Vsebina
Taljenje železove rude v peči jo naredi močnejšo in bolj gibljivo. Metalurgi staljeno kovino vlivajo v kalupe in jo pustijo, da se ohladi in strdi, pri čemer nastane litoželezo. Temperatura peči in dodani materiali ali "veziva" staljenemu železu določajo natančne značilnosti končnega izdelka. Nitko in temprano železo nastaneta s taljenjem rude, vendar obstaja več razlik med tema dvema vrstama kovin.
Pomen
Gibljiv material lahko zabijete v drugačno obliko, ne da bi pri tem počil ali se zlomil. Nodularni material lahko raztegnemo v dolg, tanek filament, kot je žica. Kar zadeva železo, so ti izrazi nekoliko zavajajoči. Obe vrsti železa se dobro odzivata na kladivo, poleg tega pa ju je mogoče raztegniti v filamente; pri nodularnem železu pa se to zgodi v večji meri.
Razvoj
Prve oblike litega železa, znane kot "sive" in "bele", so se ob stiskanju izkazale za zelo krhke in nagnjene k razpokam. Gibljivo železo, pomemben napredek, je bilo lažje oblikovati in manj krhko. Do leta 1943 je prevladovala oblika litega železa, ko je Keith Dwight Millis iz raziskovalnega laboratorija International Nickel Co. v ZDA razvil nodularno železo, še močnejšo in prožnejšo kovino.
Proizvodnja
Za proizvodnjo kovnega železa delavci v livarnah stopijo železovo rudo in jo hitro vlijejo v kalupe. Segrevajo jih na približno 926,5 stopinj Celzija do 100 ur, preden jim dovolijo, da se počasi ohladijo. Med tem postopkom kaljenja ali "žarjenja" delavci dodajo hematitno rudo. Izdelava nodularnega železa je enostavnejša. Ko livarji topijo železovo rudo, dodajo cerij, natrij ali magnezij. Nastala zlitina se stopi v kalupe, ki se nato ohladijo.
Sestava
Proces zvonjenja kovnega železa povzroči nastanek majhnih ogljikovih delcev nepravilne oblike. Kovini dajejo večjo trdnost in prožnost kot litega železa iz prejšnjih obdobij. V nodularnem železu materiali, dodani med taljenjem, pomagajo oblikovati bolj pravilne ogljikove krogle. Ta sferoidna sestava daje kovini manj notranjih napak, zaradi česar je močnejša in omogoča njeno ukrivljenost, sukanje in raztezanje bolj uspešno kot voljno.
Oblikovanje
Ko je kovinsko železo ulivano in oblikovano, se pri ohlajanju precej umakne. Livarski metalurgi morajo kalup prekriti s stopljeno rudo, imenovano "podajalnik", da dosežejo želeno obliko. Nodularno železo umakne veliko manj kot temprano železo, ko se strdi v kalupu. Zaradi odsotnosti krčenja je nodularno železo manj verjetno, da bo ustvaril notranje napake in šibke točke, ki jih povzroči postopek ulivanja, kot temprano železo.
lastnosti
Metalurgi lahko izvlečejo 5 cm preskusni vzorec nodularnega železa, 18 do 30% daljši od prvotne dolžine. Po drugi strani pa je temprano železo samo 10% daljše. Nodularno železo ima višjo "elastično mejo" kot kovinsko železo, kar pomeni, da lahko prenese večje obremenitve in višje temperature. Po mnenju ameriške livarne Kirkpatrick pa je temprano železo najboljša izbira pri oblikovanju tankih delov ali listov.
Stroški
Nodularno železo uporablja manj kovinskega podajalnika. Zahteva tudi manj ogrevanja kot temprano železo in zato porabi manj energije. Ti premisleki kažejo, da je proizvajalcem veliko ceneje proizvajati nodularno in ne kovinsko železo.
Uporabe
Obe vrsti železa sta močni, trpežni in dobri za obdelavo v nove oblike. Nodularno železo se uporablja za izdelavo cevi in avtomobilskih delov, kot so ročične gredi, osi tovornjakov in pesta. Prožno železo je zelo primerno za primere, ko ga je treba poravnati in zabiti. Metalurgi ga običajno uporabljajo za izdelke iz "kovanega železa", kot so podpore in vrata.