Obsah
Roztavenie železnej rudy v peci ju robí silnejšou a tvárnejšou. Metalurgovia nalievajú roztavený kov do foriem a nechajú ho vychladnúť a stuhnúť, čím sa vyrobí liatina. Teplota pece a pridaných materiálov alebo "spojív" k roztavenému železu určuje presné vlastnosti hotového výrobku. Ťažné a tvárné železo sú tvorené tavením rudy, ale medzi týmito dvoma typmi kovov existuje niekoľko rozdielov.
zmysel
Kujný materiál môže byť kladený v inom tvare bez praskania alebo praskania. Ťažký materiál môže byť natiahnutý do dlhého tenkého vlákna, ako je drôt. Pokiaľ ide o železo, tieto termíny sú trochu zavádzajúce. Oba typy železa dobre reagujú na búšenie, navyše môžu byť predĺžené vo vláknach; ale v prípade tvárnej liatiny to nastáva vo väčšom pomere.
vývoj
Prvé formy liatiny, známe ako "šedá" a "biela", sa ukázali ako veľmi krehké a náchylné na trhliny pri stlačení. Kujné železo, výrazné zlepšenie, bolo ľahšie formovateľné a menej krehké. Až do roku 1943 zostala dominantnou formou liatiny, zatiaľ čo Keith Dwight Millis z výskumného laboratória American International Nickel Co. vyvinula tvárnú liatinu, ešte silnejší a pružnejší kov.
výroba
Na výrobu kujného železa roztavili zlievarni železnú rudu a rýchlo ju ochladili naliatím do foriem. Zohrievajú ich až na 926,5 stupňov Celzia až 100 hodín pred tým, než ich nechajú pomaly vychladnúť. Počas tohto procesu kalenia pracovníci pridávajú hematitovú rudu. Výroba tvárnej liatiny je jednoduchšia. Ako taviaci pracovníci tavia železnú rudu, pridávajú cér, sodík alebo horčík. Výsledná zliatina sa odlieva do foriem, ktoré sa potom ochladia.
zloženie
Spôsob žíhania kujného železa spôsobuje tvorbu malých častíc nepravidelného tvaru uhlíka. Dávajú kovu väčšiu pevnosť a pružnosť ako liatina z predchádzajúcich období. V tvárnej liatine tvoria materiály pridávané počas tavenia bežnejšie uhlíkové guľôčky. Toto zloženie sféroidov dáva kovu menej vnútorných nedostatkov, čo ho robí silnejším a umožňuje jeho ohýbanie, skrúcanie a napínanie úspešnejšie ako tvárnenie.
odliatok
Keď je kujná liatina odlievaná a tvarovaná, pri ochladzovaní sa značne zatiahne. Zlievarenskí metalurgovia by mali pokrývať formu roztavenou rudou, známou ako "podávač", aby sa dosiahol požadovaný tvar. Tvárna liatina sa stiahne oveľa menej ako tvárná liatina, pretože tuhne vo forme. Táto neprítomnosť navíjania spôsobuje, že ťažné železo je menej náchylné na vytváranie vnútorných defektov a slabých miest spôsobených procesom odlievania ako tvárné železo.
vlastnosti
Metalurgici môžu extrahovať testovanú vzorku 5 cm tvárnej liatiny, o 18 až 30% väčšiu ako pôvodná dĺžka. Naproti tomu kujné železo sa tiahne iba o 10%. Ťažká železo má vyššiu "medzu klzu" ako kujné železo, čo znamená, že môže vydržať vyššie zaťaženie a vyššie teploty. Avšak, podľa americkej zlievarne Kirkpatrick, kujné železo je najlepšou voľbou, keď chcete tvarovať diely alebo tenké plechy.
náklady
Tvárna liatina používa menej kovového podávača. Vyžaduje tiež menej vykurovania než kujné železo, a preto spotrebuje menej energie. Tieto úvahy ukazujú, že pre výrobcov je oveľa lacnejšie vyrábať tvárnú liatinu než tvárnu liatinu.
použitie
Oba typy železa sú silné, odolné a vhodné na obrábanie v nových formátoch. Tvárna liatina sa používa na výrobu rúrok a automobilových súčiastok, ako sú kľukové hriadele, hriadele nákladných vozidiel a náboje kolies. Kujné železo je celkom vhodné pre situácie, kde je potrebné sploštiť a tvarovať kladivom. Metallurgists všeobecne použiť pre "kované železo" položky, ako sú konzoly a brány.