问问冶金学家:熟铁和铸铁

有什么区别?找出并学习如何使用它们

由熟铁制成的古式铁栅栏
熟铁通常用于装饰,建筑应用,如栅栏或长凳框架

人们通常认为cast iron和wrought iron是早期铁制品可以互换的术语,但这两者是有天壤之别的。

铁艺是加热后用工具加工的铁。

铸铁就是把熔化的铁倒进模子里,让它凝固。

两者的根本区别铸铁熟铁的关键在于它们的生产方式。它们的区别可以从名称中找到:锻工是work的过去分词(“工作过的铁”),而铸造描述的是由The组成的任何东西铸造工艺

不同的生产方法产生的金属有不同的强度和弱点,这就是为什么你很少看到铸铁栅栏或熟铁煎锅。

什么是熟铁?

铁匠在铸造厂加工熟铁
铁匠在锻铁

熟铁主要由元素铁和少量(1% - 2%)添加的炉渣(铁矿石冶炼的副产物,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。

熟铁具有很强的延展性,可以反复加热,加工成各种形状——熟铁加工得越多,强度就越大,其特点是纤维状外观。熟铁比铸铁含有更少的碳,使它更软,更有韧性。它还具有很高的抗疲劳能力;如果施加大量的压力,它将在破坏前经历大量的变形。

“熟铁”一词今天经常被误用;它通常被用来描述与历史上的锻铁件相似的设计——不管使用的金属是什么。在冷态下经过机器弯曲成形的低碳钢,或者涂成黑色的铸钢和铸铁件,都经常被误认为是锻铁制品。然而,要真正被称为熟铁,金属必须由铁匠将其加热并锤打成形。

早在公元前2000年,锻铁就在安纳托利亚半岛(现在的土耳其)使用,在整个19世纪,它被广泛用于建筑。然而,20世纪冶金学的进步使金属零件的机械成型和焊接变得更容易,成本也更低。相对昂贵和耗时的性质,铁匠导致其大规模商业实践在70年代中期结束。这意味着,今天大多数真正的铁器要么是古董,要么是由当地工匠锻造的特殊物品。

什么是铸铁?

煤铁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亚博账号审核不过

铸铁可以指一系列铁合金,但它最常与灰铸铁联系在一起。尽管它的名字叫铁,但它不是纯元素铁(元素周期表上的铁)——它实际上是一种合金,含有2%到4%的碳,外加少量的硅和锰。其他杂质,如硫和磷,也很常见。

铸铁是通过熔炼铁矿石或熔化生铁(提取铁矿石的中间产品),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,冷却并凝固。

铸铁在本质上是很脆的,这意味着它相对来说比较硬和不可塑

最终的结果是强大而脆弱的。由于较高的碳含量,铸铁凝固为异质合金,这意味着它在其组织中包含多种成分,或不同相的材料。

这种混合的微观结构赋予了铸铁独特的物理性能。内部碳颗粒形成有利于断裂的内部应力点。生铁比熟铁更硬,更脆,可塑性更差。它不能被弯曲、拉伸或锤击成形,因为它的抗拉强度很弱,这意味着它在弯曲或扭曲之前就会断裂。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
铸铁几乎有无限的工业应用

铸造比制造熟铁劳动密集程度低得多,而且在整个18世纪和19世纪都是一种突出的生产形式。钢铁和自动化加工技术的出现降低了铸造在一些行业中的作用,但在许多其他行业,铸造仍然是一种成本效益高、应用广泛的工艺。虽然钢在建筑领域几乎完全取代了铸铁,但铸铁在形状复杂的产品中仍然很受欢迎,这些产品的铸造比机器更容易成形。亚博账号审核不过与钢相比,铸铁对模具材料的反应较小,而且熔点较低,因此流动性更强。

一个古老的铸铁工作台显示出铁可以被浇铸成非常复杂、华丽的形状
铸铁具有良好的流动性,是生产华丽的长凳和其他户外家具的理想材料

球墨铸铁:强度大,用途广泛

球墨铸铁,也被称为球墨铸铁,是一种现代和独特的铸铁形式,由研究人员在20世纪40年代开发。他们发现,通过添加精选合金——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。球墨铸铁的显微组织防止了裂纹的形成,使其具有铸铁的优点,但没有脆性。

球墨铸铁可以制造出高的延展性和抗拉强度

球墨铸铁可以制造多种牌号,以达到高的延展性和抗拉强度。经过额外热处理的奥氏体回火球墨铸铁,具有更好的机械性能和耐磨性。

球墨铸铁冷却后收缩相对较小,因此非常适合精密铸造。球墨铸铁通常采用“铸态”,这意味着它不需要热处理。这有助于降低制造成本,特别是长期而言。

将铁水倒入砂型铸模中
球墨铸铁和铸铁都是将铁水倒入模具中生产的

腐蚀因素

当裸露的表面暴露在潮湿的氧气中时,铸铁和熟铁都容易受到腐蚀。这对于持续暴露在降水和湿度下的户外环境来说是一个挑战。与其他形成氧化保护层的金属不同,铁在足够的时间内会生锈并完全剥落。

为防止生锈,铁制品应涂上涂层,防止外露。亚博账号审核不过油漆通常用于涂敷和保护裸露的金属。粉末涂料是另一种方法,适合在高交通区域更容易磨损的户外家具。粉末涂料是非常耐用的,不会褪色,切屑或裂纹超过一段时间。

历史保护

从林肯,马萨诸塞到林肯,内布拉斯加到林肯,安大略,北美历史悠久。每个城镇都有自己的故事可讲,这些城镇中的建筑在创造历史中发挥了和居民一样重要的作用。

当用建筑铁器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、灯标和公园长椅,在营造忠于历史时代的氛围中发挥了重要作用。现代铸造厂可以通过从历史图纸或原始结构中获取设计线索来复制早期金属制品。

有关铸铁的更多信息,或要求一个定制项目的报价,请亚博电竞英雄联盟怎么买

来源

Baidu