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La ghisa è un sottoprodotto del processo di fusione per produrre ferro puro. Il minerale di ferro viene riscaldato utilizzando combustibile coke ad alto tenore di carbonio, che si traduce in ghisa con un contenuto di carbonio molto elevato, di solito circa il 4%. Durante la rivoluzione industriale, la ghisa era ampiamente utilizzata. Ora normalmente fuso in ferro battuto, che è un materiale più utile. Ha proprietà utili, ma grazie ai moderni metodi di metallurgia sono ora disponibili materiali migliori.
Composizione chimica
Tutte le forme di ghisa contengono tra il 3,5% e il 4,5% di carbonio, insieme a varie quantità di zolfo di silicio, manganese e fosforo. La ghisa di base ha meno dell'1,5% di silicio, meno dell'1% di manganese e quantità residue di zolfo e fosforo. La ghisa ematite ha quantità simili di queste impurità, ma un contenuto di silicio molto più elevato, di solito tra l'1,5% e il 3,5%. La forma più comune di questo materiale di ghisa nodulare è priva di silicio e allo 0,05% di manganese, zolfo e fosforo.
Fragilità
La ghisa è un metallo molto fragile, a causa del suo alto contenuto di carbonio e di altre impurità che si formano in esso. Anche altri elementi presenti nella ghisa ne indeboliscono la struttura. Sebbene il ferro sia considerato molto solido, la ghisa si spezzerà e si romperà se lasciata cadere.
Punto di fusione
La ghisa ha un punto di fusione molto più basso del ferro battuto o dell'acciaio a causa del suo alto contenuto di carbonio. Questo non è un problema in termini di proprietà fisiche, ma consente di trasformarlo in ghisa grigia di bassa qualità, una miscela di ghisa e rottami di acciaio e ferro.
Grafite
Le impurità di ghisa portano ad altri materiali che si formano durante il processo di raffreddamento. Il ferro e il carbonio si combinano per produrre il carburo di ferro e il carbonio rimanente forma la grafite simile a quella che si trova nelle matite. Se si lascia raffreddare il ferro molto lentamente, si forma una maggiore quantità di grafite, indebolendo il materiale.
applicazioni
La maggior parte della ghisa prodotta dal 2011 non viene utilizzata allo stesso modo di prima. Di solito è forgiato per creare ferro battuto o il suo contenuto di carbonio è ridotto per formare acciaio. Durante la rivoluzione industriale, prima che fossero scoperte tecniche di forgiatura avanzate, la ghisa veniva utilizzata per un numero qualsiasi di prodotti in ghisa.