Fonta maleabila, care este mai dura si mai putin casanta decat cea alba sau cenusie, se prepara prin tratarea la cald a fontei cenusii cu o compozitie convenabila. In acest tratament, fulgii de grafit se unesc in particule globulare, care, din cauza ariilor sectiunilor traversale mici, slabesc ferita mai putin decat o fac fulgii.
Fonta este cea mai ieftina varietate de fier, dar folosirea ei este limitata din cauza rezistentei mici. O mare parte din ea se folosesc la prepararea otelului iar o cantitate mai mica, a fierului forjat.
Fierul forjat
Fierul forjat este un fier pur, cu numai 0,1-0,2%carbon si mai putin de 0,5% impuritati totale. El se prepara prin topirea fontei pe un pat de oxid de fier intr-un cuptor cu reverberatie, in care flacara este reflectata de acoperis in material pentru a-l incalzi. Fonta topita este agitata, oxidul de fier oxidand carbonul dizolvat in oxid de carbon iar sulful, fosforul si siliciul trec in zgura. Pe masura ce impuritatile sunt indepartate, punctual de topire al fierului creste si masa devine mai pastoasa. Ea este indepartata din furnal si batuta cu ciocane actionate cu abur pentru a indeparta zgura.
Fierul forjat este un metal rezistent si dur care se poate suda si forja usor.In trecut se folosea extensive la fabricarea lanturilor, sarmei si a altor obiecte de acest gen. Astazi este inlocuit in mare masura cu otelul aliat moale.
Otelul
Otelul este un aliaj de fier, carbon si alte elemente, obtinut in stare lichida.Majoritatea otelurilor nu contin fosfor, sulf si siliciu si au intre 0,1 si 1,5% carbon.
Otelurile moi sunt oteluri cu putin carbon (mai putin de 0,2%). Ele sunt maleabile si ductile si se folosesc in locul fierului forjat. Ele nu sunt intarite prin calire. Otelurile mijlocii, continand intre 0,2-0,6%carbon, se folosesc pentru fabricarea sinelor si a elementelor structurale (traverse, grinzi si altele). Otelurile moi si mijlocii pot fi forjate si sudate. Otelurile cu cu continut mare de carbon (de la 0,75 la 1,50) se folosesc la fabricarea briciurilor, instrumentelor chirurgicale, burghiurilor si a altor scule. Otelurile medii si cele bogate in carbon pot fi intarite sau pot suferi operatia de revenire.
Otelul se fabrica in general din fier turnat prin procedeul cu cuptor cu vatra (prin care se fabrica mai mult de 80% din otelul obtinut in S.U.A), procedeul Bessemer si procedeul cu sulfare de oxigen. In fiecare procedeu se foloseste o captuseala bazica sau acida in cuptor sau in convertizor. Captuseala bazica (var, magnezie sau un amestec din amandoua) se poate folosi daca fierul turnat contine elemente, ca fosforul, care formeaza oxizi acizi, iar ce acida, daca fierul turnat contine elemente care formeaza baze.
Procedeul cu cuptor cu vatra
La obtinerea otelului preparat in cuptorul cu vatra se foloseste un cuptor cu reverberatie. Fonta se topeste cu pilitura de otel si putin hematite intr-un cuptor incalzit cu gaz sau petrol. Combustibilul si aerul se preincalzesc prin trecerea printr-un gratar de caramizi fierbinti intr-o parte a furnalului; un gratar similar se gaseste in cealalta parte a cuptorului si este incalzit de gazelle fierbinti care scapa din cuptor. Din timp in timp se inverseaza directia fluxului de gaze. Carbonul si alte impuritati din fierul topit sunt oxidate de hematite si de excesul de aer din gazul din cuptor. Se fac serii de analize din 8 in 8 or, iar cand tot carbonul este oxidat, cantitatea de carbon necesara pentru otel este adaugata sub forma de cocs sau ca un aliaj bogat in carbune, de obicei feromangan sau spiegeleisen. Otelul topit este turnat apoi in lingouri. Se poate obtine astfel un otel de calitate uniforma, deoarece procedeul poate fi controlat des prin analize.
Procedeul Bessemer
Procedeul Bessemer de frabicare a otelului a fost inventat de un american, William Kelly, in 1852, si independent de un englez, Henry Bessemer, in 1855.
