Pregúntele a un metalúrgico:hierro forjado versus hierro fundido

¿Cuáles son las diferencias? Infórmate y aprende cómo se utilizan

La gente a menudo asume que hierro fundido y hierro forjado son términos intercambiables para los primeros trabajos en hierro, pero hay un mundo de diferencia.

Hierro Forjado es hierro que ha sido calentado y luego trabajado con herramientas.

Hierro Fundido es hierro que ha sido derretido, vertido en un molde y dejado solidificar.

La distinción fundamental entre el hierro fundido y el 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 distintas fortalezas y debilidades, razón por la cual 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 por ciento) de escoria añadida (el 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 deformarlo.

El hierro forjado es muy maleable, lo que permite calentarlo y recalentarlo, y trabajarlo en varias formas:el hierro forjado se vuelve 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 blando y dúctil. También es altamente resistente a la fatiga; si se aplica una gran cantidad de presión, sufrirá una gran deformación antes de fallar.

El término "hierro forjado" a menudo se usa mal hoy en día; se usa comúnmente para describir diseños similares a piezas históricas de hierro forjado, independientemente del metal utilizado. El acero dulce que se ha doblado a máquina en estado frío o el acero fundido y las piezas de hierro que se han pintado de negro se etiquetan erróneamente como trabajo de hierro forjado. Sin embargo, para ser verdaderamente designada como hierro forjado, una pieza de metal debe ser forjada por un herrero que la calienta y le da forma a martillazos.

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 en el siglo XX han facilitado y abaratado el mecanizado y la soldadura de piezas metálicas. La naturaleza comparativamente costosa y lenta de la herrería llevó al final de su práctica comercial a gran escala a mediados de la década de 1970. Esto significa que la mayoría de las verdaderas piezas de hierro forjado en la actualidad son antigüedades o piezas especiales que han sido forjadas por artesanos locales.

¿Qué es el hierro fundido?

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 de 2 a 4 por ciento de carbono, más pequeñas cantidades de silicio y manganeso. Otras impurezas, como el azufre y el fósforo, también son comunes.

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

El resultado final es fuerte pero frágil. 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 o 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.

La fundición requiere mucha menos mano de obra que la fabricación de hierro forjado y fue una forma de producción destacada durante los siglos XVIII y XIX. La llegada 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 maquinar. El hierro fundido es menos reactivo con los materiales del molde que el acero y tiene un punto de fusión más bajo, lo que lo hace más fluido.

Hierro dúctil:Resistencia 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 y 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.

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

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

Consideraciones sobre la corrosión

Tanto el hierro fundido como 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 la precipitación y la humedad. A diferencia de otros metales que forman una capa protectora oxidativa, el hierro, con el tiempo suficiente, se oxidará y se descascarará 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 destiñen, astillan ni agrietan durante largos períodos de tiempo.

Preservación histórica

Desde Lincoln, Massachusetts hasta Lincoln, Nebraska y Lincoln, Ontario, América del Norte es rica en historia. Cada pueblo tiene una historia que contar, y los edificios en estos pueblos han jugado un papel tan importante en la elaboración del pasado como la gente misma.

Cuando se restauran edificios históricos con hierro y metal arquitectónico, la calidad y la autenticidad son fundamentales. Grandes elementos exteriores como bolardos, puertas, cercas, postes de luz y bancos de parque juegan un papel importante en la creación de un ambiente fiel a los tiempos históricos. Las fundiciones modernas pueden reproducir trabajos en metal primitivos tomando como referencia el diseño de dibujos históricos o de las propias estructuras originales.

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Fuentes

• Enciclopedia Británica. “Hierro fundido”.
• Enciclopedia Británica. “Hierro forjado”.
• Manual del ingeniero. “Hierro Fundido”.
• Sociedad de hierro dúctil. "Datos de hierro dúctil para ingenieros de diseño".