La ghisa è ferro mescolato con piccole quantità di silicio e carbonio e gettato, anziché formato, sul posto. È un materiale strutturale forte e anche un buon conduttore di calore, il che lo rende un materiale comune per le pentole. Esistono quattro tipi fondamentali di ghisa: duttile, malleabile, bianca e grigia. Ci sono diverse differenze nella composizione e nell'uso della ghisa bianca e grigia.
Aspetto interno
Il "grigio" e il "bianco" nei nomi della ghisa grigia e bianca si riferiscono all'aspetto dei loro interni; una volta spaccato, un pezzo di ghisa grigia varia dal grigio chiaro al grigio scuro, mentre la ghisa bianca è molto più chiara.
Fusione
La ghisa grigia si scioglierà a 1600 gradi Celsius, a quel punto passerà rapidamente da uno stato solido a uno completamente liquido. La ghisa bianca fonde a una temperatura leggermente inferiore, ma lo fa più gradualmente; rimane allo stato semisolido per qualche tempo prima di liquefarsi.
Raffreddamento
La ghisa bianca, se raffreddata molto lentamente dalla fusione, diventerà ghisa grigia poiché gli atomi di carbonio al suo interno si legano insieme. La ghisa grigia, al contrario, manterrà la sua forma se raffreddata lentamente, ma diventerà ghisa bianca se raffreddata molto velocemente.
Durezza e Forza
La ghisa bianca è più dura del grigio, al punto che è piuttosto fragile. Il ferro grigio, al contrario, è più morbido ma più forte. I due tipi sono talvolta combinati, consentendo di realizzare un pezzo con un rivestimento esterno duro di ferro bianco e un nucleo forte di grigio.
Chimica del carbonio
Il carbonio nella ghisa grigia è appena mescolato tra le molecole di ferro; in ghisa bianca, il ferro e il carbonio sono effettivamente combinati. In chimica, "combinazione" e "miscelazione" non significano la stessa cosa; "combinazione" implica che le due sostanze - in questo caso, carbonio e ferro - si siano legate chimicamente insieme. Il contenuto complessivo di carbonio della ghisa grigia è compreso tra il 2 e il 4,65 percento, mentre la ghisa bianca ha tra il 3 e il 5,75 percento di carbonio.
Contrazione
Quando la ghisa si raffredda dalla fusione, si contrae. La ghisa grigia si contrae di circa l'1%, mentre la ghisa bianca si contrae tra il 2 e il 2,5%.
ossidazione
L'ossidazione è il processo mediante il quale l'ossigeno si combina con le molecole metalliche per formare la ruggine. La ghisa grigia arrugginisce molto più velocemente del bianco alle basse temperature, mentre alle alte temperature il rapporto si inverte.
Contenuto di silicio
La ghisa bianca contiene tra lo 0,1 e lo 0,5 percento di silicio, mentre la ghisa grigia contiene tra lo 0,5 e il 3,5 percento.
