Vsebina
Taljenje železove rude v peči ga naredi močnejšo in bolj okretno. Metallurgi nalijejo staljeno kovino v kalupe in pustijo, da se ohladi in strdi, pri čemer proizvaja litega železa. Temperatura peči in dodanih materialov ali "veziv" za staljeno železo določa natančne lastnosti končnega izdelka. S plavljenjem rude tvorita tudi nodularno in temprano železo, vendar je med njimi več razlik.
Pomen
Temeljni material se lahko kuje v drugačni obliki brez razpok ali razpok. Duktilni material se lahko raztegne v dolgo tanko žarilno nitko, kot je žica. Ko gre za železo, so ti izrazi nekoliko zavajajoči. Obe vrsti železa se dobro odzivata na razbijanje, poleg tega se lahko podaljšata v filamentih; toda pri duktilnem železu se to zgodi v večjem deležu.
Razvoj
Prve oblike litega železa, znane kot "siva" in "bela", so se izkazale za zelo krhke in nagnjene k razpokam pod stiskanjem. Temeljno železo, pomembno izboljšanje, je bilo lažje oblikovati in manj lomljivo. Do leta 1943 je ostala prevladujoča oblika litega železa, medtem ko je Keith Dwight Millis iz raziskovalnega laboratorija American International Nickel Co. razvil duktilno železo, še močnejšo in bolj prilagodljivo kovino.
Proizvodnja
Za izdelavo tempranega železa so livarski delavci stopili železovo rudo in jo hitro ohladili tako, da so jo vlijevali v kalupe. Do 100 ur jih ponovno segrejejo na približno 926,5 stopinj Celzija, preden se počasi ohladijo. Med tem procesom gašenja delavci dodajo hematitno rudo. Proizvodnja nodularne litine je enostavnejša. Kot talilni delavci topijo železovo rudo, dodajajo cerij, natrij ali magnezij. Nastala zlitina se odlije v kalupe, ki se nato ohladijo.
Sestava
Proces žarjenja tempranega železa povzroči nastanek majhnih delcev ogljika nepravilnega oblikovanja. Kovine dajejo večjo trdnost in fleksibilnost kot litega železa iz prejšnjih obdobij. V duktilnem železu materiali, dodani med taljenjem, pomagajo tvoriti bolj redne ogljikove krogle. Ta sferoidni sestavek daje kovinam manj notranjih napak, zaradi česar je močnejši in omogoča, da se upogne, zavije in raztegne bolj uspešno kot temprani.
Oblikovanje
Ko je temprani likalnik ulit in ulit, se pri ohlajanju močno umakne. Livarne metalurge bi morale pokriti plesni s staljeno rudo, znano kot "podajalnik", da bi dosegli želeno obliko. Nodularno železo se umakne veliko manj od tempranega železa, ker se strdi v kalupu. Zaradi odsotnosti navijanja je nodularno železo manj nagnjeno k tvorjenju notranjih napak in šibkih točk, ki jih povzroča postopek ulivanja, kot pa tempran železo.
Lastnosti
Metalurgi lahko izvlečejo testni vzorec s 5 cm duktilne litine, ki je 18 do 30% večji od prvotne dolžine. Nasprotno pa se temprano železo razteza le za 10%. Nodularna litina ima večjo "mejo tečenja" kot tempran železo, kar pomeni, da lahko prenese večje obremenitve in višje temperature. Vendar pa je, glede na ameriško livarno Kirkpatrick, tempranega železa je najboljša izbira, če želite oblikovati dele ali tanke pločevine.
Stroški
Nodularna litina uporablja manj kovinskega podajalnika. Prav tako zahteva manj ogrevanja kot tempran železo in zato porabi manj energije. Ti pomisleki kažejo, da je za proizvajalce veliko ceneje izdelovati nodularno železo namesto tempranega železa.
Uporabe
Obe vrsti železa sta močni, trajni in dobri za obdelavo v novih oblikah. Nodularna litina se uporablja za izdelavo cevi in avtomobilskih delov, kot so ročične gredi, gredi tovornjakov in pesta koles. Temeljni likalnik je zelo primeren za primere, ko ga je treba sploščiti in oblikovati s kladivom. Na splošno ga metalurgi uporabljajo za izdelke iz kovanega železa, kot so oklepaji in vrata.