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O derretimento do minério de ferro em uma fornalha o torna mais forte e maleável. Os metalúrgicos despejam o metal derretido em moldes e o deixa esfriar e solidificar, produzindo o ferro fundido. A temperatura da fornalha e os materiais adicionados, ou "ligantes", ao ferro derretido determinam as características exatas do produto acabado. O ferro dúctil e o maleável são ambos formados pela fundição de minério, mas há várias diferenças entre esses dois tipos de metal.
Significado
Pode-se martelar um material maleável em um formato diferente sem provocar rachaduras ou quebrá-lo. Pode-se alongar um material dúctil em um filamento fino e longo, como o arame. Quando se trata de ferro, esses termos são um tanto enganosos. Ambos os tipos de ferro respondem bem ao martelamento, além disso podem ser alongados em filamentos; mas no caso de ferro dúctil isso ocorre em maior proporção.
Desenvolvimento
As primeiras formas de ferro fundido, conhecidas como "cinza" e "branco", provaram ser muito quebradiças e propensas a rachaduras sob compressão. O ferro maleável, uma melhora significativa, era mais fácil de moldar e menos quebradiços. Até 1943, manteve-se a forma dominante de ferro fundido, quando então Keith Dwight Millis do laboratório de pesquisa da International Nickel Co. americana desenvolveu o ferro dúctil, um metal até mais forte e flexível.
Produção
Para produzir o ferro maleável, os trabalhadores das fundições derretem o minério de ferro e o resfriavam rapidamente despejando-o em moldes. Eles os reaquecem até cerca de 926,5 graus Celsius por até 100 horas, antes de permitir que esfriem lentamente. Durante esse processo de têmpera ou "anelamento", os trabalhadores adicionam minério de hematita. A fabricação do ferro dúctil é mais simples. À medida que os trabalhadores de fundições derretem o minério de ferro, eles adicionam cério, sódio ou magnésio. A liga resultante é fundida em moldes que depois fica descansando para esfriar.
Composição
O processo de anelamento do ferro maleável causa a formação de pequenas partículas de carbono de formato irregular. Elas dão ao metal mais força e flexibilidade que os ferros fundidos de períodos anteriores. No ferro dúctil, os materiais adicionados durante o derretimento ajudam a formar mais esferas regulares de carbono. Essa composição esferoide confere ao metal menos falhas internas, tornando-o mais forte e permitindo que ele seja curvado, torcido e alongado com mais sucesso que o maleável.
Moldagem
Quando o ferro maleável é fundido e moldado, retrai-se consideravelmente à medida que esfria. Os metalúrgicos das fundições devem cobrir o molde com o minério derretido, conhecido como "alimentador", para conseguir o formato desejado. O ferro dúctil se retrai muito menos que o ferro maleável, à medida que se solidficia no molde. Essa ausência de retração torna o ferro dúctil menos propenso a formar defeitos internos e pontos fracos causados pelo processo de fundição que o ferro maleável.
Propriedades
Os metalúrgicos podem extrair uma amostra de teste de 5 cm de ferro dúctil, 18 a 30% maior que o comprimento original. Em contrapartida, o ferro maleável alonga-se em apenas 10%. O ferro dúctil tem um "limite elástico" maior que o do ferro maleável, significando que pode suportar cargas maiores e temperaturas mais altas. No entanto, de acordo com a fundição americana Kirkpatrick, o ferro maleável é a melhor escolha quando se deseja moldar peças ou chapas finas.
Custo
O ferro dúctil usa menos metal alimentador. Também requer menos aquecimento que o ferro maleável e portanto usa menos energia. Essas considerações mostram que é muito mais barato para os fabricantes produzirem o ferro dúctil em vez do maleável.
Usos
Ambos os tipos de ferro são fortes, duráveis e bons para usinagem em novos formatos. O ferro dúctil é usado para fabricar tubos e peças automotivas, como virabrequins, eixos de caminhões e cubos de roda. O ferro maleável é bastante adequado para situações em que ele precisa ser achatado e formatado por martelamento. Geralmente, os metalúrgicos o utilizam para itens "de ferro forjado", como suportes e portões.