Što je kovno željezo?

Željezo je drugi najčešći metal na zemlji. Koristi se za izradu svega, od trupova ogromnih brodova do ukrasne ograde na prednjim stubama kuće. Kovno željezo je oblik lijevanog željeza s kojim je lakše raditi nego s čistim željezom. Izrađuje se taljenjem otpadnog čelika i sirovog željeza, a zatim pažljivo kontroliranjem hlađenja smjese tijekom mnogo sati. To rezultira željezom koje je vrlo čvrsto, ali nije lomljivo.

Metoda za stvaranje kovnog željeza datira iz 1720-ih, kada je francuski znanstvenik i metalurg RAF de Re’aumur objavio prvi tehnički rad o ovoj vrsti željeza. Da bi ga napravili, metalurzi prvo moraju napraviti bijelo lijevano željezo. Bijelo željezo je vrsta vrlo tvrdog, ali vrlo krhkog željeza napravljenog topljenjem čelika i sirovog željeza zajedno u zračnoj peći.

Sirovo željezo nije čisto željezo. To je zapravo kombinacija željezne rude, drvenog ugljena i vapnenca otopljenih zajedno pod intenzivnim pritiskom. Hladi se u željezni materijal s visokim udjelom ugljika. Visok postotak ugljika čini sirovo željezo krhkim, zbog čega se ne koristi bez daljnje obrade.

Odljevci od bijelog željeza postaju kovno željezo kroz proces koji se naziva žarenje. Odljevci se tope i zatim drže na kontroliranoj temperaturi određeno vrijeme. Zatim se ostavljaju da se ohlade vrlo polako tijekom otprilike 24 sata. Kontrolirano hlađenje preuređuje kemijsku strukturu metala, dopuštajući mu da zadrži svoju žilavost bez da ostane lomljiv.

Razlike u brzini i temperaturi hlađenja mogu rezultirati dvije različite vrste kovanog željeza. Whiteheart željezo svjetlije je boje od blackheart željeza. Također se razlikuje po kemijskom sastavu. Whiteheart ima površinu od čistog ferita sa jezgrom od perlita, temperugljika i ferita, dok je crna jezgra uglavnom feritna. Perlitno kovno željezo je vrsta crnog željeza koje uključuje perlit, koji je mješavina ferita i cemetita.

Međunarodna organizacija za standardizaciju objavila je sustav ocjenjivanja kovanog željeza bijelog srca i crnog srca poznat kao ISO 5922-2005. Prvi znak je slovo koje govori je li lijevano željezo bijelo srce, crno srce ili perlit. Sljedeća dva broja navode vlačnu čvrstoću željeza. Vlačna čvrstoća je koliko se uzorak može rastegnuti prije nego što se značajno deformira. Posljednja dva broja u oznaci navode minimalno istezanje ili duktilnost uzorka željeza.