چدن چیست؟ بدون شک چدن ها یکی از قدیمی ترین فلزات در خدمت خانواده بشری هستند . بشر با ا ین فلز در عهد باستان ارتباط نزدیکی داشته و از آن برای تجهیز زندگی خود بهره می برده است .  در دنیای امروزد اهمیت، میزان مصرف و دسته های مختلف و بسیار مهم ایجاد شده در این فلز به حدی است که عموم طراحان، تکنسین ها و مهندسان و صنعتگران و حتی عامه مردم خود را نیازمند داشتن اطلاعات طبقه بندی شده و استاندارد آن می دانند.   چدن آلیاژی از آهن و کربن با مقدار کربن بین 2 تا 4 درصد و سیلیسیم بین 1 تا 3 درصد است. چدن ها سخت و شکننده هستند و ریخته گری آنها آسان است. چدن درواقع همان آهن خام تولیدشده در کوره بلند به هنگام ذوب کردن سنگ آهن است. از این آهن خام یا چدن، برای تولید فولاد استفاده می شود. ضمن این که، هزینه تمام شده تولید چدن کمتر از فولاد است. انواع چدن: چدن را می توان بر اساس نوع ریزساختار و رنگ سطح مقطع شکست به چدن خاکستری، چدن چکشخوار یا مالیبل و .چدن داکتیل طبقه بندی کرد. در ادامه به بررسی خواص وکاربرد هر یک خواهیم پرداخت . چدن خاکستری: این چدن ها آلیاژهایی هستند که مبنای آنها سیستم( اهن-کربن) و با تعداد دیگری از عناصر که مهمترین آن ها سیلیس، منگنز، گوگرد و فسفر می باشد. این دسته از چدن ها بر اساس قانون عمومی حضور کربن به مقدار بالا ، از فولاد متمایز می گردند. مبنای تعیین کننده در خواص و استحکام چدن خاکستری در مقدار ، شکل ، اندازه وپراکندگی گرافیت بوده که الزام کنترل بر آن ها به شدت مطرح می باشد. علت خاکستری نامیدن این چدن ها این است که مقاطع آن ها خاکستری و سیاهرنگ می باشد. عناوین و طبقه بندی کلی در این چدن ها به صورت زیر است: 1 کم آلیاژ، آلیاژ متوسط و آلیااژ بالا. 2 طبقه بندی بر اساس خواص مانند چدن مسوز، ضد سایش، ضد خوردگی  3 طبقه بندی در انواع ساختار های کریستالی مانند: دسته های فریتی،  پرلیتی بینیتی و  … اثر عناصر آلیاژی عمده در چدن خاکستری.  کربن: کربن در واقع اصلی تر ین عنصر چدن(پس از عنصر هن) است. در واقع حضورکربن در کنار آهن متریال چدن را تشکیل می دهد. درصد کربن به شدت در خواص مکانیکی موثر بوده و بر روی سختی، مقاومت، عمرخستگی و ضربه تاثیر زیادی دارد.  سیلسیم: این عنصر قوی‎ ترین عنصردر گرافیت زدایی به شمار می رود، حداکثر مقدار موثر سیلسیم به طور تقریب 3 درصد است، سیلسیم می تواند با آهن ترکیب شده و گرافیت آزاد  یجاد نماید. نیکل: نیکل وزن مخصوص چدن را بالا می برد، و به تقریب معادل نصف مقدار سیلیس به گرافیت سازی کمک می کند. نیکل موجب ریزدانگی می شود و در کنار عنصری مانند کروم موجب یکنواختی سطح می شود. کروم :عنصر کروم در چدن، کاربید پایدار می سازد، کروم باعث افزایش  استحکام و سختی چدن شده و محصول را ضدسایش می کند. مولیبدن: این عنصر به حفظ استحکام قطعه در درجه حرارت بالا کمک می کند، حضور مولیبدن موجب بهبودی سختی پذیری بوده و به یکنواختی قطعه ریخته گری شده کمک می کند. مس: در چدن های خاکستری موجب افزایش درجه سختی  و مقاومت در خوردگی و سایش خواهد شد. وانادیم: موجب سختی  چدن گردیده و مقاومت به سایش را افزایش می دهد . فسفر: موجب افزایش سیالیت چدن در ذوب میشود، اضافی آن موجب بالا رفتن سختی واستحکام کششی چدن می شود. چدن داکتیل(نشکن) :این نوع چدن از خانوادهای از چدن هایی هستند که حاوی گرافیت کروی شکل می باشند، حضور گرافیت ریز ساچمه ای شکل معرف این دسته از چدن‎ ها می باشد . کروی بودن شکل گرافیت ها موجب خواهد شد که استحکام، خواص فیزیکی و چقرمگی آن ها در مقایسه با چدن های خاکستری مورد توجه قرار بگیرد. اصولا چدن با گرافیت کروی (نشکن) با افزودن منیزیم در مذاب به صورت بهتری به وجود می آید و علت آن دمای بالا تبخیر این فلز نسبت به سا یر فلزات در کوره مذاب است . از و یژگی های خوب این خانواده چدن، عملیات  حرارت پذیری مناسب آن ها و قابلیت آن ها در حصول به ساختار های مختلف است. تاثیر عناصر مهم بر روی چدن کروی، سیسلیم: این عنصر جوانه زا و تاثیر مهمی در ساختار فیزیکی یا مکانیکی دارد، حضور این عنصر موجب کنترل ساختار در مرحله ریخته گری و عملیات حرارتی خواهد شد. فسفر: باعث افزایش استحکام فریت می شود و مقدار آن نباید از ۰.۰۵ درصد بالاتر رود چون افزایش آن موجب جدایش در مرز دانه می گردد، این عنصر مقاومت به ضربه را کاهش داده و استحکام کششی را افزایش می دهد. مس : مس باعث بالا رفتن استحکام فریت می شود، در چدن نشکن تا حد ممکن استفاده نمی شود زیرا حضور آن در این چدن آن را به عناصر جزئی حساس می نماید. منگنز: موجب استحکام فریت خواهد شد ، حضور منگنز موجب تمایل به جدایش درمرزدانه ها خواهد شد. نیکل: این عنصر استحکام فریت را بالا می برد ، حضور  نیکل در کنار سیلسیم برای تولید چدن های نشکن فریتی رایج است. چدن مالیبل(چکش خوار): این فلزات دارای خواص چک خواری  و خواص چقرمگی می باشند. درخیلی از موارد انتخاب چدن مالیبل در صنعت مورد تر جیح قرار دارد ز یرا ا ین فلز دارای مجموعه خواص ریخته گری مطلوب در کنار خواص چقرمگی، چکش خواری و ماشین کاری مناسب می باشد. استفاده از چدن مالیبل جهت مقاومت در شوک های مکانیکی مورد توجه قرار می گیرد، این چدن ها به طور اصولی از نوع هایپویوتکتیکی کم آلیاژ و  یا غیرآلیاژی می باشند که با امکان ایجاد گرافیتهای فشرده در آن می توان به جمعی از خواص مکانیکال مثل چکشخواری ، استحکام و امکان انجام عملیات حرارتی دست  یافت . موارد استفاده  چدن مالیبل: پرچکاری، سنبه کاری،  انجام فرایندهای کار سرد، قلا ویز کاری ، حصول به مقاطع نازک، مقاومت به سایش از جمله مصارف این فلز می باشد. تاثیر عناصر آلیاژی در چدن های مالیبل: عناصر معمول و مورد استفاده در چدن های مالیبل شامل  نیکل، مس، بیسموت و تلویم می باشد. استفاده از کروم و وانادیم به علت اینکه  کاربید  در آن پایدار شده و موجب تاخیر درعملیات گرافیت زدایی می گرددريال متداول نمی باشد . عناصری مانند بیسموت  و تلوریم( مقدار اندک) مانع تشکیل چدن خالدار می گردد ا.فزایش مس و مولیبدن به چدن مالیبل باعث افزایش استحکام و مقاومت به خوردگی می شود. چدن سفید: چدن سفید به علت ترکیب شیمیایی خاص در مفهوم عاری از گرافیت کربن است. چدن سفید ریخته گری در سطح خود یک انکسار سفید معرفی می کند. برای سایز مختلف مورد نیاز وکنترل سختی لازم است در ترکیب شیمیایی این  چدن به درستی انتخاب و مورد توجه قرارگیرد. چدن سفید ضد سایش حاوی کروم و  نیکل  بوده و دارای مقاومت سایشی بالایی است. این چدن کاربرد گستردهای در صنایع فولاد سازی، ریخته گری صنایع  سیمان و معدن، رنگ سازی ، ماشین ها ی لا یه رو بی، مته های حفاری و دستگاه های ساچمه زنی دارد . به علت حضور عناصر آلیاژی در زمینه میکروسکپی آن ها در سطح شبیه فولاد های عملیات حرارتی شده است. کاربرد چدن در صنعت: چدن به دلیل خواص قابل تحسین در ساخت تجهیزات متنوعی کاربرد دارد و در هر صنعتی می توان ردپای آن را دید. از جمله کاربردهای این آلیاژ در ساخت پل ها، درپوش چاه های فاضلاب، ماشین آلات، خرپای سقف(سازه فلزی مثلثی)، شاغول کردن، خطوط گازی، پنجره های دکوراتیو، قطعات معماری تزئینی، زنجیر چرخ، ظروف آشپزخانه مانند قابلمه ها و … اشاره کرد. از دیگر مواردی که از چدن استفاده می شود، می توان به چرخ دنده های خودرو، ترمزها،سوپاپ، قطعات هیدرولیکی، محفظه های توربین بادی و همچنین زیرساخت های آب و فاضلاب را ذکر کرد. کاربرد چدن در ساخت این گونه تجهیزات عمر و ماندگاری آن ها را به صورت قابل توجهی افزایش داده است.

افزودن نظر

در حال پاسخ به: [انصراف]

پیشنهاد میکنم پیشنهاد نمیکنم

5 ستاره 4 ستاره 3 ستاره 2 ستاره 1 ستاره

تعداد حروف باقی مانده: 500

  درج نظر