van het uitgloeien van het smeedbaar ijzer veroorzaakt de vorming van kleine deeltjes van onregelmatig gevormde koolstof. Ze geven het metaal meer sterkte en flexibiliteit dan gietijzer uit voorgaande perioden. In nodulair gietijzer, stoffen toegevoegd tijdens het smelten helpen bij het vormen van meer regelmatige koolstofbollen. Deze sferoïde samenstelling geeft het metaal minder interne gebreken, waardoor het sterker wordt en het beter gebogen, verwrongen en uitgerekt kan worden dan het kneedbare.
gieten
Wanneer het smeedbaar gietijzer wordt gegoten en gegoten, trekt het aanzienlijk terug naarmate het afkoelt. De metallurgische metaalgieterij moet de vorm bedekken met het gesmolten erts, dat bekend staat als de "feeder", om de gewenste vorm te bereiken. Nodulair gietijzer trekt veel minder in dan smeedbaar gietijzer wanneer het stolt in de vorm. Deze afwezigheid van terugtrekking maakt het nodulair gietijzer minder gevoelig om inwendige gebreken en zwakke punten veroorzaakt door het gietproces te vormen dan het smeedbaar ijzer.
eigenschappen
Metallurgen kunnen een testmonster van 5 cm nodulair gietijzer, 18 tot 30% groter dan de oorspronkelijke lengte, extraheren. Daarentegen buigt smeedbaar ijzer slechts met 10%. Nodulair gietijzer heeft een hogere "vloeisterkte" dan smeedbaar ijzer, wat betekent dat het bestand is tegen hogere belastingen en hogere temperaturen. Volgens de Amerikaanse gieterij Kirkpatrick is smeedbaar ijzer de beste keuze wanneer u onderdelen of dunne platen wilt vormen.
kosten
Nodulair gietijzer gebruikt minder metaalvoeder. Het vereist ook minder verwarming dan smeedbaar gietijzer en verbruikt daarom minder energie. Deze overwegingen tonen aan dat het voor fabrikanten veel goedkoper is om nodulair gietijzer te produceren in plaats van smeedbaar gietijzer.
toepassingen
Beide soorten ijzer zijn sterk, duurzaam en goed voor verspanen in nieuwe formaten. Nodulair gietijzer wordt gebruikt voor het maken van buizen en auto-onderdelen, zoals krukassen, vrachtwagenschachten en wielnaven. Het smeedbaar ijzer is zeer geschikt voor situaties waar het moet worden afgevlakt en gevormd door te hameren. Over het algemeen gebruiken metallurgen het voor smeedijzeren items zoals beugels en poorten.