Obsah
Tavenie železnej rudy v peci ju robí pevnejšou a tvárnejšou. Hutníci nalievajú roztavený kov do foriem a nechajú ho vychladnúť a stuhnúť za vzniku liatiny. Teplota pece a pridané materiály, alebo „spojivá“ k roztavenému železu, určujú presné vlastnosti hotového výrobku. Tvárne a tvárné železo sa formuje tavením rudy, ale medzi týmito dvoma druhmi kovov je niekoľko rozdielov.
Význam
Kujný materiál môžete tepať do iného tvaru bez toho, aby praskol alebo sa zlomil. Z tvárneho materiálu je možné roztiahnuť dlhé tenké vlákno, napríklad drôt. Pokiaľ ide o železo, tieto výrazy sú trochu zavádzajúce. Oba druhy železa dobre reagujú na kladivo, navyše sa dajú roztiahnuť na vlákna; ale v prípade tvárnej liatiny k tomu dochádza vo väčšej miere.
Rozvoj
Prvé formy liatiny, známe ako „šedá“ a „biela“, sa ukázali ako veľmi krehké a náchylné na praskanie pri stlačení. Kujné železo, významné zlepšenie, sa ľahšie tvarovalo a bolo menej krehké. Do roku 1943 zostala dominantná forma liatiny, keď Keith Dwight Millis z výskumného laboratória spoločnosti International Nickel Co. v USA vyvinul tvárnu liatinu, ešte silnejší a pružnejší kov.
Výroba
Na výrobu kujného železa tavia pracovníci zlievárne železnú rudu a rýchlo ju ochladzujú nalievaním do foriem. Znovu ich zohrejú na asi 926,5 stupňov Celzia až 100 hodín, potom ich nechajú pomaly ochladiť. Počas tohto procesu popúšťania alebo „žíhania“ pracovníci pridávajú hematitovú rudu. Výroba tvárnej liatiny je jednoduchšia. Keď pracovníci zlievarne tavia železnú rudu, pridávajú cér, sodík alebo horčík. Výsledná zliatina sa roztaví do foriem, ktoré sa potom nechajú vychladnúť.
Zloženie
Proces zvonenia kujnej liatiny spôsobuje tvorbu malých uhlíkových častíc nepravidelného tvaru. Dodávajú kovu väčšiu pevnosť a pružnosť ako liatina z predchádzajúcich období. V tvárnej liatine materiály pridané počas tavenia pomáhajú vytvárať pravidelnejšie uhlíkové gule. Táto sféroidná kompozícia dodáva kovu menej vnútorných chýb, vďaka čomu je pevnejší a umožňuje jeho zakrivenie, skrútenie a pretiahnutie úspešnejšie ako tvarovateľné.
Formovanie
Keď sa kujná liatina odlieva a tvaruje, pri ochladení sa značne zatiahne. Zlievarenskí metalurgovia musia na dosiahnutie požadovaného tvaru formu zakryť roztavenou rudou známou ako „privádzač“. Tvárna liatina sa sťahuje oveľa menej ako kujné železo, pretože tuhne vo forme. Toto neprítomnosť zmrašťovania spôsobuje, že tvárná liatina menej pravdepodobne vytvára vnútorné chyby a slabé miesta spôsobené procesom liatia ako kujné železo.
vlastnosti
Hutníci môžu extrahovať 5 cm skúšobnú vzorku z tvárnej liatiny, ktorá je o 18 až 30% dlhšia ako pôvodná dĺžka. Na druhej strane, kujné železo je iba o 10% dlhšie. Tvárna liatina má vyššiu „medzu pružnosti“ ako kujná liatina, čo znamená, že vydrží vyššie zaťaženie a vyššie teploty. Podľa americkej zlievarne Kirkpatrick je však kujná liatina najlepšou voľbou, pokiaľ ide o formovanie tenkých častí alebo plechov.
Náklady
Tvárna liatina využíva menej kovového podávača. Vyžaduje tiež menej tepla ako kujné železo, a preto spotrebúva menej energie. Tieto úvahy ukazujú, že pre výrobcov je oveľa lacnejšie vyrábať tvárné ako kujné železo.
Používa sa
Oba druhy železa sú pevné, odolné a vhodné na obrábanie do nových tvarov. Tvárna liatina sa používa na výrobu rúr a automobilových dielov, ako sú kľukové hriadele, nápravy nákladných automobilov a náboje kolies. Kujná liatina je celkom vhodná pre situácie, keď je potrebné ju sploštiť a tepať. Hutníci ho spravidla používajú na predmety z „tepaného železa“, ako sú podpery a brány.