Vraag het een metaalbewerker:smeedijzer versus gietijzer

Wat zijn de verschillen? Ontdek en leer hoe ze worden gebruikt

Men gaat er vaak van uit dat gietijzer en smeedijzer verwisselbare termen zijn voor vroeg ijzerwerk, maar er is een wereld van verschil.

Smeedijzer is ijzer dat is verwarmd en vervolgens is bewerkt met gereedschap.

Gietijzer is ijzer dat is gesmolten, in een mal gegoten en gestold.

Het fundamentele onderscheid tussen gietijzer en smeedijzer zit in de manier waarop ze worden geproduceerd. De verschillen zijn te vinden in de namen:gewrocht is een voltooid deelwoord van werk ("bewerkt ijzer"), en gegoten beschrijft alles dat door het gietproces wordt gevormd.

Door de verschillende productiemethoden ontstaan ​​metalen met verschillende sterktes en zwaktes, daarom zie je zelden een gietijzeren hek of een smeedijzeren braadpan.

Wat is smeedijzer?

Smeedijzer bestaat voornamelijk uit elementair ijzer met kleine hoeveelheden (1-2 procent) toegevoegde slakken (het bijproduct van het smelten van ijzererts, dat meestal bestaat uit een mengsel van silicium, zwavel, fosfor en aluminiumoxiden). Smeedijzer wordt gemaakt door het materiaal herhaaldelijk te verhitten en met gereedschap te bewerken om het te vervormen.

Smeedijzer is zeer kneedbaar, waardoor het kan worden verwarmd en opnieuw verwarmd en in verschillende vormen kan worden verwerkt - smeedijzer wordt sterker naarmate het meer wordt bewerkt en wordt gekenmerkt door zijn vezelachtige uiterlijk. Smeedijzer bevat minder koolstof dan gietijzer, waardoor het zachter en taaier is. Het is ook zeer goed bestand tegen vermoeidheid; als er grote hoeveelheden druk worden uitgeoefend, zal het een grote hoeveelheid vervorming ondergaan voordat het bezwijkt.

De term "smeedijzer" wordt tegenwoordig vaak misbruikt; het wordt vaak gebruikt om ontwerpen te beschrijven die lijken op historische smeedijzeren stukken, ongeacht het gebruikte metaal. Zacht staal dat in koude toestand machinaal in vorm is gebogen of gegoten staal en ijzeren stukken die zwart zijn geverfd, worden beide regelmatig verkeerd geëtiketteerd als smeedijzeren werk. Om echt als smeedijzer te worden aangemerkt, moet een metalen stuk echter worden gesmeed door een smid die het verwarmt en in vorm slaat.

Smeedijzer werd al in 2000 voor Christus gebruikt op het Anatolische schiereiland (nu Turkije), en het werd in de 19e eeuw veel gebruikt in de bouw. De vooruitgang in de metallurgie in de 20e eeuw heeft het echter gemakkelijker en goedkoper gemaakt om metalen onderdelen machinaal te vormen en te lassen. De relatief dure en tijdrovende aard van smeden leidde tot het einde van de grootschalige commerciële praktijk in het midden van de jaren zeventig. Dit betekent dat de meeste echte smeedijzeren stukken tegenwoordig antiek zijn of speciale stukken die zijn gesmeed door lokale ambachtslieden.

Wat is gietijzer?

Gietijzer kan verwijzen naar een reeks ijzerlegeringen, maar wordt meestal geassocieerd met grijs ijzer. Ondanks dat het de naam ijzer heeft, is het geen puur elementair ijzer (Fe op het periodiek systeem) - het is eigenlijk een legering die 2-4 procent koolstof bevat, plus kleine hoeveelheden silicium en mangaan. Andere onzuiverheden, zoals zwavel en fosfor, komen ook vaak voor.

Gietijzer wordt gevormd door ijzererts te smelten, of ruwijzer (een tussenproduct van de winning van ijzererts) te smelten en te mengen met schroot en andere legeringen. Het vloeibare mengsel wordt vervolgens in vormen gegoten en mag afkoelen en stollen.

Het eindresultaat is sterk maar broos. Door het hogere koolstofgehalte stolt gietijzer als een heterogene legering, wat betekent dat het meerdere bestanddelen of materialen in verschillende fasen bevat binnen zijn microstructuur.

Deze gemengde microstructuur geeft gietijzer zijn onderscheidende fysieke eigenschappen. De interne koolstofdeeltjes creëren interne spanningspunten die bevorderlijk zijn voor breuk. Gietijzer is harder, brosser en minder kneedbaar dan smeedijzer. Het kan niet worden gebogen, uitgerekt of in vorm worden gehamerd, omdat het door zijn zwakke treksterkte zal breken voordat het buigt of vervormt. Het heeft echter wel een goede compressiesterkte.

Gieten is aanzienlijk minder arbeidsintensief dan het vervaardigen van smeedijzer en was een prominente vorm van productie gedurende de 18e en 19e eeuw. De komst van staal en geautomatiseerde bewerkingstechnologieën hebben de rol van gieten in sommige industrieën verminderd, maar het blijft een kosteneffectief en veelgebruikt proces in vele andere. Terwijl staal bijna volledig gietijzer heeft verdrongen in de constructie, blijft gietijzer populair voor producten met complexe vormen die gemakkelijker te gieten zijn dan machinaal te vormen. Gietijzer is minder reactief met malmaterialen dan staal en heeft een lager smeltpunt, waardoor het vloeibaarder wordt.

Nodulair gietijzer:kracht en veelzijdigheid

Nodulair gietijzer, ook wel nodulair gietijzer genoemd, is een moderne en unieke vorm van gietijzer die in de jaren veertig door onderzoekers is ontwikkeld. Ze ontdekten dat ze door het toevoegen van geselecteerde legeringen - aanvankelijk een magnesium-koperlegering en uiteindelijk cerium - koolstofatomen konden manipuleren om een ​​andere microstructuur te vormen dan in gietijzer. De nodulair gietijzeren microstructuur voorkomt het ontstaan ​​van scheuren, wat resulteert in een metaal dat de voordelen heeft van gietijzer zonder de broosheid.

Nodulair gietijzer kan in meerdere kwaliteiten worden vervaardigd om een ​​hoge ductiliteit en treksterkte te bereiken. Austempered nodulair gietijzer, geproduceerd met extra warmtebehandeling, heeft nog betere mechanische eigenschappen en slijtvastheid.

Nodulair gietijzer vertoont ook relatief weinig krimp als het afkoelt, waardoor het perfect is voor precisiegieten. Nodulair gietijzer wordt vaak gebruikt als gegoten, wat betekent dat er geen warmtebehandelingen voor nodig zijn. Dit kan de productiekosten helpen verlagen, vooral op de lange termijn.

Overwegingen voor corrosie

Gietijzer en smeedijzer zijn beide gevoelig voor corrosie wanneer kale oppervlakken worden blootgesteld aan zuurstof in aanwezigheid van vocht. Dit kan een uitdaging zijn voor buitenomgevingen met bijna constante blootstelling aan neerslag en vochtigheid. In tegenstelling tot andere metalen die een beschermende oxidatieve coating vormen, zal ijzer, mits voldoende tijd, volledig roesten en afbladderen.

Om roest te voorkomen, moeten ijzeren producten worden gecoat om blootstelling te voorkomen. Verf wordt vaak gebruikt om blank metaal te coaten en te beschermen. Poedercoaten is een andere methode, ideaal voor buitenmeubels die gevoeliger zijn voor slijtage in gebieden met veel verkeer. Poedercoatings zijn zeer duurzaam en vervagen, schilferen of barsten niet gedurende langere tijd.

Historische bewaring

Van Lincoln, Massachusetts tot Lincoln, Nebraska tot Lincoln, Ontario, Noord-Amerika is rijk aan geschiedenis. Elke stad heeft een verhaal te vertellen en de gebouwen in deze steden hebben net zo'n grote rol gespeeld bij het creëren van het verleden als de mensen zelf.

Bij het restaureren van historische gebouwen met architectonisch ijzer- en metaalwerk zijn kwaliteit en authenticiteit cruciaal. Grote buitenelementen zoals bolders, poorten, hekken, lampstandaarden en parkbanken spelen een belangrijke rol bij het creëren van een sfeer die trouw is aan historische tijden. Moderne gieterijen kunnen vroeg metaalwerk reproduceren door hun ontwerpelementen te halen uit historische tekeningen of de originele structuren zelf.

Neem contact met ons op voor meer informatie over gietijzer of om een ​​offerte aan te vragen voor een project op maat.

Bronnen

• Encyclopedia Britannica. "Gietijzer".
• Encyclopedie Britannica. "Smeedijzer".
• Ingenieurshandboek. "Gietijzer".
• Nodulair gietijzer Society. "Nodulair gietijzergegevens voor ontwerpingenieurs".