Коване проти чавуну
Люди часто припускають, що чавун та коване залізо є взаємозамінними термінами для ранньої роботи з залізом, але існує світ різниці.
Коване залізо - це залізо, яке нагрівали, а потім працювали з інструментами.
Чавун - це залізо, яке розплавили, вилили у форму і дали твердіти.
Принципова відмінність чавуну від кованого чавуну полягає в способі їх виробництва.
Різні способи виробництва створюють метали з різними міцностями і слабкими сторонами, тому ви рідко бачите чавунну огорожу або сковороду з кованого заліза.
ЩО МОЖЕ ЖЕЛЕЗНО?
Коване залізо складається в основному з елементарного заліза з невеликою кількістю (1-2%) доданого шлаку (побічний продукт виплавки залізної руди, як правило, складається з суміші оксидів кремнію, сірки, фосфору та алюмінію). Коване залізо виготовляється шляхом багаторазового нагрівання матеріалу та обробці його інструментами для його деформації.
Коване залізо дуже ковке, що дозволяє його нагрівати, повторно нагрівати та працювати в різних формах - коване залізо міцніє, чим більше його обробляють, і характеризується його волокнистим виглядом. Коване залізо містить менше вуглецю, ніж чавун, що робить його більш м'яким і пластичним. Він також відрізняється високою стійкістю до втоми; якщо застосовувати велику кількість тиску, він зазнає великої кількості деформації, перш ніж вийде з ладу.
Термін «коване залізо» часто вживається сьогодні; його зазвичай використовують для опису конструкцій, схожих на історичні шматки кованого заліза - незалежно від використовуваного металу. М’яка сталь, яка була машинно зігнута у формі в холодному стані, або лита сталь та шматки заліза, які були пофарбовані в чорний колір, обидва регулярно маркуються як робота з кованого заліза. Щоб по-справжньому позначати коване залізо, металевий шматок повинен бути скований ковалем, який нагріває його і забиває форму.
Коване залізо застосовувалося ще в 2000 році до н.е. на Анатолійському півострові (нині Туреччина), і воно широко використовувалося в будівництві протягом усього 19 століття. Однак у 20-му столітті в галузі металургії було легше і дешевше виготовляти і зварювати металеві деталі. Порівняно дорогий і трудомісткий характер ковальства призвів до припинення його масштабної комерційної практики в середині 1970-х. Це означає, що більшість справжніх виробів з кованого заліза сьогодні - це або антикваріат, або спеціальні шматки, які були розбиті місцевими ремісниками.
ЩО ЛІТАЄ ЖЕЛЕЗ?
Чавун може відноситися до ряду сплавів заліза, але він найчастіше асоціюється із сірим залізом. Незважаючи на назву заліза, це не чисте стихійне залізо (Fe в періодичній таблиці) - це насправді сплав, що містить 2–4 відсотки вуглецю, плюс невелика кількість кремнію та марганцю. Також поширені інші домішки, такі як сірка та фосфор.
Чавун утворюється виплавкою залізної руди або плавленням чавуну (проміжним продуктом видобутку залізної руди) та змішуванням його з металобрухтом та іншими сплавами. Потім рідку суміш виливають у форми і дають їй охолонути і затвердіти.
Кінцевий результат сильний, але крихкий. Завдяки більшому вмісту вуглецю чавун твердне як гетерогенний сплав, тобто він містить у своєму складі мікроструктуру декілька компонентів або матеріалів на різних фазах.
Ця змішана мікроструктура - це те, що надає чавуну його відмінні фізичні властивості. Внутрішні частинки вуглецю створюють внутрішні точки напруження, що сприяють руйнуванню. Чавун твердіший, крихкіший і менш ковкий, ніж коване залізо. Він не може бути зігнутим, розтягнутим або забитим форму, оскільки його слабка міцність на розрив означає, що він буде руйнуватися до вигину або спотворення. Однак він відрізняється хорошою міцністю на стиснення.
Лиття значно менш трудомістке, ніж виготовлення кованого заліза, і було визначною формою виробництва протягом 18-19 століть. Поява сталей та автоматизованих технологій механічної обробки зменшило роль лиття в деяких галузях промисловості, але це залишається рентабельним та широко застосовуваним процесом у багатьох інших. Хоча сталь майже повністю витіснила чавун у будівництві, чавун залишається популярним для виробів зі складною формою, які легше лити, ніж машинно формувати. Чавун менш реакційноздатний з прес-формами, ніж сталь, і має нижчу температуру плавлення, що робить його більш рідким.
