铸铁与锻铁:主要差异解释
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一些工程师和设计师可能认为“铸铁”指的是早期的铁制品,或者所有早期的铁制品都是“锻造的”,或者两者都可能是真的。他们错了。
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本文更新于 2023 年 1 月 9 日。最初发布于 2016 年 4 月 1 日。
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锻铁和铸铁之间的区别很简单:铸铁已熔化,倒入模具中并冷却。锻铁已被加热并用工具加工。 (仅供参考,“wrought”一词起源于“worked”一词。)
以下是两种常见铁形式的一些更多区别细节。
铸铁是含 2% 至 4% 碳以及少量硅和锰以及硫和磷等杂质的铁合金的总称。这些合金中最常见的是灰铸铁。
铸铁是通过熔炼铁矿石或熔化生铁(铁矿石提取的产品),然后将其与废金属和其他合金混合而形成的。将熔融混合物倒入模具中进行冷却和凝固,形成包含多种不同相材料的异质合金。每种铸铁合金中的特定材料和相都会影响其物理性能。
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一家生产铸铁零件的工厂里,一名工人站在熔坑附近。
铸铁更硬、更脆,并且不像锻铁或钢那样具有延展性。它不能被弯曲、拉伸或锤打成型。它的拉伸强度很小,因此在弯曲或扭曲之前就会断裂。从积极的一面来看,它具有很高的抗压强度,这使得它对于 20 世纪初钢铁出现之前的建筑至关重要。
与钢相比,铸铁的熔点较低。它的流动性也更强,与模具材料的反应更少,因此非常适合铸造。与锻造锻铁版本的零件相比,铸造零件所需的劳动力要少得多。这使得铸铁成为整个 18 世纪和 19 世纪的重要材料。它在建筑领域已很大程度上被钢材取代,但仍在许多工业应用中使用。
熟铁主要由铁和 1% 至 2% 的添加矿渣组成,矿渣是铁矿石冶炼的副产品,是硅、硫、磷和铝氧化物的混合物。在制造过程中,将铁从火上移开,并趁热用锤子进行加工,使其达到最终形状。
熟铁比铸铁更软,更具延展性。它还具有很强的延展性,可以加热、再加热并加工成各种形状。事实上,它工作得越多,它就会变得越强。
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如果经过油漆和维护,这种铁艺围栏不会生锈。
熟铁的抗拉强度比铸铁高得多,因此更适合建筑中的水平梁。一般来说,它具有很强的抗疲劳性和变形能力,除非过载远远超出容量或因暴露在高温下而变形。
与铸铁一样,它在整个 19 世纪被广泛用于建造建筑物,但在 20 世纪被钢所取代。如今,锻铁主要用于装饰目的。
如果铸铁和锻铁零件具有裸露的金属表面并且在潮湿的情况下暴露于氧气,则会发生腐蚀。与形成保护性氧化涂层的铜或铝等金属不同,如果有足够的时间,铁会生锈并完全剥落。这使得铸铁和锻铁零件和组件在降水和潮湿的户外环境中出现问题。
为了防止生锈,铁制品应涂上涂层,以防止裸露的金属暴露。油漆通常用于保护裸露金属。粉末涂料是另一种方法,非常适合在人流量大的区域容易磨损的户外家具。粉末涂料经久耐用,长时间使用不会褪色、碎裂或开裂。
Brad Done 在撰写本文时是加拿大不列颠哥伦比亚省 Reliance Foundry Co. Ltd. 的副总裁。
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