Sadržaj
Topljenje željezne rude u peći čini je jačom i podatnijom. Metalurzi lijevaju rastaljeni metal u kalupe i ostavljaju ga da se ohladi i skrutne, proizvodeći lijevano željezo. Temperatura peći i dodani materijali, ili "veziva", rastaljenom željezu određuju točne karakteristike gotovog proizvoda. Nodularno i kovano željezo nastaju topljenjem rude, ali postoji nekoliko razlika između ove dvije vrste metala.
Značenje
Savitljivi materijal možete zakucati u drugi oblik, a da pritom ne pukne ili ne pukne. Duktilni materijal može se razvući u dugu tanku nit, poput žice. Kad je riječ o željezu, ti pojmovi donekle varaju. Obje vrste željeza dobro reagiraju na čekiće, osim toga mogu se razvući u niti; ali u slučaju nodularnog željeza to se događa u većoj mjeri.
Razvoj
Prvi oblici lijevanog željeza, poznati kao "sivi" i "bijeli", pokazali su se vrlo lomljivima i skloni pucanju pod tlakom. Kovano željezo, značajno poboljšanje, bilo je lakše oblikovati i manje krhko. Do 1943. godine dominirao je oblik lijevanog željeza, kada je Keith Dwight Millis iz istraživačkog laboratorija International Nickel Co. u Sjedinjenim Državama razvio nodularno željezo, još jači i fleksibilniji metal.
Proizvodnja
Da bi proizveli kovano željezo, radnici ljevaonica tope željeznu rudu i brzo je hlade izlijevajući je u kalupe. Podgrijavaju ih na oko 926,5 Celzijevih stupnjeva do 100 sati, prije nego što im dozvole da se polako ohlade. Tijekom ovog postupka kaljenja ili "žarenja" radnici dodaju hematitnu rudu. Proizvodnja nodularnog željeza je jednostavnija. Kako radnici u ljevaonicama tope željeznu rudu, dodaju cerij, natrij ili magnezij. Dobivena se legura rastopi u kalupe koji se zatim ostave hladiti.
Sastav
Proces zvonjenja kovnog željeza uzrokuje stvaranje malih čestica ugljika nepravilnog oblika. Daju metalu veću čvrstoću i fleksibilnost od lijevanog željeza iz ranijih razdoblja. U nodularnom željezu materijali dodani tijekom taljenja pomažu u stvaranju pravilnijih ugljičnih sfera. Ovaj sferoidni sastav metalu daje manje unutarnjih nedostataka, čineći ga jačim i omogućujući mu da se savija, uvija i rasteže uspješnije od podatnog.
Kalupljenje
Kada se kovano željezo lijeva i lijeva, znatno se uvlači dok se hladi. Ljevački metalurzi moraju pokriti kalup rastopljenom rudom, poznatom kao "hranilica", da bi postigli željeni oblik. Nodularni željez uvlači se mnogo manje od kovnog željeza dok se stvrdnjava u kalupu. Ova odsutnost skupljanja čini da nodularni željez stvara manje vjerojatnosti da stvara unutarnje nedostatke i slabe točke uzrokovane postupkom lijevanja od kovanog željeza.
Svojstva
Metalurzi mogu izvući testni uzorak nodularnog željeza od 5 cm, 18 do 30% duži od izvorne duljine. S druge strane, kovano željezo je samo 10% duže. Nodularni željez ima veću "elastičnu granicu" od kovnog željeza, što znači da može podnijeti veća opterećenja i veće temperature. Međutim, prema američkoj ljevaonici Kirkpatrick, kovano željezo je najbolji izbor kada je riječ o oblikovanju tankih dijelova ili limova.
Trošak
Nodularno željezo koristi manje metalnog ulagača. Također zahtijeva manje zagrijavanja od kovnog željeza i stoga troši manje energije. Ova razmatranja pokazuju da je proizvođačima mnogo jeftinije proizvoditi nodularno, a ne kovano željezo.
Koristi
Obje su vrste željeza jake, izdržljive i dobre za obradu u nove oblike. Nodularni lijev koristi se za proizvodnju cijevi i automobilskih dijelova, kao što su radilice, osovine za kamione i glavčine kotača. Fleksibilno željezo sasvim je prikladno za situacije kada ga treba izravnati i zakucati. Metalurzi ga uglavnom koriste za predmete od "kovanog željeza", poput nosača i kapija.