\
اخبار و مقالات

چدن و انواع آن را بشناسیم

آلیاژ فلزی

چدن Cast Iron

گروهی از آلیاژهای آهنی با خواص گوناگون و متنوع بوده که در حالت مذاب به شکل دلخواه ریخته گری می شوند و بطور معمول بین یک تا چهار درصد کربن و حدود یک الی سه درصد سیلسیم دارند و سایر عناصر فلزی و غیر فلزی نیز برای کنترل و تغییر ویژگی های خاص اضافه می شوند، و به عنوان آلیاژی سه گانه شناخته می شوند.

 

علاوه بر ترکیب شیمیایی ، عوامل مهم دیگری نیز از قبیل فرایند انجماد، آهنگ انجماد و عملیات حرارتی بعدی بر خواص آنها تاثیر میگذارد. چدن ها عالی ترین آلیاژهای ریخته گری هستند و دارای گستره وسیعی از استحکام و سختی، و در بعضی موارد دارای خواص ماشین کاری خوبی می باشند. برای ایجاد مقاومت به سایش و خوردگی به آنها عناصر آلیاژی اضافه می شود.اصولا کاربرد وسیع چدن ها به دلیل هزینه کم و خواص مهندسی متنوع است . با وجود رقابت شدید مواد جدید ثابت شده است که چدن ها با هزاران کاربرد مهندسی مناسب و مقرون به صرفه اقتصادی اند.

 

انواع چدن:

کربن در چدن ها ممکن است به شکل آزاد ، یا به شکل گرافیت وجود داشته باشد.

انواع گوناگون چدن را میتوان بر اساس ریز ساختار دسته بندی کرد. این دسته بندی بر شکل عمده کربن موجود در چدن مبتنی است.بر این اساس انواع چدن به شرح زیر می باشد:

*چدن سفید

*چدن خاکستری

*چدن خالدار(مجموعه چدن سفید و خاکستری)

*چدن چکش خوار(مالیبل)

*چدن نشکن(داکتیل)

*چدن با گرافیت فشرده

*چدن آلیاژی

 

چدن سفید WHITE CAST IRON

این ترکیب که سمنتیت نیز نامیده می شود سخت و ترد است و ترکیب غالب در ریز ساختار چدن سفید محسوب می شود. بنابراین چدن سفید سخت و ترد و مقطع شکست آن سفید و بلورین است زیرا اساسا گرافیت ندارد. استحکام فشاری چدن سفید بسیار زیاد ومقاومت آن در برابر سایش عالی است. این نوع چدن در حالت گداخته سختی خود را تا مدت محدودی حفظ میکند.قالب ریخته گری چدن سفید به خوبی چدن های دیگر نیست زیرا دمای انجماد ان بالاتر است و کربنی که به صورت کاربید آهنی است منجمد می شود. حفظ سختی این چدن ها تا دمای بالا از مزیت های آن می باشد.

 

 

چدن خالدار:

اگر میزان سرعت سرد کردن و ترکیب شیمیایی مناسب نباشد و مقداری کربن به صورت آزاد یا گرافیت ظاهر شود ، چدن به صورت خالدار ظاهر می شود. سطح شکست اینگونه چدن خالدار است. معمولا در سرعت سرد کردن متوسط و ترکیب شیمیایی  بین چدن خاکستری و چدن سفید چنین چدنی بوجود می آید.

 

چدن خاکستری  Grey Cast Iron

چدن خاکستری ریز ساختار گرافیتی خاصی دارد که باعث می شود مقطع شکست آن به رنگ خاکستری باشد. در این گونه چدن ها تمامی یا قسمت اعظم کربن به صورت آزاد یا گرافیت رسوب می کند. از نظر وزنی رایج ترین نوع چدن و پرکاربردترین ماده ریخته گری محسوب می شود. چدن خاکستری عمدتا حاوی دو و نیم تا چهار درصد کربن، یک تا سه درصد سیلیسیم و مابقی آهن است.این نوع چدن استحکام کششی و مقاومت به شوک کمتری نسبت به فولاد دارد اما از نظر استحکام فشاری با فولاد کربنی کم و میان کربن قابل مقایسه است.علت اصلی گسترش روز افزون استفاده از چدن های خاکستری در مقایسه با سایر چدن ها را میتوان سادگی در تولید ، قیمت ارزانتر ،سیالیت خوب، کمتر بودن مسائل و مشکلات ناشی از تغذیه، سهولت در ماشین کاری، هدایت حرارتی بالا ، مقاومت سایشی خوب ، مقاومت به خوردگی سایشی ،خود روانکاری و قدرت جذب ارتعاش عالی دانست.

 

چدن مالیبل یا چکش خوار Malleable Cast Iron

چدن های مالیبل چدن هایی هستند که دارای قابلیت چکش خواری ، خم شوندگی و استحکامی در حدود فولادهای ساده کربنی هستند،از طریق انجام عملیات حرارتی روی چدن سفید تهیه می شوند.به این صورت که چدن سفید تا درجه حرارت نهصد درجه سانتیگراد حرارت داده می شود تا کاربید آهن به کربن و آهن تجزیه شده و ذرات گرافیت به صورت شبه کروی به دور یکدیگر تجمع می کنند.تبدیل کاربید آهن به گرافیت شبه کروی دلیل اصلی تغییر چدن سفید که سخت و شکننده است چدنی چکش خوار با سختی پایین تر و قابلیت ماشین کاری خوب بدست می آید . چدن مالیبل دارای استحکام و قابلیت انعطاف بیشتری از چدن های خاکستری است و همچنین دارای ساختاری یکنواخت و در نتیجه قابلیت ماشین کاری خوب می باشند. چدن چکش خوار را می توان با کیفیت سطحی خوب ماشین کاری کرد.این نوع چدن دارای مقاومت سایشی خوب و توانایی عالی برای سخت شدن سطحی یا عمقی با شعله یا روش القایی نیز می باشد.

 

چدن داکتیل یا چدن نشکن Ductile Cast Iron

چدن های نشکن یا چدن های با گرافیت کروی خانواده ای از چدن ها هستند و همانطور که از اسمشان پیداست شکل گرافیت در آنها کروی است .همین کروی بودن گرافیت ها باعث افزایش استحکام و چقرمگی در مقایسه با چدن های با گرافیت ورقه ای می گردد. اصولا چدن نشکن با افزودن منیزیم در چدن مذاب تولید می شود. ترکیب شیمیایی چدن نشکن، شبیه به چدن خاکستری است . اما مقدار گوگرد و فسفر آن کمتر است. از خواص چدن داکتیل میتوان نقطه ذوب پایین، ریخته گری مناسب، ماشین کاری عالی ، مقاومت سایشی خوب و شکل پذیری مطلوب را نام برد و برعکس چدن چکش خوار، میتوان انها را با ضخامت های مختلف نازک یا ضخیم، ریخته گری کرد.این نوع چدن بعد از چدن خاکستری بیشترین مصرف را در میان انواع چدن ها دارد .

 

چدن با گرافیت فشرده

گرافیت موجود در این نوع چدن به صورت پولک های کلفت دیده می شود که در درون هر سلول به یکدیگر متصل اند.این ساختار گرافیت و خواص ناشی از آن حالتی بینابین چدن خاکستری و چدن داکتیل است.شکل گرافیت فشرده مدت هاست که شناخته شده و آن را شبه پولک ، پولک متراکم، شبه کره ای، و گرافیت کرم مانند نیز می نامند. فرایند تولید این نوع چدن مشابه چدن داکتیل و مستلزم کنترل دقیق متالوژیکی و افزودن عناصر خاکی کمیاب است، و اما تولید چدن با گرافیت فشرده مستلزم افزودن عنصر آلیاژی دیگری از قبیل تیتانیم نیز هست تا تشکیل گرافیت کروی به حداقل برسد. چدن با گرافیت فشرده بیشترین قابلیت ریخته گری چدن خاکستری را حفظ میکند، استحکام کششی بیشتری دارد و تا حدودی نیز داکتیل است.با افزودن عنصرهای آلیاژی، یا انجام عملیات گرمایی می توان ساختار زمینه این چدن را تنظیم کرد.

چدن آلیاژی

این دسته از چدن ها شامل چدن های سفید آلیاژی ،چدن های خاکستری آلیاژی ، و چدن های داکتیل آلیاژی است . چدن های چکش خوار پر آلیاژ نمیشوند زیرا وجود عناصر آلیاژی مانع از انجام فرایند چکش خواری می شود. چدن های با گرافیت فشرده هنوز ، عمر چندانی ندارند و نمیتوان نقش انها را در عرصه چدن های آلیاژی ارزیابی کرد.

چدن های آلیاژی در مواردی که مستلزم مقاومت فوق العاده در برابر سایش، گرما، یا خوردگی است، به کار می روند.بعلاوه هنگامی که خواص فیزیکی غیرمتعارف،از قبیل انبساط گرمایی اندک، یا خواص غیر مغناطیسی در نظر باشد از این چدن ها استفاده می شود.قطعات ریختگی چدن آلیاژی به وسیله ریخته گری هایی تولید می شوند که در این زمینه تخصص دارند زیرا افزودن سه تا سی درصد عنصر آلیاژی به چدن مذاب مستلزم در اختیار داشتن تجهیزات ذوب، فنون ریخته گری، و کنترل کیفیت ویژه است.شناسایی و تعیین خواص ویژه مورد نیاز در چدن های آلیاژی غالبا بسیار دشوار است.بنابراین همواره آنها را بر اساس ترکیب شیمیایی مشخص میکنند.خواص مکانیکی مورد نظر را نیز در مواردی که اهمیت داشته باشند میتوان مشخص کرد. چدن های آلیاژی را براساس نوع کاربرد غیر متعارف و مشخصه های ویژه آنها دسته بندی می کنند.

 

برای این پست هیچ نظری ثبت نشده است !

ارسال نظر