Realistische, zeer persoonlijke portretbeelden in brons

IJzer

Gietijzer

IJzer waarin nog een vrij grote hoeveelheid koolstof is opgenomen. Gietijzer is vrij bros, niet taai en laat zich moeilijk lassen. Het roest snel, maar is een goede warmtegeleide.

Door de uitvinding van staal is geen vraag meer naar. Gietijzeren constructies zijn meestal geklonken.

Het is een in vormen gegoten legering van ijzer, koolstof (2,5%-6,67%), mangaan en silicium. Het wordt vervaardigd door omsmelting van ruw ijzer, samen met cokes (kooks) en kalk in een koepeloven, inductieoven of een trommeloven.

Vanwege de ruwheid van de vorm is het uiterlijk van een gietijzeren voorwerp duidelijk als zodanig te herkennen.

Eigenschappen:    Gietijzer is zeer goed op druk te belasten, maar de treksterkte is niet erg groot bij de niet gelegeerde gietijzersoorten; voor op trek belaste constructie-elementen kan beter gebruikgemaakt worden van smeedijzer. Om zeer hoge treksterktes te bereiken is het mogelijk om enkele legeringselementen zoals nikkel, molybdeen en silicium toe te voegen aan de smelt. Tevens kunnen de mechanische eigenschappen worden beïnvloed door een warmtebehandeling. Nodulair gietijzer met een laag siliciumgehalte wordt veelal gebruikt voor onderdelen die bij zeer lage temperaturen dienst moeten doen (kerfslagwaarde). In tegenstelling tot andere metalen is lamellair gietijzer vrij star, in het geheel niet flexibel, dat wil zeggen breekbaar bij verkeerde belasting. Nodulair gietijzer heeft daarentegen goede mechanische eigenschappen. Gebroken gietijzer is tegenwoordig te herstellen door lassen met speciale laselektrodes. Na een lasbehandeling ontstaan er spanningen in het gietstuk die kunnen worden verwijderd door een warmtebehandeling.

Grafteken van gietijzer

Lamellair gietijzer wordt nog wel gebruikt voor het vervaardigen van keukengerei, kachels, deurbeslag, meubelen en sierornamenten. In de 19e en 20e eeuw is het ook toegepast voor het bouwen van bruggen en constructies zoals vuurtorens. Gietijzer is grotendeels in onbruik geraakt vanwege de brosheid van het materiaal en de lage trekbelasting die het kan doorstaan. Eén van de grote voordelen van deze soort gietijzer is de geluiddempende werking.

Door de zeer goede mechanische eigenschappen van dit materiaal wordt nodulair gietijzer daarentegen nog veelvuldig toegepast in o.a. de grondverzet- en vrachtwagenindustrie.

Soorten gietijzer

Gietijzer komt voor als wit-, grijs-, gemêleerd, ferritisch, perlitisch, austenitisch of martensitisch gietijzer. De soort wordt afgeleid van de matrix van de grondstructuur en de mate van afkoeling van het gesmolten gietijzer. Snelle afkoeling zorgt voor gemêleerd grijs gietijzer met veel gebonden koolstof terwijl langzame afkoeling leidt tot weinig tot geen (ferritisch) gebonden koolstof. Het verbinden van de koolstof in het gietijzer (perlietvorming) kan worden beïnvloed door het toevoegen van koper en mangaan. De overige soorten grijs gietijzer worden bij tussenliggende afkoeltijden bereikt. Wit gietijzer bevat geen vrij grafiet; de aanwezige koolstof is geheel chemisch gebonden aan het ijzer in de vorm van carbiden.

Toevoegingen aan ijzer

Door het toevoegen van magnesium wordt de vrije koolstof gedwongen om de vorm met de minste oppervlaktespanning aan te nemen: de bolvorm (nodulen).

Gietstaal

Gietstaal, oude benaming Thomasstaal, heeft een hoger smeltpunt dan gietijzer en is in vloeibare toestand veel stroperiger. Er zijn veel verschillende kwaliteiten gietstaal. Zo is GS-38/45/52/60 normaal staal en G-NiCr 20 Mo 15 (Hastelloy C) dat extreem corrosiebestendig is.

Gieten

Het vloeibare metaal wordt gegoten in een vorm die is gevormd met kleigebonden of chemisch gebonden vormzand. Kleigebonden oftewel groen zand wordt gebruikt bij gietgewichten tot ±300 kg. Bij grotere gietgewichten wordt chemisch gebonden vormzand gebruikt. Bij zeer grote en meestal eenmalige gietstukken is het zelfs mogelijk om een "metselwerk" in een groot gat in de grond te gebruiken waarin vervolgens het vloeibare materiaal wordt gegoten.

Staal       

IJzer met een laag koolstofgehalte ca. 1%. Het is hard, taai en niet bros. Door de uitvinding van staal werden grote overspanningen en hoge bouwwerken (wolkenkrabbers) mogelijk. Staal wordt gehard of roestvrij in legeringen met chroom, nikkel of vanadium.

Roestvast staal, RVS

Sinds kort wordt hiermee ook beelden gegoten. Het wordt ook RVS of inox genoemd en in de volksmond beter bekend als roestvrij staal, is een legering van hoofdzakelijk ijzer, chroom, nikkel en koolstof. Om van roestvast staal te kunnen spreken, is minimaal 10,5% chroom en maximaal 1,2% koolstof nodig. Verder zijn in veel soorten roestvast staal ook de elementen molybdeen, titanium, mangaan, stikstof en silicium terug te vinden.

Het eerste roestvaste staal werd op 13 augustus 1913 door Harry Brearley in het laboratorium Brown-Firth gegoten, nadat hem in 1912 gevraagd was onderzoek voor de wapenindustrie te doen.