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Derretir mineral de hierro en un horno lo hace más resistente y maleable. Los metalúrgicos vierten el metal fundido en moldes y lo dejan enfriar y solidificar, produciendo hierro fundido. La temperatura del horno y los materiales añadidos, o "aglutinantes", al hierro fundido determinan las características exactas del producto terminado. Tanto el hierro dúctil como el maleable se forman fundiendo el mineral, pero existen varias diferencias entre estos dos tipos de metales.
Sentido
Puede martillar un material maleable en una forma diferente sin que se agriete o rompa. Un material dúctil se puede estirar en un filamento largo y delgado, como un alambre. Cuando se trata de hierro, estos términos son algo engañosos. Ambos tipos de hierro responden bien al martilleo, además se pueden estirar en filamentos; pero en el caso del hierro dúctil esto ocurre en mayor medida.
Desarrollo
Las primeras formas de hierro fundido, conocidas como "gris" y "blanco", demostraron ser muy frágiles y propensas a agrietarse bajo compresión. El hierro maleable, una mejora significativa, era más fácil de moldear y menos quebradizo. Hasta 1943, la forma dominante de hierro fundido permaneció, cuando Keith Dwight Millis del laboratorio de investigación de International Nickel Co. en los Estados Unidos desarrolló hierro dúctil, un metal aún más fuerte y flexible.
Producción
Para producir hierro maleable, los trabajadores de la fundición derriten el mineral de hierro y lo enfrían rápidamente vertiéndolo en moldes. Los recalientan a unos 926,5 grados Celsius durante hasta 100 horas, antes de dejarlos enfriar lentamente. Durante este proceso de templado o "recocido", los trabajadores agregan mineral de hematita. La fabricación de fundición dúctil es más sencilla. A medida que los trabajadores de la fundición derriten el mineral de hierro, agregan cerio, sodio o magnesio. La aleación resultante se funde en moldes que luego se dejan enfriar.
Composición
El proceso de anillado del hierro maleable provoca la formación de pequeñas partículas de carbono de forma irregular. Le dan al metal más resistencia y flexibilidad que el hierro fundido de períodos anteriores. En el hierro dúctil, los materiales añadidos durante la fusión ayudan a formar esferas de carbono más regulares. Esta composición de esferoides le da al metal menos defectos internos, haciéndolo más fuerte y permitiendo que se curve, tuerza y estire con más éxito que maleable.
Moldura
Cuando el hierro maleable se funde y moldea, se retrae considerablemente a medida que se enfría. Los metalúrgicos de fundición deben cubrir el molde con el mineral fundido, conocido como "alimentador", para lograr la forma deseada. El hierro dúctil se retrae mucho menos que el hierro maleable mientras se solidifica en el molde. Esta ausencia de contracción hace que el hierro dúctil tenga menos probabilidades de formar defectos internos y puntos débiles causados por el proceso de fundición que el hierro maleable.
propiedades
Los metalúrgicos pueden extraer una muestra de prueba de hierro dúctil de 5 cm, entre un 18 y un 30% más larga que la longitud original. Por otro lado, el hierro maleable es solo un 10% más largo. El hierro dúctil tiene un "límite elástico" más alto que el hierro maleable, lo que significa que puede soportar cargas más altas y temperaturas más altas. Sin embargo, según la fundición estadounidense Kirkpatrick, el hierro maleable es la mejor opción cuando se trata de moldear piezas u hojas delgadas.
Costo
El hierro dúctil utiliza menos alimentador de metal. También requiere menos calentamiento que el hierro maleable y, por lo tanto, consume menos energía. Estas consideraciones muestran que es mucho más barato para los fabricantes producir hierro dúctil en lugar de maleable.
Usos
Ambos tipos de hierro son fuertes, duraderos y buenos para mecanizar en nuevas formas. El hierro dúctil se utiliza para fabricar tuberías y piezas de automóviles, como cigüeñales, ejes de camiones y cubos de ruedas. El hierro maleable es muy adecuado para situaciones en las que es necesario aplanarlo y martillarlo. Los metalúrgicos generalmente lo usan para artículos de "hierro forjado", como soportes y puertas.