Гвожђе (легура)

Предложено је да се овај чланак или један његов део споји са чланком Ливено гвожђе.   (Разговор)

Овај чланак или један његов део нема никакве независне и поуздане изворе. Помозите да се овај чланак побољша тако што ћете унети одговарајуће референце. Текст који не садржи референце може бити доведен у питање, а потом и уклоњен.

Легура гвожђа подразумева групу легура са масеним уделом угљеника изнад 2 %. Као пратећи легирајући елементи најчешће се употребљавају силицијум, манган, хром и никл. Ако се угљеник у микроструктури охлађеног гвожђа налази у облику графита онда говоримо о легури под именом сиво ливено гвожђе. Ако се пак угљеник у микроструктури охлађеног гвожђа налази у облику цементита (Fe₃C) онда се легура назива бело ливено гвожђе.

Легура гвожђа се као материјал у многоме разликује од челика. Специфична тежина гвожђа се налази између 7.100 и 7.250 kg/m³ и нижа је од специфичне тежине челика односно специфичне тежине чистог гвожђа, која је у принципу иста, и износи око 7.850 kg/m³. Због високог садржаја угљеника ливено гвожђе се не може ковати.

Захваљујући еутектичкој реакцији гвожђе има далеко нижу тачку топљења од челика која за еутектичко гвожђе износи око 1.150 °C. Према садржају угљеника и силицијума ливена гвожђа се деле на подеутектичка, еутектичка и надеутектичка. У ту сврху се гради угљенични еквивалент према формули

CE = C + 1/3 Si.

Подеутектичка гвожђа имају угљенични еквивалент до 4,3 %, еутектичка око 4,3 % а надеутектичка преко 4,3 %. Подеутектичке и надеутектичке сорте ливеног гвожђа имају нешто вишу температуру топљења од еутектичких.

Ако је у питању сиво ливено гвожђе онда имамо пред собом материјал који услед исталоженог ламеларног графита поседује лошије механичке особине од челика, поготово када је еластичност у питању. Са друге стране гвожђе поседује бољу топлотну проводност, одличну ливност и бољу издржљивост када је у питању задржавање оригиналног облика (због ниске еластичности), као и повишену отпорност на корозију у односу на челик. Ако уз то додамо изузетну способност амортизације осцилација јасно нам је зашто су постоља (фундаменти) већине гломазних машина израђена управо од гвожђа. Механичке карактеристике као и корозиона постојаност могу се додатно побољшати додатком легирајићих елемената као што су: силицијум, манган, хром и никл.

Боље механичке особине се постижу модификацијом облика исталоженог графита у облику нодула (сферни облик), у нодуларном ливу, или у облику вермикула (лат. vermiculus — црв), у вермикуларном ливу, у процесу одстрањивања раствореног кисеоника и сумпора уз помоћ магнезијума као легирајућег елемента.

Једна такође важна форма легуре гвожђа је темперовано гвожђе (темпер лив) када се после издвајања ледебуритне фазе (у еутектичкој реакцији) материјал још једном темперира на повишеној температури. Повишена температура омогућава да термодинамички неповољна ламеларна структура (превелики донос између површине и запремине микроконституента) пређе у своју стабилнију форму и приближи се идеалном сферном облику. Сферни облик иначе има минималан однос површина/запремина па самим тим и најмању слободну енергију и представља равнотежно стање.