Valurauta on kovempaa kuin puhdas rauta useiden sen koostumukseen ja mikrorakenteeseen liittyvien avaintekijöiden vuoksi. Tässä on yksityiskohtainen selitys:
Hiilipitoisuus:
Puhtaalla raudalla on suhteellisen alhainen kovuus ja se on suhteellisen pehmeää. Kuitenkin, kun hiiltä lisätään rautaan valuraudan muodossa, seoksen kovuus kasvaa. Valuraudan hiilipitoisuus vaihtelee tyypillisesti 2–4,5 %, mikä vaikuttaa merkittävästi sen mekaanisiin ominaisuuksiin.
Mikrorakenne:
Valuraudan mikrorakenteelle on ominaista grafiitin (hiilen muoto) läsnäolo rautamatriisissa. Prosessointiolosuhteista ja seosaineista riippuen grafiitti voi olla eri muodoissa, kuten hiutaleena, kyhmymäisenä tai vermikulaarisena.
Grafiitin esiintyminen valuraudassa vaikuttaa sen kovuuteen ja kulutuskestävyyteen. Erityisesti nodulaarisessa valuraudassa (tunnetaan myös pallografiittivaluraudana) on mikrorakenne, jossa grafiitti on pallomaisessa muodossa, mikä johtaa parempiin mekaanisiin ominaisuuksiin, kuten suurempi vetolujuus ja kovuus muihin valuraudan muotoihin verrattuna.
Seoselementit:
Valurauta sisältää usein muita seosaineita, kuten piitä, mangaania, rikkiä ja fosforia. Nämä elementit voivat vaikuttaa valuraudan mikrorakenteeseen ja ominaisuuksiin.
Esimerkiksi pii on yleinen seosaine valuraudassa, joka voi lisätä sen kovuutta ja korroosionkestävyyttä. Mangaani voi myös parantaa valuraudan kovuutta ja kulutuskestävyyttä muodostamalla kovia yhdisteitä rikin ja fosforin kanssa.
Käsittelyehdot:
Prosessointiolosuhteet valuraudan valmistuksen aikana voivat myös vaikuttaa sen kovuuteen. Esimerkiksi jäähtymisnopeus jähmettymisen aikana voi vaikuttaa valuraudan mikrorakenteeseen ja siten kovuuteen.
Nopea jäähtyminen voi johtaa hienomman mikrorakenteen muodostumiseen, jossa on pienempiä grafiittihiukkasia, mikä voi lisätä valuraudan kovuutta.
Yhteenvetona voidaan todeta, että valurauta on kovempaa kuin puhdas rauta korkeamman hiilipitoisuutensa, sen mikrorakenteessa olevan grafiitin, seosaineiden lisäyksen ja valmistusolosuhteiden vuoksi. Nämä tekijät toimivat yhdessä ja antavat valuraudalle ainutlaatuisen yhdistelmän kovuutta, kulutuskestävyyttä ja muita mekaanisia ominaisuuksia.