询问冶金专家：锻铁与铸铁

有什么区别？找出并了解它们是如何使用的

人们通常认为铸铁和熟铁是早期铁制品的可互换术语，但有天壤之别。

锻铁 是经过加热然后用工具加工的铁。

铸铁 是已经熔化的铁，倒入模具中，然后凝固。

铸铁和锻铁之间的根本区别在于它们的生产方式。从名称中可以看出区别：wrought 是 work 的过去分词（“worked iron”），cast 表示通过铸造过程形成的任何东西。

不同的生产方法创造出具有不同优点和缺点的金属，这就是为什么你很少看到铸铁栅栏或锻铁煎锅。

什么是锻铁？

锻铁主要由元素铁和少量（1-2%）添加的炉渣（铁矿石冶炼的副产品，通常由硅、硫、磷和氧化铝的混合物组成）组成。锻铁是通过反复加热材料并使用工具使其变形而制成的。

锻铁具有很高的延展性，可以对其进行加热和再加热，并加工成各种形状——锻铁越加工越坚固，其特点是其纤维状外观。锻铁比铸铁含有更少的碳，使其更柔软且更具延展性。它还具有很强的抗疲劳性；如果施加很大的压力，它会在失效前发生很大的变形。

“锻铁”这个词今天经常被误用。它通常用于描述类似于历史锻铁件的设计——无论使用何种金属。在冷态下机器弯曲成型的低碳钢或涂成黑色的铸钢和铁件经常被错误地标记为锻铁制品。然而，要真正指定为锻铁，金属件必须由铁匠锻造，然后将其加热并锤击成形。

锻铁早在公元前 2000 年就在安纳托利亚半岛（现在的土耳其）使用，并在整个 19 世纪广泛用于建筑。然而，20 世纪冶金技术的进步使得机械成型和焊接金属零件变得更容易、更便宜。锻造相对昂贵和耗时的性质导致其大规模商业实践在 1970 年代中期结束。这意味着今天大多数真正的铁艺作品要么是古董，要么是当地工匠锻造的特色作品。

什么是铸铁？

铸铁可以指一系列铁合金，但它最常与灰口铁联系在一起。尽管有铁这个名字，但它并不是纯元素铁（元素周期表上的铁）——它实际上是一种合金，含有 2-4% 的碳，以及少量的硅和锰。硫和磷等其他杂质也很常见。

铸铁是通过冶炼铁矿石或熔化生铁（铁矿石提取的中间产品），并与废金属和其他合金混合而成的。然后将液体混合物倒入模具中冷却固化。

最终的结果是强而脆的。由于碳含量较高，铸铁凝固为异质合金，这意味着其微观结构中包含多种成分或不同相的材料。

这种混合的微观结构赋予了铸铁独特的物理特性。内部碳颗粒产生有利于断裂的内部应力点。铸铁比锻铁更硬、更脆、延展性更差。它不能弯曲、拉伸或锤打成形，因为它的抗拉强度很弱，这意味着它在弯曲或变形之前就会断裂。但是，它确实具有良好的抗压强度。

与制造锻铁相比，铸造的劳动密集程度要低得多，并且在整个 18 世纪和 19 世纪都是一种突出的生产形式。钢铁和自动化加工技术的出现降低了铸造在某些行业中的作用，但在许多其他行业中，它仍然是一种具有成本效益且广泛使用的工艺。虽然钢在建筑中几乎完全取代了铸铁，但铸铁在形状复杂的产品中仍然很受欢迎，这些产品比机器成型更容易铸造。与钢相比，铸铁与模具材料的反应性更小，熔点更低，流动性更强。

球墨铸铁：强度和多功能性

球墨铸铁，也称为球墨铸铁，是研究人员在 1940 年代开发的一种现代且独特的铸铁形式。他们发现，通过添加精选合金——最初是镁铜合金，最后是铈——他们可以操纵碳原子形成与铸铁不同的微观结构。球墨铸铁的显微组织可以防止裂纹的形成，从而使金属具有铸铁的优点而没有脆性。

球墨铸铁可以制造成多个等级，以实现高延展性和抗拉强度。等温淬火球墨铸铁经过额外热处理，具有更好的机械性能和耐磨性。

球墨铸铁在冷却时也表现出相对较小的收缩，使其非常适合精密铸造。球墨铸铁通常使用“铸态”，这意味着它不需要热处理。这有助于降低制造成本，尤其是从长远来看。

腐蚀注意事项

当裸露的表面在潮湿的情况下暴露在氧气中时，铸铁和锻铁都容易受到腐蚀。对于几乎持续暴露于降水和湿度的室外环境来说，这可能具有挑战性。与其他形成保护性氧化涂层的金属不同，铁会在足够的时间后生锈并完全剥落。

为防止生锈，铁制品应涂上涂层以防止暴露。油漆通常用于涂覆和保护裸金属。粉末涂层是另一种方法，非常适合在人流量大的区域更容易磨损的户外家具。粉末涂料非常耐用，长时间使用不会褪色、碎裂或破裂。

历史保存

从马萨诸塞州的林肯市到内布拉斯加州的林肯市，再到安大略省的林肯市，北美历史悠久。每个城镇都有一个故事要讲，这些城镇中的建筑在塑造过去方面发挥的作用不亚于人们本身。

在用建筑铁和金属制品修复历史建筑时，质量和真实性至关重要。大型户外元素，如护柱、大门、栅栏、灯标准和公园长椅，在营造忠实于历史时代的氛围方面发挥着重要作用。现代铸造厂可以通过从历史图纸或原始结构本身中获取设计线索来复制早期的金属制品。

有关铸铁的更多信息，或要求定制项目的报价，请联系我们。

来源

• 大英百科全书。 “铸铁”。
• 大英百科全书。 “熟铁”。
• 工程师手册。 “铸铁”。
• 球墨铸铁协会。 “设计工程师的球墨铸铁数据”。