问问冶金学家:熟铁vs铸铁

它们的区别是什么?找出并学习它们是如何使用的

由熟铁制成的古铁栅栏
锻铁通常用于装饰,建筑应用,如围栏或长凳框架

人们通常认为铸铁和熟铁是早期铁工的可互换的术语,但这是一个截然不同的世界。

铁艺是已加热的铁,然后用工具合作。

铸铁是铁已经融化,倒进模具,并允许凝固。

两者的基本区别铸铁而熟铁则取决于它们是如何生产的。它们之间的区别可以在名字中找到:wrought是work的过去分词(“经过加工的铁”),cast描述由The构成的任何东西铸造工艺

不同的生产方法产生的金属各有优缺点,这就是为什么你很少看到铸铁栅栏或熟铁煎锅。

熟铁是什么?

铁匠在铸造厂加工熟铁
铁匠正在加工的熟铁

锻铁主要由单质铁和少量(1%至2%)添加的炉渣(铁矿石冶炼的副产品,通常由硅、硫、磷和氧化铝的混合物组成)组成。熟铁是通过反复加热材料,并用工具使其变形而制成的。

锻铁具有很强的延展性,可以反复加热,加工成各种形状——锻铁加工得越多越坚固,其特点是纤维状外观。熟铁比铸铁含有更少的碳,使它更柔软,更具延展性。它还具有很强的抗疲劳能力;如果施加大量的压力,它将在破坏之前经历大量的变形。

术语“锻铁”常常滥用今天;它通常用于描述类似于历史锻铁碎片的设计 - 无论使用的金属如何。在冷态或铸钢和铁碎片中弯曲的温和钢在涂上黑色的铸造钢和铁片中都经常误标记为锻铁工作。然而,要真正被指定为锻铁,但是,金属件必须由一个加热它并将其锤击成形的铁匠。

早在公元前2000年,安纳托利亚半岛(现在的土耳其)就开始使用铸铁,并在整个19世纪广泛用于建筑。然而,20世纪冶金学的进步使机器成型和焊接金属零件变得更容易、更便宜。由于相对昂贵和耗时的性质,铁匠在20世纪70年代中期结束了大规模的商业实践。这就意味着今天大多数真正的铁器要么是古董,要么是当地工匠锻造的特产。

什么是铸铁?

煤炭是铸铁应用的一个例子
铸铁被用来生产我们日常生活中使用的许多产品

铸铁可以参考一系列铁合金,但它最常与灰铁相关。尽管具有熨斗,但它不是纯元素铁(周期性表上的Fe) - 实际上是含有2-4%碳的合金,加上少量硅和锰。其他杂质,如硫和磷,也是常见的。

铸铁是通过冶炼铁矿石或生铁(铁矿石提取的中间产品),并将其与废金属和其他合金混合而成的。然后将液体混合物倒入模具中冷却并凝固。

铸铁本质上非常脆,这意味着它相对艰难而非型号

最后的结果是坚固而脆弱的。由于较高的碳含量,铸铁凝固为非均相合金,这意味着在其微观结构中包含多种成分或处于不同相的材料。

这种混合的微观结构使铸铁具有独特的物理性能。内部的碳颗粒形成有利于断裂的内应力点。铸铁比熟铁更硬,更脆,可锻铸性更差。它不能弯曲,拉伸,或锤打成形状,因为它的弱抗拉强度意味着它将在弯曲或变形之前断裂。然而,它确实具有良好的抗压强度。

铸铁管件是铸铁在各种应用中的一个例子
铸铁在工业上几乎有无限的用途

铸造比熟铁生产的劳动密集程度要低得多,并且在整个18世纪和19世纪都是一种重要的生产形式。钢铁和自动化加工技术的出现减少了铸造在某些行业的作用,但在许多其他行业,它仍然是一种具有成本效益和广泛使用的过程。虽然钢在建筑中几乎完全取代了铸铁,但铸铁在复杂形状的产品中仍然很受欢迎,因为铸铁比机器更容易铸造。铸铁对模具材料的反应比钢少,熔点更低,使其流动性更强。

一个古色古香的铸铁长凳显示了铁可以被浇注成非常复杂、华丽的形状
铸铁具有良好的流动性,是制造华丽的长凳和其他户外家具等部件的理想材料

球墨铸铁:力量和多功能性

球墨铸铁它是20世纪40年代研究人员开发的一种现代而独特的铸铁形式。他们发现,通过添加特定的合金——最初是镁铜合金,最终是铈——他们可以操纵碳原子形成与铸铁不同的微观结构。球墨铸铁的微观组织防止了裂纹的形成,从而使金属具有铸铁的优点而不具有脆性。

制造球墨铸铁可以获得高的延展性和抗拉强度

球墨铸铁可以制造成多个等级,以获得高的延展性和抗拉强度。经过额外热处理的奥氏体球铁具有更好的力学性能和耐磨性。

球墨铸铁冷却时收缩相对较小,是精密铸造的完美材料。球墨铸铁通常使用“铸态”,这意味着它不需要热处理。这可以帮助降低制造成本,特别是从长远来看。

将铁水倒入砂型铸造模中
韧带和铸铁铸件都是通过将铁水倒入模具中产生的

腐蚀因素

当裸露的表面暴露在有水分存在的氧气中时,铸铁和锻铁都很容易被腐蚀。这对于经常暴露在降水和湿度下的户外环境来说是一个挑战。铁不像其他能形成氧化保护层的金属,只要时间足够,铁会生锈并完全剥落。

为防止生锈,铁制品应涂上涂层,防止外露。油漆通常用于涂覆和保护裸露的金属。粉末涂料是另一种方法,适合于在交通繁忙地区更容易磨损的户外家具。粉末涂料经久耐用,长时间使用不会褪色、切屑或开裂。

历史保护

从林肯,马萨诸塞州到林肯,内布拉斯加州到林肯,安大略,北美有着丰富的历史。每个城镇都有自己的故事,这些城镇中的建筑和居民一样,在塑造历史的过程中发挥了很大的作用。

当用建筑铁和金属制品修复历史建筑时,质量和真实性是至关重要的。大型户外元素如护柱、大门、围栏、灯标准和公园长椅在营造忠于历史时代的氛围中发挥着重要作用。现代铸造厂可以通过借鉴历史图纸或原始结构来复制早期的金属制品。

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