Hierro fundido y hierro forjado

La distinción fundamental entre hierro fundido y hierro forjado está en cómo se producen.

La gente a menudo asume que el hierro fundido y el hierro forjado son términos intercambiables para el trabajo del hierro, pero hay un mundo de diferencia.

• El hierro forjado es hierro que se ha calentado y luego trabajado con herramientas.

• El hierro fundido es hierro que se ha derretido, vertido en un molde y se ha dejado solidificar.

La distinción fundamental entre hierro fundido y hierro forjado está en cómo se producen.

Las diferencias se pueden encontrar en los nombres: forjado es un participio pasado de trabajo ("hierro trabajado"), y fundido describe cualquier cosa formada por el proceso de fundición.

Los diferentes métodos de producción crean metales con diferentes fortalezas y debilidades, por lo que rara vez se ve una cerca de hierro fundido o una sartén de hierro forjado.

¿Qué es el hierro forjado?

El hierro forjado se compone principalmente de hierro elemental con pequeñas cantidades (1-2%) de escoria agregada que se trata del subproducto de la fundición del mineral de hierro, que generalmente consiste en una mezcla de óxidos de silicio, azufre, fósforo y aluminio. El hierro forjado se fabrica calentando repetidamente el material y trabajándolo con herramientas para darle forma.

El hierro forjado es altamente maleable, lo que permite calentarlo, recalentarlo y trabajarlo en varias formas; el hierro forjado se hace más fuerte cuanto más se trabaja y se caracteriza por su apariencia fibrosa.

El hierro forjado contiene menos carbono que el hierro fundido, lo que lo hace más suave y dúctil. También es muy resistente a la fatiga; si se aplican grandes cantidades de presión, sufrirá una gran deformación antes de fallar.

El término "hierro forjado" a menudo se utiliza incorrectamente en la actualidad; se utiliza comúnmente para describir diseños similares a piezas históricas de hierro forjado, independientemente del metal utilizado. El acero dulce que se ha doblado a máquina para darle forma en un estado frío o el acero fundido y las piezas de hierro que se han pintado de negro se etiquetan erróneamente con frecuencia como trabajos de hierro forjado.

Sin embargo, para ser verdaderamente designado como hierro forjado, una pieza de metal debe ser forjada por un herrero que la calienta y la martilla para darle forma.

El hierro forjado se usó ya en el año 2000 a. C. en la península de Anatolia (ahora Turquía), y se usó ampliamente en la construcción durante todo el siglo XIX. Sin embargo, los avances en la metalurgia del siglo XX han hecho que sea más fácil y menos costoso dar forma a máquina y soldar piezas metálicas.

¿Qué es el hierro fundido?

Los hierros de carbón son un ejemplo de una aplicación para el hierro fundido.

El hierro fundido se utiliza para producir muchos productos que se utilizan en nuestra vida diaria.

El hierro fundido puede referirse a una variedad de aleaciones de hierro, pero se asocia más comúnmente con el hierro gris. A pesar de tener el nombre de hierro, no es hierro elemental puro (Fe en la tabla periódica); en realidad, es una aleación que contiene entre un 2-4% de carbono, más pequeñas cantidades de silicio y manganeso. También son comunes otras impurezas, como azufre y fósforo.

El hierro fundido se forma fundiendo mineral de hierro o fundiendo arrabio (un producto intermedio de la extracción de mineral de hierro) y mezclándolo con chatarra y otras aleaciones. A continuación, la mezcla líquida se vierte en moldes y se deja enfriar y solidificar.

El hierro fundido es de naturaleza muy frágil, lo que significa que es comparativamente duro y no maleable.

El resultado final es fuerte pero quebradizo. Debido al mayor contenido de carbono, el hierro fundido se solidifica como una aleación heterogénea, lo que significa que contiene múltiples constituyentes, o materiales en diferentes fases, dentro de su microestructura.

Esta microestructura mixta es lo que le da al hierro fundido sus propiedades físicas distintivas. Las partículas de carbono internas crean puntos de tensión internos que conducen a la fractura. El hierro fundido es más duro, más quebradizo y menos maleable que el hierro forjado.

No se puede doblar, estirar ni martillar para darle forma, ya que su débil resistencia a la tracción significa que se fracturará antes de doblarse o distorsionarse. Sin embargo, presenta una buena resistencia a la compresión.

Los accesorios de tubería de hierro fundido son un ejemplo del uso del hierro fundido en una variedad de aplicaciones

El hierro fundido tiene aplicaciones industriales casi ilimitadas

La fundición requiere mucha menos mano de obra que la fabricación de hierro forjado, y fue una forma de producción prominente durante los siglos XVIII y XIX.

El advenimiento del acero y las tecnologías de mecanizado automatizado han reducido el papel de la fundición en algunas industrias, pero sigue siendo un proceso rentable y ampliamente utilizado en muchas otras. Si bien el acero ha desplazado casi por completo al hierro fundido en la construcción, el hierro fundido sigue siendo popular para productos con formas complejas que son más fáciles de moldear que de moldear a máquina.

Hierro dúctil: fuerza y ​​versatilidad

El hierro dúctil, también conocido como hierro fundido dúctil, es una forma moderna y única de hierro fundido desarrollada por investigadores durante la década de 1940.

Descubrieron que al agregar aleaciones seleccionadas, inicialmente una aleación de magnesio-cobre y, finalmente, cerio, podían manipular los átomos de carbono para formar una microestructura diferente a la del hierro fundido. La microestructura de hierro dúctil evita que se formen grietas, lo que da como resultado un metal que tiene las ventajas del hierro fundido sin la fragilidad.

Se puede fabricar hierro dúctil para lograr una alta ductilidad y resistencia a la tracción.

El hierro dúctil se puede fabricar en varios grados para lograr una alta ductilidad y resistencia a la tracción. El hierro dúctil austemperado, producido con un tratamiento térmico adicional, tiene propiedades mecánicas y resistencia al desgaste aún mejores.

El hierro dúctil también exhibe una contracción relativamente pequeña cuando se enfría, lo que lo hace perfecto para la fundición de precisión. El hierro dúctil a menudo se usa "tal como está fundido", lo que significa que no requiere tratamientos térmicos. Esto puede ayudar a reducir los costos de fabricación, especialmente a largo plazo.

Las piezas fundidas de hierro fundido y dúctil se producen vertiendo hierro fundido en moldes.

Consideraciones de corrosión

El hierro fundido y el hierro forjado son susceptibles a la corrosión cuando las superficies desnudas se exponen al oxígeno en presencia de humedad. Esto puede ser un desafío para los entornos al aire libre con una exposición casi constante a las precipitaciones y la humedad. A diferencia de otros metales que forman una capa protectora oxidativa, el hierro, con el tiempo suficiente, se oxida y se descascara por completo.

Para evitar la oxidación, los productos de hierro deben recubrirse para evitar la exposición. La pintura se usa comúnmente para recubrir y proteger el metal desnudo. El recubrimiento en polvo es otro método, ideal para muebles de exterior más susceptibles al desgaste en áreas de mucho tráfico. Los recubrimientos en polvo son muy duraderos y no se desvanecen, astillan ni agrietan durante períodos prolongados.

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