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El derretimiento del mineral de hierro en un horno lo hace más fuerte y maleable. Los metalúrgicos vierte el metal derretido en moldes y lo deja enfriar y solidificar, produciendo el hierro fundido. La temperatura del horno y los materiales añadidos, o "ligantes", al hierro fundido, determinan las características exactas del producto acabado. El hierro dúctil y el maleable son ambos formados por la fundición de mineral, pero hay varias diferencias entre estos dos tipos de metal.
significado
Se puede martillar un material maleable en un formato diferente sin provocar grietas o romperlo. Se puede alargar un material dúctil en un filamento fino y largo, como el alambre. Cuando se trata de hierro, estos términos son algo engañosos. Ambos tipos de hierro responden bien al martilleo, además pueden ser alargados en filamentos; pero en el caso de hierro dúctil esto ocurre en mayor proporción.
desarrollo
Las primeras formas de hierro fundido, conocidas como "ceniza" y "blanco", probaron ser muy quebradizas y propensas a grietas bajo compresión. El hierro maleable, una mejora significativa, era más fácil de moldear y menos quebradizas. Hasta 1943, se mantuvo la forma dominante de hierro fundido, cuando entonces Keith Dwight Millis del laboratorio de investigación de la internacional Nickel Co. americana desarrolló el hierro dúctil, un metal hasta más fuerte y flexible.
producción
Para producir el hierro maleable, los trabajadores de las fundiciones derriten el mineral de hierro y lo resfriaban rápidamente volviéndolo en moldes. Ellos los recalientan hasta alrededor de 926,5 grados Celsius por hasta 100 horas, antes de permitir que se enfren lentamente. Durante ese proceso de temple o "anulación", los trabajadores agregan mineral de hematita. La fabricación del hierro dúctil es más simple. A medida que los trabajadores de fundición derriten el mineral de hierro, añaden el cerio, el sodio o el magnesio. La aleación resultante se funde en moldes que luego se queda descansando para enfriar.
composición
El proceso de anulación del hierro maleable causa la formación de pequeñas partículas de carbono de forma irregular. Ellas dan al metal más fuerza y flexibilidad que los hierros fundidos de períodos anteriores. En el hierro dúctil, los materiales añadidos durante el derretimiento ayudan a formar más bolas regulares de carbono. Esta composición esferoide confiere al metal menos fallas internas, haciéndolo más fuerte y permitiendo que sea curvado, torcido y alargado con más éxito que el maleable.
fundición
Cuando el hierro maleable es fundido y moldeado, se retrae considerablemente a medida que se enfría. Los metalúrgicos de las fundiciones deben cubrir el molde con el mineral derretido, conocido como "alimentador", para conseguir el formato deseado. El hierro dúctil se retrae mucho menos que el hierro maleable, a medida que se solidifica en el molde. Esta ausencia de retracción hace que el hierro dúctil menos propenso a 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 5 cm de hierro dúctil, 18 a 30% mayor que la longitud original. En cambio, el hierro maleable se alarga sólo en un 10%. El hierro dúctil tiene un "límite elástico" mayor que el del hierro maleable, lo que significa que puede soportar cargas mayores y temperaturas más altas. Sin embargo, de acuerdo con la fundición estadounidense Kirkpatrick, el hierro maleable es la mejor opción cuando se desea moldear piezas o chapas finas.
costo
El hierro dúctil utiliza menos metal alimentador. También requiere menos calor que el hierro maleable y por lo tanto utiliza menos energía. Estas consideraciones demuestran que es mucho más barato para los fabricantes producir el hierro dúctil en lugar del maleable.
usos
Ambos tipos de hierro son fuertes, duraderos y buenos para el mecanizado en nuevos formatos. El hierro dúctil se utiliza para fabricar tubos y piezas automotrices, como cigüeñales, ejes de camiones y cubos de rueda. El hierro maleable es bastante adecuado para situaciones en las que necesita ser aplanado y formateado por martillos. Generalmente, los metalúrgicos lo utilizan para ítems "de hierro forjado", como soportes y portones.