Smidesjärn vs gjutjärn
Folk antar ofta att gjutjärn och smidesjärn är utbytbara villkor för tidigt järnarbete, men det finns en värld av skillnad.
Smidesjärn är järn som har värmts upp och sedan bearbetats med verktyg.
Gjutjärn är järn som har smält, hällts i en form och tillåtts stelna.
Den grundläggande skillnaden mellan gjutjärn och smidesjärn är hur de produceras.
De olika produktionsmetoderna skapar metaller med olika styrkor och svagheter, varför du sällan ser ett gjutjärnstak eller en smidesjärn stekpanna.
VAD ÄR SKRIVA Järn?
Smidesjärn består huvudsakligen av elementärt järn med små mängder (1-2 procent) tillsatt slagg (biprodukten från smältning av järnmalm, i allmänhet bestående av en blandning av kisel, svavel, fosfor och aluminiumoxider). Smidesjärn tillverkas genom att upprepade gånger värma upp materialet och arbeta med verktyg för att deformera det.
Smidesjärn är mycket formbart, vilket gör att det kan värmas upp och värmas om och bearbetas i olika former - smidesjärn blir starkare desto mer det bearbetas och kännetecknas av dess fibrösa utseende. Smidesjärn innehåller mindre kol än gjutjärn, vilket gör det mjukare och mer smidigt. Det är också mycket motståndskraftigt mot trötthet; om stora mängder tryck appliceras kommer den att genomgå en stor mängd deformation innan den misslyckas.
Uttrycket ”smidesjärn” missbrukas ofta idag; det används ofta för att beskriva mönster som liknar historiska smidesjärnstycken - oavsett vilken metall som används. Mjukt stål som har maskinböjts i form i kallt tillstånd eller gjutet stål och järnstycken som har målats svart är båda regelbundet felmärkta som smidesjärn. För att verkligen kunna betecknas som smidesjärn, måste emellertid en metallbit smiddas av en smed som värmer den och hammar den i form.
Smidesjärn användes så tidigt som 2000 f.Kr. på den Anatoliska halvön (nu Turkiet), och det användes allmänt i konstruktion under 1800-talet. Framstegen inom metallurgi under 1900-talet har emellertid gjort det lättare och billigare att bearbeta maskindelar och svetsa metalldelar. Den relativt relativt dyra och tidskrävande karaktären av smeden ledde till slutet av dess storskaliga kommersiella praxis i mitten av 1970-talet. Detta innebär att de flesta verkliga smidesjärnstycken idag är antingen antikviteter eller en specialbit som har smidts av lokala hantverkare.
VAD ÄR KASTSTÄLL?
Gjutjärn kan hänvisa till en rad järnlegeringar, men det är oftast förknippat med grått järn. Trots att namnet järn är det inte rent elementärt järn (Fe på det periodiska bordet) - det är faktiskt en legering som innehåller 2–4 procent kol, plus små mängder kisel och mangan. Andra föroreningar, såsom svavel och fosfor, är också vanliga.
Gjutjärn bildas genom smältning av järnmalm eller smältning av järnmalm (en mellanprodukt av utvinning av järnmalm) och blandning av det med skrotmetaller och andra legeringar. Den flytande blandningen hälls sedan i formar och får svalna och stelna.
Slutresultatet är starkt men sprött. På grund av den högre kolhalten stelnar gjutjärn som en heterogen legering, vilket innebär att den innehåller flera beståndsdelar, eller material i olika faser, inom dess mikrostruktur.
Denna blandade mikrostruktur är det som ger gjutjärn dess karakteristiska fysiska egenskaper. De inre kolpartiklarna skapar inre spänningspunkter som bidrar till brott. Gjutjärn är hårdare, mer sprött och mindre formbart än smidesjärn. Den kan inte böjas, sträckas eller hamras i form, eftersom dess svaga draghållfasthet gör att den kommer att spricka innan den böjs eller snedvrider. Den har emellertid bra kompressionsstyrka.
Gjutning är betydligt mindre arbetsintensiv än tillverkning av smidesjärn och var en framstående produktionsform under 1700- och 1800-talet. Tillkomsten av stål och automatiserad bearbetningsteknik har minskat rollen som gjutning i vissa branscher, men det är fortfarande en kostnadseffektiv och allmänt använd process i många andra. Medan stål nästan helt har förskjutit gjutjärn i konstruktion, förblir gjutjärn populärt för produkter med komplexa former som är lättare att gjuta än maskin att forma. Gjutjärn är mindre reaktivt med formmaterial än stål och har en lägre smältpunkt, vilket gör det mer flytande.
