Kute żelazo jest twardą, ale ciągliwą formą żelaza. Był kiedyś szeroko stosowany we wszystkim, od podkowy po kolej, ale chociaż został w dużej mierze zastąpiony przez Stal, pozostaje w użyciu głównie do ozdobnych wyrobów żelaznych.
nazwa kute żelazo odnosi się do sposobu, w jaki ten rodzaj żelaza jest obrabiany lub kute do kształtu, a nie wlewa się do formy jak żeliwo. Kute żelazo jest stosunkowo czystym stopem żelaza, o znacznie niższej zawartości węgla niż żeliwo., Ma jednak niewielką ilość żużla dodanego do niego podczas procesu produkcyjnego. Żużel jest odpadem pozostałym po wydobyciu czystego żelaza z jego rudy. Jest to mieszanina krzemu, siarki i tlenków metali, która daje kutego żelaza pewne unikalne właściwości.
właściwości kutego żelaza
- Tough: kute ma większą wytrzymałość na rozciąganie niż żeliwo i jest bardzo odporny na zmęczenie. Zwykle odkształca się bez awarii, chyba że jest bardzo mocno przeciążony lub narażony na wysokie temperatury. Jednak nie jest tak mocny jak stal.,
- ciągliwy: pomimo swojej wytrzymałości, kute żelazo może być obrabiane w różnych kształtach, gdy jest ogrzewany lub podgrzewany. To rzeczywiście rośnie silniejszy, im więcej jest pracował, i może być uformowany w szeroką gamę kształtów za pomocą technik, takich jak młotek i walcowanie.
- sferoidalne: Kute żelazo można wyciągnąć na długie druty lub włókna, co pozwala na kształtowanie w różnych formach i umożliwia rozciąganie, a nie pękanie pod ciśnieniem. Było to szczególnie ważne, gdy kute żelazo było używane w rurach, kotłach i pracach budowlanych.,
- łatwy do spawania: ze względu na niską zawartość węgla, kute żelazo może być łączone przez spawanie, co zwiększa zakres kształtów i sposobów, w których może być stosowany.
- odporny na korozję: chociaż kute żelazo będzie korodować, gdy pozostanie otwarte na powietrze i wilgoć, wolniej rdzewieje niż żeliwo. Można go również zabezpieczyć farbą lub innymi powłokami, aby wydłużyć jego żywotność.
co wyróżnia Kute żelazo?
główną różnicą między kutego żelaza i innych powszechnie stosowanych rodzajów żelaza, żeliwo, to sposób, że jest kształtowany w pożądanej formie., Kute żelazo jest obrabiane narzędziami, a żeliwo jest topione i wlewane do odlewu lub formy. Skład żelaza i sposób jego wytwarzania również jest inny, co skutkuje nieco innymi właściwościami. Żeliwo jest mniej ciągliwe i bardziej kruche niż kute. Nie można go młotkować ani wykuć w kształt, ale jego niższa temperatura wrzenia ułatwia korzystanie z form.
stal dzieli niektóre właściwości kutego żelaza, ponieważ oba są ciągliwe formy żelaza. Jednak nowoczesna Stal jest o wiele mocniejsza, więc zastąpiła kute żelazo w wielu zastosowaniach, takich jak budownictwo., Niektóre” ironwork ” przedmioty, które przypominają tradycyjne kute są dziś produkowane ze stali zamiast.
jedną z cech charakterystycznych, która sprawia, że kute żelazo wyróżnia się od żeliwa i stali, jest to, że ma unikalny wygląd słojów drewna, gdy jest łamany. Włóknisty wygląd pochodzi z włókien krzemianu żelaza zmieszanego z żelazem, które są również odpowiedzialne za nadanie kutego żelaza cennych właściwości ciągliwości, wysokiej wytrzymałości na rozciąganie i odporności na korozję.,
Historia kutego żelaza
Kute żelazo jest używane od tysięcy lat, chociaż metody jego produkcji uległy zmianie. Proces ten polega zasadniczo na ogrzewaniu żelaza i usuwaniu żużla w celu uzyskania prawidłowego składu. Kute żelazo można następnie podgrzać i młotkowane, walcowane lub w inny sposób obrabiane w różne formy.
Kute żelazo było pierwotnie produkowane jako żelazo węglowe, które wytapiano bezpośrednio z rudy żelaza w piecu znanym jako bloomery., Ruda była podgrzewana i oddzielana od żużla, ale nie pozwalano jej stopić, ponieważ umożliwiało to rozpuszczanie się węgla w niej, tworząc surówkę. Powstałe kute żelazo zachowało wystarczająco dużo żużla, aby być ciągliwym, ciągliwym i mocnym. Jednak jakość była różna, w zależności od rodzaju używanej rudy żelaza i ilości żużla pozostawionego w niej na końcu procesu. Może mieć bardzo różne poziomy wytrzymałości i odporności na korozję.
na początku XIII wieku powstała alternatywna droga do produkcji kutego żelaza., Proces Osmonda umożliwił wytwarzanie kutego żelaza z surówki, która jest kruchą formą żelaza o wysokiej zawartości węgla, która jest wydobywana z rudy przez wytop. Krople stopionej surówki zostały złowione na laskę i obrócone, aby zachęcić węgiel do utlenienia się w powietrzu. Jednak w dalszym ciągu wytwarzano również żelazo węglowe.
produkcja kutego żelaza zmieniła się w XV wieku, kiedy wielki piec zaczął być używany do wydobywania żelaza z jego rudy., Ponieważ wielki piec może produkować duże ilości surówki, stało się bardziej powszechne stosowanie tego, a nie rudy przy wytwarzaniu kutego żelaza. Do usuwania węgla z surówki przez utlenianie używano kuźni drobnoziarnistych. Surówka została stopiona, a następnie wbijana. Walloon forge był głównym rodzajem finery używanym w Wielkiej Brytanii, ale nieco inne systemy były również w użyciu.
wraz z rozpoczęciem rewolucji przemysłowej, ironmasters podjął kilka prób zaprojektowania procesu wytwarzania dużych ilości kutego żelaza bardziej efektywnie, bez węgla drzewnego., Najbardziej udanym procesem było kałużowanie, które zostało wynalezione w 1784 roku. Żelazo kałużowe jest wytwarzane z rafinowanego żelaza w specjalnym rodzaju pieca pogłosowego, w którym metal jest oddzielany od paliwa, aby zapobiec zanieczyszczeniu. Żelazo jest mieszane i narażone na działanie prądu powietrza, a także na środki utleniające, takie jak tlenek żelaza w palenisku. To usuwa węgiel i zanieczyszczenia, powodując globs kutego żelaza, aby utworzyć na kałuży stopionego żelaza. Te kulki kałuży są usuwane i przetwarzane przez golenie i walcowanie w celu usunięcia pozostałych zanieczyszczeń.,
Kałuża pod warunkiem kutego żelaza, który był w powszechnym użyciu przez cały koniec 18. i 19 wieku, z ponad 4 milionów ton kutego żelaza produkowane każdego roku w Wielkiej Brytanii sam przez 1870 roku. Kałuża żelaza był używany w budynkach, Koleje, żelazne statki, a nawet do budowy wieży Eiffla.
jednak w 1860 roku powstał proces Bessemera. Początkowo produkowana przez niego stal była krucha, ale do 1890 roku tworzyła wystarczająco dużo wysokiej jakości stali, aby zastąpić kute żelazo dla większości celów., Chociaż proces Astona został wynaleziony w 1925 roku, aby szybko produkować kute żelazo poprzez chłodzenie stopionej stali wraz z żużlem, nie mógł konkurować. Kute żelazo było słabsze niż stal, droższe w produkcji i wymagało znacznie więcej wysiłku w kształtowaniu i użyciu.
jak dziś powstaje Kute żelazo?
Kute żelazo nie jest obecnie produkowane na taką samą skalę, jak kiedyś, ale nadal jest w użyciu. Może być wytwarzany tradycyjnymi metodami, które są nadal demonstrowane w żywych miejscach historii, takich jak Wzgórze Blists. Kute żelazo jest również często uzyskiwane przez recykling złomu żelaza.,
zastosowania kutego żelaza
w przeszłości, szeroki zakres przedmiotów były wykonane z kutego żelaza. Był powszechnie używany do wyrobu gwoździ, podkowy, nakrętek i śrub, nitów, szyn i łączników kolejowych, rur do przenoszenia pary i wody, a także do ozdobnych wyrobów żelaznych. Dziś kute żelazo jest używane głównie do celów ozdobnych. Jest często używany do produkcji metalowych bram, żelaznych balustrad, mebli ogrodowych, bram podjazdowych i innych dekoracyjnych elementów żelaznych do ekspozycji na zewnątrz. Przedmioty dekoracyjne, takie jak narzuty, świeczniki, Karnisze i stojaki na wino, są nadal czasami wykonane z kutego żelaza., Jest również stosowany w pracach konserwatorskich w celu zachowania lub zastąpienia starszych prac kutego żelaza.,
korzyści z korzystania z kutego żelaza
kutego żelaza może być dobrym wyborem dla tego rodzaju huty, ponieważ:
- kutego żelaza jest bardziej odporny na korozję niż alternatywy, dlatego tak wiele z antycznych kutego żelaza bramy i ozdoby w kościołach i okazałych domów są nadal w doskonałym stanie dzisiaj, jak kute bramy i ozdoby grobowe w Opactwie Westminsterskim, z których niektóre pochodzą już od 13 wieku
- kutego żelaza jest idealnie nadaje się do kucia i spawania, ponieważ jest bardziej plastyczny niż stal lub czyste żelazo., Dlatego może być lepszym wyborem dla delikatnych prac ozdobnych lub rzeźb
- prace konserwatorskie mogą być wykonane z tego samego materiału i technik stosowanych w oryginale, a wybór kutego żelaza dla nowych elementów może pomóc w zachowaniu tradycyjnych metod kowalstwa