Кованое железо против чугуна

Кованое железо против чугуна

  • 12 06.2018

Кованое железо обычно используется для декоративных архитектурных применений, таких как ограждения или перила.

Каковы различия?

Люди часто считают, что чугун и кованое железо являются взаимозаменяемыми терминами, но есть множество различий.

Кованое железо - это железо, которое нагревается, а затем обрабатывается инструментами.

Чугун является железом, которое расплавляют, выливают в форму и дают затвердеть.

Основное различие между чугуном и кованым железом заключается в том, как они производятся. Различия можно найти в названиях: "кованое" - это причастие в прошлом ("обработанное железо"), и литье описывает все, что образуется в процессе литья. Различные методы производства создают металлы с различными сильными и слабыми местами, поэтому вы редко видите чугунный забор или кованую железную сковородку.

Что такое кованое железо?

Кованое железо обрабатывается кузнецом

Кованое железо состоит в основном из элементарного железа с небольшими количествами (1-2%) добавленного шлака (побочный продукт плавки железной руды, обычно состоящий из смеси кремния, серы, фосфора и оксидов алюминия). Кованое железо производится путем многократного нагревания материала и работы с инструментами для его деформирования.

Кованое железо обладает высокой податливостью, позволяя ему нагреваться, перегреваться и обрабатываться в различных формах - кованое железо становится сильнее, чем больше оно работает и характеризуется его волокнистым внешним видом. Кованое железо содержит меньше углерода, чем чугун, делая его более мягким и более пластичным. Он также обладает высокой устойчивостью к выносливости; если будут применены большие давления, он будет испытывать большую деформацию перед сбоем.

Сегодня термин кованое железо часто используется неправильно; он обычно используется для описания конструкций, подобных историческим кованым железом, независимо от используемого металла. Мягкая сталь, которая была подвергнута механической обработке в холодном состоянии или литой стали и кускам железа, которые были окрашены в черный цвет, как правило, неправильно маркированы как работы из кованого железа. Однако, чтобы быть действительно обозначенным как кованое железо, металлический кусок должен быть выкован кузнецом, который нагревает его и забивает его форму.

Кованое железо использовалось еще в 2000 году до н.э. на Анатолийском полуострове (ныне Турция), и оно широко использовалось в строительстве на протяжении всего XIX века. Однако успехи в металлургии в XX веке упростили и стали менее дорогостоящими для машинной обработки и сварки металлических деталей. Сравнительно дорогой и трудоемкий характер кузнечного дела привел к концу его крупномасштабной коммерческой практики в середине 1970-х годов. Это означает, что сегодня самые настоящие изделия из кованого железа являются либо антиквариатом, либо специальными изделиями, которые были разгромлены местными ремесленниками.

Что такое чугун?

Чугун используется для производства многих продуктов, используемых в нашей повседневной жизни

Чугун может относиться к ряду железных сплавов, но чаще всего он связывается с серым железом. Несмотря на название железа, это не чистое элементарное железо (Fe в периодической таблице) - это фактически сплав, содержащий 2-4 % углерода, плюс небольшое количество кремния и марганца. Другие примеси, такие как сера и фосфор, также распространены.

Чугун образуется плавлением железной руды или плавлением чугуна (промежуточного продукта извлечения железной руды) и смешивания его с металлоломом и другими сплавами. Затем жидкую смесь выливают в формы и оставляют охлаждаться и затвердевать.

Конечный результат сильный, но хрупкий. Из-за более высокого содержания углерода чугун затвердевает как гетерогенный сплав, то есть он содержит несколько составляющих или материалы в разных фазах внутри своей микроструктуры.

Чугун очень хрупкий по своей природе, это означает, что он сравнительно твердый и не поддающийся обработке

Эта смешанная микроструктура - это то, что придает чугуну свои отличительные физические свойства. Внутренние частицы углерода создают внутренние точки напряжения, способствующие разрушению. Чугун более твердый, более хрупкий и менее ковкий, чем кованое железо. Он не может быть согнут, растянут или забит в форме, так как его слабая прочность на растяжение означает, что он переломится, прежде чем согнется или исказится. Однако он обладает хорошей прочностью на сжатие.

Чугун имеет почти безграничные промышленные применения

Литье значительно менее трудоемкое, чем производство кованого железа, и было выдающейся формой производства в течение 18 и 19 веков. Появление стальных и автоматизированных технологий обработки уменьшило роль литья в некоторых отраслях, но оно остается экономически эффективным и широко используемым процессом во многих других. Несмотря на то, что сталь почти полностью вытесняет чугун в строительстве, чугун остается популярным для изделий со сложными формами, которые легче отливать, чем машины. Чугун менее реактивен с материалами пресс-формы, чем сталь, и имеет более низкую температуру плавления, что делает его более жидким.

Чугун обладает отличными свойствами текучести, что делает его идеальным для изготовления таких деталей, как декоративная напольная мебель

Ковкое железо: прочность и универсальность

Ковкое железо, также известное как ковкий чугун, представляет собой современную и уникальную форму чугуна, разработанную исследователями в 1940-х годах. Они обнаружили, что, добавляя избранные сплавы - изначально магний-медный сплав и, в конечном счете, церий, они могут манипулировать атомами углерода, чтобы образовать другую микроструктуру, чем в чугуне. Микроструктура из ковкого чугуна предотвращает образование трещин, что приводит к металлу, имеющему преимущества чугуна без хрупкости.

Ковкое железо может быть изготовлено для достижения высокой пластичности и прочности на растяжение

Ковкий чугун можно изготавливать до нескольких сортов для достижения высокой пластичности и прочности на растяжение. Осколочный ковкий чугун, изготовленный с дополнительной термообработкой, обладает еще более высокими механическими свойствами и износостойкостью.

Ковкий чугун также имеет относительно небольшую усадку, поскольку он охлаждается, что делает его идеальным для точного литья. Ковкое железо часто используется как «отлитое», что означает, что он не требует термической обработки. Это может помочь снизить затраты на производство, особенно в долгосрочной перспективе.

Как литейные, так и чугунные отливки производятся путем заливки расплавленного железа в формы

Защита от коррозии

Чугун и кованое железо подвержены коррозии, когда голые поверхности подвергаются воздействию кислорода в присутствии влаги. Это может быть сложной задачей для наружной среды с почти постоянным воздействием осадков и влажности. В отличие от других металлов, которые образуют защитное окислительное покрытие, железо будет, учитывая достаточное время, ржаветь и полностью отслаиваться.

Чтобы предотвратить ржавчину, продукты железа должны быть покрыты для предотвращения воздействия. Краска обычно используется для покрытия и защиты голого металла. Порошковое покрытие является еще одним методом, идеально подходящим для наружной мебели, более восприимчивой к износу в зонах с высоким уровнем движения. Порошковые покрытия очень долговечны и не будут исчезать, чип или трещины в течение продолжительных периодов времени.

История

От Линкольна, Массачусетса до Линкольна, Небраски до Линкольна, Онтарио, Северная Америка богаты историей. В каждом городе рассказывается история, а здания в этих городах играют большую роль в создании прошлого как и самих людей.

При восстановлении исторических зданий с архитектурным железом и металлоконструкциями важно качество и подлинность. Большие наружные элементы, такие как столбики, ворота, заборы, стандарты ламп и парковые скамейки, играют важную роль в установлении атмосферы, верной историческим временам. Современные литейные заводы могут воспроизводить ранние металлоконструкции, беря их проекты из исторических чертежей или самих оригинальных конструкций.