Gietijzer vs. Gesmeed IJzer: Belangrijkste verschillen uitgelegd

Sommige ingenieurs en ontwerpers denken misschien dat "gietijzer" verwijst naar vroege ijzerwerken, of dat alle vroege ijzerwerken "gesmeed" was, of dat beide waar kunnen zijn. Ze hebben onrecht.

Dit artikel is bijgewerkt op 9 januari 2023. Oorspronkelijk gepubliceerd op 1 april 2016.

Het verschil tussen gesmeed en gietijzer is eenvoudig: Gietijzer is gesmolten, in een vorm gegoten en laten afkoelen. Gesmeed ijzer is verwarmd en met gereedschappen bewerkt. (Ter info, de term "gesmeed" ontleent zijn oorsprong aan het woord "bewerkt".)

Hier zijn meer onderscheidende details van de twee veelvoorkomende vormen van ijzer.

Gietijzer is een collectieve term voor ijzerlegeringen die 2 tot 4% koolstof bevatten, samen met kleinere hoeveelheden silicium en mangaan en onzuiverheden zoals zwavel en fosfor. De meest voorkomende van deze legeringen is grijz ijzer.

Gietijzer wordt gevormd door ijzererts te smelten of gietijzer (een product van ijzerertswinning) te smelten, daarna te mengen met schrootmetalen en andere legeringen. Het vloeibare mengsel wordt in gietvormen gegoten om af te koelen en uit te harden, wat het doet als een heterogene legering die meerdere materialen in verschillende fasen bevat. De specifieke materialen en fasen in elke gietijzerlegering beïnvloeden de fysieke eigenschappen.

Een werker in een fabriek die gietijzeronderdelen maakt, staat dicht bij de smeltkuil.

Gietijzer is harder, meer bros, en niet zo smeedbaar als gesmeed ijzer of staal. Het kan niet gebogen, gerekt, of in vorm gehammert worden. Het heeft weinig trekkracht, dus het breekt voordat het buigt of vervormt. Aan de positieve kant heeft het een hoge druksterkte, wat het cruciaal maakte voor het bouwen van gebouwen in de vroege 20e eeuw voordat staal beschikbaar was.

In vergelijking met staal heeft gietijzer een lager smeltpunt. Het is ook meer vloeibaar en reageert minder met vormmaterialen, wat het goed geschikt maakt voor gieten. Het kost aanzienlijk minder arbeid om een onderdeel te gieten dan een gesmeed ijzer equivalent te smeden. Dit maakte gietijzer een prominente materie door de 18e en 19e eeuw. Het is grotendeels vervangen door staal in de bouw, maar wordt nog steeds in veel industriële toepassingen gebruikt.

Gesmeed ijzer bestaat voornamelijk uit ijzer met 1 tot 2% toegevoegde slak, het bijproduct van ijzerertsverhitting, en is een mengsel van silicium, zwavel, fosfor, en aluminiumoxiden. Tijdens de fabricage wordt het ijzer van de hitte gehaald en met een hamer bewerkt terwijl het nog heet is om het in zijn eindvorm te krijgen.

Gesmeed ijzer is zachter en duktiler dan gietijzer. Het is ook hoog smeedbaar en kan verwarmd, herverhit en in diverse vorm bewerkt worden. In feite wordt het sterker hoe meer het bewerkt wordt.

Deze gesmeed ijzer hek zal niet roesten als het geschilderd en onderhouden wordt.

Gesmeed ijzer heeft veel meer trekkracht dan gietijzer, wat het geschikter maakt voor horizontale balken in de bouw. In het algemeen weerstaat het sterk vermoeiding en vervormt zonder te breken tenzij overbelast ver ver buiten capaciteit of vervormd door blootstelling aan intense hitte.

Net als gietijzer, werd het breed gebruikt door de 19e eeuw in gebouwen, maar vervangen door staal in de 20e eeuw. Vandaag wordt gesmeed ijzer voornamelijk voor decoratieve doeleinden gebruikt.

Corrosie beïnvloedt gegoten en gesmeed ijzeronderdelen als ze bloot metaaloppervlakken hebben en blootgesteld zijn aan zuurstof in de aanwezigheid van vocht. In tegenstelling tot metalen als koper of aluminium die beschermende oxide-lagen vormen, zal ijzer roesten en volledig afvlakken gegeven voldoende tijd. Dit maakt gegoten en gesmeed ijzeronderdelen en -assemblages problematisch voor buitenaf omgevingen met neerslag en vochtigheid.

Om roest te voorkomen, moeten ijzerproducten gecoat worden om blootstelling van het blote metaal te voorkomen. Verf wordt veel gebruikt om blote metalen te beschermen. Poedercoatingen zijn een andere methode en goed geschikt voor buitenaf meubels vatbaar voor slijtage in drukbezochte gebieden. Poedercoatingen zijn duurzaam en vervagen, splijten, of kraken niet over lange periodes.

Brad Done was vice-president van Reliance Foundry Co. Ltd. in British Columbia, Canada toen hij dit artikel schreef.