Schmiedeeisen ist eine harte, aber formbare Form von Eisen. Es war einst weit verbreitet in allem, von Hufeisen bis hin zu Eisenbahnen, aber während es weitgehend durch Stahl ersetzt wurde, wird es hauptsächlich für dekorative Eisenarbeiten verwendet.
Der Name Schmiedeeisen bezieht sich auf die Art und Weise, wie diese Art von Eisen bearbeitet oder in Form gebracht wird, anstatt in eine Form wie Gusseisen gegossen zu werden. Schmiedeeisen ist eine relativ reine Eisenlegierung mit einem viel geringeren Kohlenstoffgehalt als Gusseisen., Es wird jedoch eine kleine Menge Schlacke während des Herstellungsprozesses hinzugefügt. Schlacke ist der Abfall, der übrig bleibt, wenn reines Eisen aus seinem Erz gewonnen wird. Es ist eine Mischung aus Silizium, Schwefel und Metalloxiden, die Schmiedeeisen einige einzigartige Eigenschaften verleiht.
Eigenschaften von Schmiedeeisen
- Zäh: Schmiedeeisen hat eine höhere Zugfestigkeit als Gusseisen und ist sehr widerstandsfähig gegen Ermüdung. Es verformt sich normalerweise ohne zu versagen, es sei denn, es ist sehr stark überlastet oder hohen Temperaturen ausgesetzt. Es ist jedoch nicht so stark wie Stahl.,
- Formbar: Trotz seiner Festigkeit kann Schmiedeeisen beim Erhitzen oder Aufwärmen in verschiedene Formen bearbeitet werden. Es wird tatsächlich stärker, je mehr es bearbeitet wird, und es kann mit Techniken wie Hämmern und Rollen zu einer Vielzahl von Formen geformt werden.
- Duktil: Schmiedeeisen kann in lange Drähte oder Filamente herausgezogen werden, wodurch es in verschiedene Formen geformt werden kann und es sich dehnen kann, anstatt unter Druck zu brechen. Dies war besonders wichtig, wenn Schmiedeeisen in Rohren, Kesseln und Bauarbeiten verwendet wurde.,
- Einfach zu schweißen: Aufgrund seines geringen Kohlenstoffgehalts kann Schmiedeeisen durch Schweißen verbunden werden, wodurch der Formenbereich und die Verwendungsmöglichkeiten erweitert werden.
- Korrosionsbeständig: Obwohl Schmiedeeisen korrodiert, wenn es Luft und Feuchtigkeit ausgesetzt ist, rostet es langsamer als Gusseisen. Es kann auch mit Farbe oder anderen Beschichtungen geschützt werden, um seine Lebensdauer zu erhöhen.
Was unterscheidet Schmiedeeisen?
Die wichtigsten unterschied zwischen schmiedeeisen und die andere häufig verwendete art von eisen, gusseisen, es die art, dass es ist geformt in die gewünschte form., Schmiedeeisen wird mit Werkzeugen bearbeitet, während Gusseisen geschmolzen und in einen Guss oder eine Form gegossen wird. Die Zusammensetzung des Eisens und die Art, wie es hergestellt wird, ist ebenfalls unterschiedlich, was zu leicht unterschiedlichen Eigenschaften führt. Gusseisen ist weniger formbar und spröder als Schmiedeeisen. Es kann nicht gehämmert oder in Form geschmiedet werden, aber sein niedrigerer Siedepunkt macht es einfach, mit Formen zu verwenden.
Stahl teilt einige der Eigenschaften von Schmiedeeisen, da beide formbare Formen von Eisen sind. Moderner Stahl ist jedoch viel stärker und hat Schmiedeeisen in vielen Anwendungen wie dem Bau ersetzt., Einige“ Eisenarbeiten“, die traditionellem Schmiedeeisen ähneln, werden heute stattdessen aus Stahl hergestellt.
Eine Eigenschaft, die Schmiedeeisen von Gusseisen und Stahl unterscheidet, ist, dass es beim Aufbrechen eine einzigartige Holzmaserung aufweist. Das faserige Aussehen kommt von den mit dem Eisen vermischten Eisensilikatfilamenten, die auch dafür verantwortlich sind, Schmiedeeisen die wertvollen Eigenschaften von Duktilität, hoher Zugfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit zu verleihen.,
Die Geschichte des Schmiedeeisens
Schmiedeeisen wird seit Tausenden von Jahren verwendet, obwohl sich die Herstellungsmethoden geändert haben. Das Verfahren beinhaltet im Wesentlichen das Erhitzen von Eisen und das Entfernen von Schlacke, um die richtige Zusammensetzung zu erreichen. Das Schmiedeeisen kann dann wieder erhitzt und gehämmert, gerollt oder auf andere Weise in verschiedene Formen bearbeitet werden.
Schmiedeeisen wurde ursprünglich als Kohleeisen hergestellt, das direkt aus dem Eisenerz in einem als Bloomery bekannten Ofen geschmolzen wurde., Das Erz wurde erhitzt und von der Schlacke getrennt, aber es durfte nicht schmelzen, da sich dadurch Kohlenstoff darin auflösen und Roheisen bilden konnte. Das resultierende Schmiedeeisen behielt genug Schlacke, um formbar, duktil und stark zu sein. Die Qualität variierte jedoch je nach Art des verwendeten Eisenerzes und wie viel Schlacke am Ende des Prozesses darin verblieben war. Es könnte sehr unterschiedliche Festigkeits-und Korrosionsbeständigkeit aufweisen.
Im frühen 13. Jahrhundert wurde ein alternativer Weg zur Herstellung von Schmiedeeisen entwickelt., Das Osmond-Verfahren ermöglichte die Herstellung von Schmiedeeisen aus Roheisen, einer spröden Form von Eisen mit hohem Kohlenstoffgehalt, die durch Schmelzen aus dem Erz gewonnen wird. Tröpfchen von geschmolzenem Roheisen wurden auf einem Stab gefangen und gesponnen, um den Kohlenstoff zu ermutigen, in der Luft zu oxidieren. Allerdings wurde auch weiterhin Kohleeisen hergestellt.Jahrhundert änderte sich die schmiedeeiserne Produktion, als der Hochofen zur Gewinnung von Eisen aus seinem Erz verwendet wurde., Da der Hochofen große Mengen Roheisen produzieren konnte, wurde es häufiger, dies anstelle des Erzes bei der Herstellung von Schmiedeeisen zu verwenden. Finery Forges wurden verwendet, um Kohlenstoff aus dem Roheisen durch Oxidation zu entfernen. Das Roheisen wurde geschmolzen und dann gehämmert. Die wallonische Schmiede war die Hauptfeinerei, die in Großbritannien verwendet wurde, aber es wurden auch etwas andere Systeme verwendet.
Als die industrielle Revolution begann, unternahm ironmasters mehrere Versuche, ein Verfahren zur effizienteren Herstellung großer Mengen Schmiedeeisen ohne Holzkohle zu entwickeln., Der erfolgreichste Prozess war das Puddeln, das 1784 erfunden wurde. Puddeleisen wird aus raffiniertem Eisen in einer speziellen Art von Nachhallofen hergestellt, in dem das Metall vom Brennstoff getrennt gehalten wird, um eine Kontamination zu verhindern. Das Eisen wird gerührt und einem Luftstrom sowie Oxidationsmitteln wie Eisenoxid im Herd ausgesetzt. Dies entfernt Kohlenstoff und Verunreinigungen, wodurch sich auf der Pfütze aus geschmolzenem Eisen schmiedeeiserne Kugeln bilden. Diese Pfützenkugeln werden entfernt und durch Schindeln und Rollen verarbeitet, um verbleibende Verunreinigungen zu entfernen.,
Puddling lieferte das Schmiedeeisen, das im späten 18. und 19.Jahrhundert weit verbreitet war, mit mehr als 4 Millionen Tonnen Schmiedeeisen jedes Jahr in Großbritannien allein in den 1870er Jahren produziert. Puddled Eisen wurde in Gebäuden, Eisenbahnen, eisernen Schiffen und sogar für den Bau des Eiffelturms verwendet.
In den 1860er Jahren wurde jedoch der Bessemer-Prozess geschaffen. Anfangs war der Stahl, den es produzierte, spröde, aber bis 1890 schuf es genug hochwertigen Stahl, um Schmiedeeisen für die meisten Zwecke zu ersetzen., Obwohl das Aston-Verfahren 1925 erfunden wurde, um Schmiedeeisen schnell herzustellen, indem geschmolzener Stahl neben Schlacke gekühlt wurde, konnte es nicht konkurrieren. Schmiedeeisen war schwächer als Stahl, teurer in der Herstellung und erforderte viel mehr Aufwand für Form und Verwendung.
Wie wird Schmiedeeisen heute hergestellt?
Schmiedeeisen wird jetzt nicht mehr im gleichen Maßstab hergestellt wie früher, aber es wird immer noch verwendet. Es kann mit den traditionellen Methoden hergestellt werden, die noch an lebenden historischen Stätten wie Blists Hill demonstriert werden. Schmiedeeisen wird oft auch durch Recycling von Schrott erhalten.,
Verwendung von Schmiedeeisen
In der Vergangenheit wurde eine breite Palette von Gegenständen aus Schmiedeeisen hergestellt. Es wurde häufig für die Herstellung von Nägeln, Hufeisen, Muttern und Bolzen, Nieten, Schienen und Eisenbahnkupplungen, Rohren zum Tragen von Dampf und Wasser sowie für dekorative Eisenarbeiten verwendet. Heute wird Schmiedeeisen hauptsächlich für dekorative Zwecke verwendet. Es wird oft verwendet, um Metalltore, Eisengeländer, Gartenmöbel, Einfahrtstore und andere dekorative Eisenarbeiten für die Ausstellung im Freien herzustellen. Dekorative Gegenstände wie Bettgestelle, Kerzenhalter, Gardinenstangen und Weinregale werden manchmal noch aus Schmiedeeisen hergestellt., Es wird auch in Konservierungsarbeiten verwendet, um ältere schmiedeeiserne Arbeiten zu erhalten oder zu ersetzen.,
Vorteile der Verwendung von Schmiedeeisen
Schmiedeeisen kann eine gute Wahl für diese Art von Eisenhütten sein, weil:
- Schmiedeeisen ist korrosionsbeständiger als die Alternativen, weshalb so viele der antiken schmiedeeisernen Tore und Ornamente in Kirchen und Herrenhäusern heute noch in ausgezeichnetem Zustand sind, wie die schmiedeeisernen Tore und Grabschmuck in Westminster Abbey, von denen einige aus dem 13.und Schweißen, da es formbarer ist als Stahl oder reines Eisen., Es kann daher eine bessere Wahl für empfindliche Zierarbeiten oder Skulpturen sein
- Konservierungsarbeiten können mit dem gleichen Material und den gleichen Techniken durchgeführt werden, die für das Original verwendet werden, während die Auswahl von Schmiedeeisen für neue Stücke dazu beitragen kann, traditionelle Methoden der Schmiedekunst zu bewahren