آخرین به روزرسانی
مقدمه
چدن به انگلیسی Cast Iron فلزی همه کاره است که کاربردهای منحصر به فرد بسیاری در دنیای تجارت و صنعت دارد.
وجود آهن در زندگی روزمره از حدود 1200 سال قبل از میلاد آغاز شد و طیف وسیعی از کاربردها از ابزار کشاورزی گرفته تا سلاح های جنگی را در بر گرفت. آهنگران به حرفه ای حیاتی تبدیل شدند که با آهن کار می کردند تا خواص آن را تغییر دهند و این ماده را به ابزار تبدیل کنند. هر روستا و شهری یک آهنگری داشت که در آن داس، خیش، میخ، شمشیر، شمعدان و غیره تولید می شد.
کشف ارزش آهن منجر به آنچه عصر آهن نامیده می شود گشت که علت این نامگذاری، سلطه این ماده در کاربردهای اجتماعی و نظامی بود. نقطه عطف دیگری برای فلزات در راه بود – انقلاب صنعتی نحوه تولید و کار فلزات به محصولات از جمله آهن را تغییر داد.
فهرست مطالب
انواع آهن
دو نوع اصلی آهن تولید می شود: آهن فرفورژه (wrought iron) و چدن (cast iron). در دل اینها، آلیاژ چدنی خانواده خود از فلزات را شامل می شود.
آهن فرفورژه(wrought iron)
اولین نوع آهن تولید شده و کار شده توسط آهنگران آهن فرفورژه بود. آهن فرفورژه عملاً آهن عنصری خالص (Fe) است که در کوره حرارت داده شده و سپس پیش از اینکه با چکش روی سندان شکل داده شود، ورز داده (کار) می شود. چکش کاری آهن بیشتر سرباره را از مواد دفع می کند و ذرات آهن را به هم جوش می دهد.
در طول انقلاب صنعتی و شتاب مرتبط با فعالیت های ساختمانی، کاربرد جدیدی برای آهن فرفورژه کشف شد. مقاومت کششی (مقاومت در برابر شکستن هنگامی که تحت کشش قرار می گیرد.) بالای آن، این ماده را برای استفاده به عنوان تیر در پروژه های ساختمانی بزرگ مانند پل ها و ساختمان های بلند ایده آل کرد. با این حال، استفاده از آهن فرفورژه برای این منظور، زمانی که محصولات فولادی (steel) با عملکرد برتر برای کاربردهای ساختمانی در اوایل قرن بیستم توسعه یافتند، تا حد زیادی کنار گذاشته شد.
آهن فرفورژه به خاطر قطعات تزئینی معروف شده است. کلیساهای قرون 15 و 16 شامل قطعات ظریف آهن فرفورژهای هستند که توسط صنعتگران ماهر تولید شده است. در دنیای مدرن، نرده ها، درها و نیمکت ها هنوز به عنوان قطعات سفارشی از آهن فرفورژه ساخته می شوند.
چدن(Cast iron)
چدن با ذوب آلیاژهای آهن-کربن که محتوای کربن بیشتر از 2 درصد دارند تولید می شود. پس از ذوب، فلز در قالب ریخته می شود (poured). تفاوت اصلی در تولید بین آهن فرفورژه و آلیاژ چدنی این است که آهن ریختهگری با چکش و ابزار آلات کار نمی شود. همچنین در ترکیب نیز تفاوت هایی وجود دارد. آهن ریختهگری حاوی 2 تا 4 درصد کربن و سایر آلیاژها و 1 تا 3 درصد سیلیکون است که عملکرد ریخته گری فلز مذاب را بهبود می بخشد. مقادیر کمی منگنز و برخی ناخالصی ها مانند گوگرد و فسفر نیز ممکن است وجود داشته باشد. تفاوت بین آهن فرفورژه و چدن را می توان در جزئیات ساختار شیمیایی و خواص فیزیکی نیز یافت.
اگرچه هر دو فولاد (steel) و چدن (cast iron) حاوی مقدار کمی کربن هستند و از نظر ظاهری شبیه به هم هستند، اما تفاوت های قابل توجهی بین این دو آلیاژ وجود دارد. فولاد حاوی کمتر از 2 درصد کربن است که به محصول نهایی امکان می دهد تا در یک ساختار میکروکریستالی واحد جامد شود. محتوای کربن بالاتر آهن ریختهگری به این معنی است که به عنوان یک آلیاژ ناهمگن جامد می شود و بنابراین ساختار میکرو کریستالی بیشتری در مواد وجود دارد.
ترکیب محتوای بالای کربن و وجود سیلیکون، به آلیاژ چدنی قابلیت ریخته گری عالی می دهد. انواع مختلف آهن ریختهگری با استفاده از تکنیک های مختلف عملیات حرارتی و فرآوری از جمله خاکستری (gray iron)، سفید (white iron)، مالیبل یا چکش خوار (malleable iron)، داکتیل یا نشکن (ductile iron) و با گرافیت فشرده (compacted graphite iron) تولید می شود.
آلیاژ چدنی خاکستری(Gray iron)
چدن خاکستری با شکل پوسته ای مولکول های گرافیت در فلز مشخص می شود. وقتی فلز شکسته میشود، شکست در امتداد پوستههای گرافیت رخ میدهد که این به سطح شکسته فلز رنگ خاکستری میدهد. نام چدن خاکستری از این ویژگی گرفته شده است.
میتوان با تنظیم سرعت خنکسازی و ترکیب، اندازه و ساختار ماتریس پوستههای گرافیت را در حین تولید کنترل کرد. چدن خاکستری به اندازه سایر اشکال آهن ریختهگری شکل پذیر نیست و مقاومت کششی آن نیز کمتر است. با این حال، رسانای حرارتی بهتری است و سطح بالاتری از میرایی ارتعاش دارد. ظرفیت میرایی آن 20 تا 25 برابر بیشتر از فولاد و بالاتر از تمام چدن های دیگر است. همچنین چدن خاکستری نسبت به سایر چدن ها آسان تر ماشین کاری می شود و خواص مقاومت در برابر سایش آن را به یکی از پرمصرف ترین محصولات آهن ریختهگری تبدیل کرده است.
آلیاژ چدنی سفید(White iron)
با محتوای کربن مناسب و سرعت خنک سازی بالا، اتم های کربن با آهن ترکیب می شوند تا کاربید آهن تشکیل شود. این بدان معنی است که مولکول های گرافیت آزاد کمی در ماده جامد شده وجود دارد. هنگامی که چدن سفید بریده می شود (sheared)، به دلیل عدم وجود گرافیت، سطح شکسته، سفید به نظر می رسد. ساختار میکروکریستالی سمنتیت (cementite) سخت و شکننده با مقاومت فشاری بالا و مقاومت سایشی خوب است.
در کاربردهای خاص مطلوب است که سطح محصول دارای چدن سفید باشد. این امر را می توان با استفاده از یک رسانای خوب گرما برای ساختن بخشی از قالب به دست آورد. این گرما را به سرعت از فلز مذاب از آن ناحیه خاص خارج می کند، در حالی که بقیه ریخته گری با سرعت کمتری خنک می شود.
یکی از محبوب ترین گریدهای چدن سفید، آهن Ni-Hard است. افزودن آلیاژهای کروم و نیکل به این محصول خواص عالی برای مقاومت در برابر ضربه کم و سایش لغزشی را می دهد.
چدن های سفید و آهن های Ni-Hard تحت طبقه بندی آلیاژهایی قرار می گیرند که به عنوان ASTM A532 (مشخصات استاندارد برای چدن های مقاوم در برابر سایش) نامیده می شوند.
آلیاژ چدنی مالیبل یا چکش خوار(Malleable iron)
چدن سفید می تواند از طریق فرآیند عملیات حرارتی (heat treatment) بیشتر به مالیبل یا چکش خوار تبدیل شود. یک برنامه طولانی گرمایش و سرمایش منجر به تجزیه مولکول های کاربید آهن می شود و مولکول های گرافیت آزاد را وارد آهن می کند. نرخ های خنک سازی متفاوت و افزودن آلیاژها، مالیبل با ساختار میکروکریستالی تولید می کند.
آلیاژ چدنی داکتیل یا نشکن(Ductile iron-Nodular iron)
چدن داکتیل یا نشکن، خواص ویژه خود را از طریق افزودن منیزیم به آلیاژ به دست می آورد. وجود منیزیم باعث می شود تا گرافیت برخلاف پوسته های چدن خاکستری به شکل کروی تشکیل شود. کنترل ترکیب در فرآیند تولید بسیار مهم است. مقادیر کمی از ناخالصی هایی مانند گوگرد و اکسیژن با منیزیم واکنش می دهند و بر شکل مولکول های گرافیت تأثیر می گذارند. درجه های مختلف داکتیل با دستکاری ساختار میکروکریستالی در اطراف گرافیت کروی تشکیل می شود. این امر از طریق فرآیند ریخته گری یا از طریق عملیات حرارتی به عنوان مرحله ای بعد از فرآیندی اصلی به دست می آید.
از آنجایی که داکتیل در اثر ضربه تغییر شکل می دهد، به جای اینکه به خرده های تیز خرد شود، از این ماده برای ساخت بولاردهای چدنی خود استفاده می کنیم. مشخصات ضربه ای داکتیل آن را مناسب برای بولاردها در نزدیکی تردد وسایل نقلیه تبدیل می کند.
بولاردهای چدنی پایههای عمودی و محکمی هستند که از جنس آهن ریختهگری ساخته شده و در اسکلهها، بنادر و محوطههای ساحلی برای پهلوگیری و مهار قایقها و کشتیها به کار میروند. این بولاردها به دلیل مقاومت بالا در برابر سایش، ضربه و خوردگی، انتخابی ایدهآل برای این محیطها هستند.
آلیاژ چدنی با گرافیت فشرده(Compacted graphite iron)
آهن ریختهگری با گرافیت فشرده دارای ساختار گرافیت و خواص مرتبطی است که ترکیبی از چدن خاکستری و سفید است. ساختار میکروکریستالی در اطراف پوسته های صاف گرافیت که به هم متصل هستند، تشکیل می شود. از آلیاژی مانند تیتانیوم برای جلوگیری از تشکیل گرافیت کروی استفاده می شود. آهن ریختهگری با گرافیت فشرده در مقایسه با چدن خاکستری، مقاومت کششی و شکل پذیری بالاتری دارد. ساختار میکروکریستالی و خواص را می توان با عملیات حرارتی یا افزودن آلیاژهای دیگر تنظیم کرد.
ترکیبات آلیاژ آهن ریختهگری
جدول زیر محدوده های ترکیب مختلف برای انواع مختلف چدن را نشان می دهد:
نوع چدن | کربن | سیلیکون | منگنز | گوگرد | فسفر |
---|---|---|---|---|---|
خاکستری | 2.5 تا 4.0 | 1.0 تا 3.0 | 0.2 تا 1.0 | 0.02 تا 0.25 | 0.02 تا 1.0 |
داکتیل | 3.0 تا 4.0 | 1.8 تا 2.8 | 0.1 تا 1.0 | 0.01 تا 0.03 | 0.01 تا 0.1 |
گرافیت فشرده | 2.5 تا 4.0 | 1.0 تا 3.0 | 0.2 تا 1.0 | 0.01 تا 0.03 | 0.01 تا 0.1 |
مالیبل (چدن سفید) | 2.0 تا 2.9 | 0.9 تا 1.9 | 0.15 تا 1.2 | 0.02 تا 0.2 | 0.02 تا 0.2 |
سفید | 1.8 تا 3.6 | 0.5 تا 1.9 | 0.25 تا 0.8 | 0.06 تا 0.2 | 0.06 تا 0.2 |
خواص مکانیکی
خواص مکانیکی یک ماده نشان می دهد که چگونه تحت تنش های خاص واکنش نشان می دهد، که به تعیین تناسب آن برای کاربردهای مختلف کمک می کند. مشخصات توسط سازمان هایی مانند انجمن آزمایش و مواد آمریکا (ASTM) تعیین می شود تا کاربران بتوانند با اطمینان از اینکه مواد با الزامات کاربردشان مطابقت دارند، آنها را خریداری کنند. رایج ترین مشخصات چدن خاکستری مورد استفاده ASTM A48 است.
به منظور واجد شرایط بودن محصولات چدنی مطابق با مشخصات آنها، یک روش استاندارد این است یک میلگرد فولادی یا چدنی با مشخصات شناخته شده، به همراه قطعات چدنی در قالب ریخته گری قرار میگیرد. پس از انجماد و سرد شدن، آزمایشهای استاندارد ASTM روی میلگرد آزمایشی انجام میشود. نتایج این آزمایشها، اطلاعات دقیقی در مورد کیفیت و خواص محصولات چدنی ارائه میدهد و برای تأیید صلاحیت کل فرآیند ریخته گری استفاده میشود.
مشخصات هنگام جوشکاری قطعات چدنی به هم نیز مهم است. جوش باید با خواص مکانیکی ماده ای که به هم جوش داده می شود مطابقت داشته باشد یا از آن بیشتر باشد – در غیر این صورت، ممکن است شکستگی و خرابی رخ دهد.
چند نمونه از خواص مکانیکی رایج عبارتند از:
- سختی: مقاومت ماده در برابر سایش و فرورفتگی
- چقرمگی: توانایی ماده برای جذب انرژی
- شکل پذیری: توانایی ماده برای تغییر شکل بدون شکستگی
- کشسانی: توانایی ماده برای بازگشت به ابعاد اولیه خود پس از تغییر شکل
- چکش خواری: توانایی ماده برای تغییر شکل تحت فشار بدون پارگی
- مقاومت کششی: بیشترین تنش طولی که یک ماده می تواند بدون پاره شدن تحمل کند
- مقاومت خستگی: بالاترین تنشی که یک ماده می تواند برای تعداد مشخصی از چرخه ها بدون شکستن تحمل کند
این جدول برخی از خواص مکانیکی کلیدی را برای انواع مختلف چدن خلاصه می کند.
نوع چدن | سختی برینل | مقاومت کششی | مدول الاستیسیته | % افزایش طول (در 50 میلی متر) |
---|---|---|---|---|
خاکستری کلاس 25 | 187 | 29.9 ksi | 16.1 Msi | – |
خاکستری کلاس 40 | 235 | 41.9 ksi | 18.2 Msi | – |
داکتیل گرید 60-40-18 | 130 – 170 | 60 ksi | 24.5 Msi | – |
داکتیل گرید 129-90-02 | 240 – 300 | 120 ksi | 25.5 Msi | – |
CGI گرید 250 | 179 حداکثر | 36.2 ksi حداقل | 3 | |
CGI گرید 450 | 207 – 269 | 65.2 ksi حداقل | 1 |
کاربردهای رایج
خواص مختلف انواع مختلف آهن ریختهگری به گونه ای است که هر نوع برای کاربردهای خاصی مناسب است.
کاربردهای چدن خاکستری
یکی از ویژگی های کلیدی چدن خاکستری، توانایی مقاومت در برابر سایش حتی زمانی است که روانکاری محدود باشد (به عنوان مثال، دیواره های سیلندر بالایی در بلوک های موتور). از چدن خاکستری برای ساخت بلوک موتور و سرسیلندر، منیفولد، مشعل های گاز، قطعات خام چرخدنده، محفظه ها و جعبه ها استفاده می شود.
کاربردهای چدن سفید
فرآیند سرد کردن (chilling) که برای ساخت چدن سفید استفاده می شود، منجر به یک ماده شکننده می شود که در برابر سایش و فرسایش بسیار مقاوم است. به همین دلیل، از آن برای ساخت آستر آسیاب، نازل های شات بلاست، لنت های ترمز راه آهن، محفظه های پمپ لجن، غلتک های نورد و سنگ شکن ها استفاده می شود.
کاربردهای داکتیل
خود چدن داکتیل را می توان به گریدهای مختلفی تقسیم کرد که هر کدام مشخصات و کاربردهای خاص خود را دارند. ماشین کاری آن آسان است، مقاومت خستگی و تسلیم خوبی دارد و در عین حال در برابر سایش مقاوم است. با این حال، شناخته شده ترین ویژگی آن شکل پذیری است. از داکتیل می توان برای ساخت سیبک فرمان، گاوآهن، میل لنگ، دنده های سنگین، اجزای سیستم تعلیق خودرو و کامیون، اجزای هیدرولیک و لولاهای درب اتومبیل استفاده کرد.
کاربردهای مالیبل
گریدهای مختلف چدن مالیبل مطابق با ساختارهای میکروکریستالی مختلف هستند. ویژگی های خاصی که مالیبل را جذاب می کند، توانایی آن در حفظ و ذخیره روان کننده ها، ذرات ساینده غیر ساینده و سطح متخلخل است که ذرات ساینده دیگر را به دام می اندازد. از مالیبل برای سطوح یاتاقان های سنگین، زنجیر، چرخ دنده، شاتون، اجزای سیستم انتقال قدرت و محور، واگن های راه آهن و ماشین آلات کشاورزی و ساختمانی استفاده می شود.
کاربردهای چدن با گرافیت فشرده
آهن ریختهگری با گرافیت فشرده (CGI) به دلیل ساختار میکروکریستالی منحصر به فرد خود، ترکیبی از خواص مفید را ارائه می دهد. این ماده مانند چدن داکتیل شکل پذیر است، اما مقاومت کششی و سختی بالاتری دارد. CGI در برابر ضربه و سایش مقاوم است و می تواند در دمای بالا کار کند. از CGI می توان برای ساخت بلوک موتور، سرسیلندر، دیسک ترمز، توربین های بادی، لوله های انتقال آب و فاضلاب، پمپ ها و شیرها استفاده کرد.
ماشینکاری و پرداخت
سختی چدن، انتخاب دقیق مواد ابزارآلات را برای ماشینکاری آن ضروری میکند. الماسهای روکشدار در محیطهای ماشینکاری تولیدی کارآمد هستند، اما با پیشرفت تکنولوژی، مواد جدیدتری به طور مداوم در حال توسعه هستند.
پرداخت سطح محصولات بسته به کاربرد آنها به طور قابل توجهی متفاوت است. چند کاربرد رایج عبارتند از:
- آبکاری الکتریکی: برای ایجاد یک پوشش فلزی روی سطح آهن ریختهگری، مانند کروم یا نیکل، برای افزایش مقاومت به خوردگی و بهبود ظاهر.
- غوطهوری گرم: غوطهور کردن قطعه در فلز مذاب، مانند روی، برای ایجاد یک پوشش محافظ و افزایش مقاومت به خوردگی.
- پاشش حرارتی: پاشش مواد مذاب بر روی سطح آهن ریختهگری برای ایجاد یک پوشش با خواص خاص، مانند سایش یا مقاومت به خوردگی.
- پوشش نفوذی: نفوذ یک عنصر به سطح آهن ریختهگری برای ایجاد یک لایه با خواص خاص، مانند افزایش سختی یا مقاومت به خوردگی.
- پوشش تبدیلی: ایجاد یک لایه شیمیایی روی سطح آهن ریختهگری برای تغییر خواص آن، مانند افزایش چسبندگی یا مقاومت به خوردگی.
- لعاب کاری چینی: پوشاندن سطح چدن با لعاب شیشه ای برای ایجاد یک سطح صاف، براق و مقاوم به خوردگی.
- پوشش آلی مایع: اعمال رنگ یا رزین روی سطح آهن ریختهگری برای محافظت از آن و بهبود ظاهر.
- پوشش آلی پودر خشک: پاشش پودر رزین روی سطح آهن ریختهگری و سپس پخت آن برای ایجاد یک پوشش محافظ و بادوام.
نکات مهم در ماشینکاری و پرداخت
- انتخاب ابزار مناسب: استفاده از ابزارهای با جنس و هندسه مناسب برای ماشینکاری چدن ضروری است.
- سرعت و برش مناسب: انتخاب سرعت و برش مناسب برای جلوگیری از ترک خوردن و لب پر شدن آهن ریختهگری ضروری است.
- خنک کاری مناسب: خنک کاری مناسب در حین ماشینکاری برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد و تغییر خواص آهن ریختهگری ضروری است.
- پرداخت مناسب: انتخاب روش پرداخت مناسب برای دستیابی به خواص مورد نظر برای محصول نهایی ضروری است.
مزایا
- مقاومت: چدن به دلیل مقاومت فشاری بالا شناخته شده است. این ماده می تواند بارهای سنگین را بدون خم شدن یا شکستن تحمل کند.
- مقاومت در برابر سایش: آهن ریختهگری به دلیل ساختار میکروکریستالی خود در برابر سایش مقاوم است. این امر آن را برای کاربردهایی که اصطکاک زیادی وجود دارد، مانند لنت های ترمز و چرخ دنده ها، ایده آل می کند.
- قابلیت ارتعاش: آهن ریختهگری به دلیل توانایی جذب ارتعاش، انتخابی عالی برای کاربردهایی است که لرزش و صدا وجود دارد.
- قابلیت ماشینکاری: آهن ریختهگری به راحتی ماشینکاری می شود، به این معنی که می توان آن را به اشکال مختلف درآورد.
- مقرون به صرفه بودن: آهن ریختهگری در مقایسه با سایر فلزات مانند فولاد، نسبتاً ارزان است.
معایب
- شکنندگی: چدن شکننده است و در صورت ضربه ناگهانی می تواند بشکند.
- وزن: آهن ریختهگری سنگین است، که می تواند آن را برای برخی کاربردها نامناسب کند.
- زنگ زدگی: آهن ریختهگری در معرض زنگ زدگی است، مگر اینکه با روکش محافظ پوشانده شود.
آینده آهن ریختهگری
از زمانی که بشر برای اولین بار 3000 سال پیش از آهن استفاده کرد، این فلز به بخش جدایی ناپذیر زندگی انسان تبدیل شده است. تولید آهن از کار آهنگری در طول قرن ها تا اختراع چدن در عصر صنعتی، مسیری طولانی را طی کرده است. از آن زمان تا کنون، آهن فرفورژه به جز موارد تزئینی، عملاً منسوخ شده است. در مقابل، آهن ریختهگری از نظر ترکیب، ساختار میکروسکوپی و خواص مکانیکی همچنان در حال پیشرفت است و به نقش آفرینی خود در دنیای مدرن ادامه می دهد.
سوالات متداول
فرآیند تولید چدن چگونه است؟
تولید آهن ریختهگری شامل مراحل زیر است:
استخراج و تصفیه سنگ آهن: سنگ آهن از معادن استخراج و سپس ناخالصی های آن تصفیه می شود.
ذوب آهن: سنگ آهن تصفیه شده در کوره ذوب می شود تا آهن خام تولید شود.
اضافه کردن کربن و سایر عناصر: کربن و سایر عناصر آلیاژی به آهن خام اضافه می شوند تا آهن ریختهگری تولید شود.
ریخته گری: مواد مذاب در قالب ریخته می شود تا شکل نهایی محصول را به خود بگیرد.
سرد شدن و عملیات حرارتی: آهن ریختهگری پس از ریخته گری سرد می شود و ممکن است تحت عملیات حرارتی قرار گیرد تا خواص آن بهبود یابد.
چه عواملی بر خواص مکانیکی چدن تاثیر می گذارند؟
عواملی که بر خواص مکانیکی تاثیر می گذارند عبارتند از:
نوع چدن: انواع مختلف آهن ریختهگری خواص مکانیکی متفاوتی دارند.
ترکیب شیمیایی: ترکیب شیمیایی، به ویژه میزان کربن و سایر عناصر آلیاژی، بر خواص مکانیکی آن تاثیر می گذارد.
ساختار میکروسکوپی: ساختار میکروسکوپی، به ویژه اندازه و شکل گرافیت، بر خواص مکانیکی آن تاثیر می گذارد.
عملیات حرارتی: عملیات حرارتی می تواند خواص مکانیکی را بهبود بخشد.
چدن چگونه بازیافت می شود؟
این آلیاژ آهن به راحتی قابل بازیافت است. فرآیند بازیافت شامل مراحل زیر است:
جمع آوری ضایعات: ضایعات از منابع مختلف جمع آوری می شوند.
خرد کردن ضایعات: ضایعات به قطعات کوچکتر خرد می شوند.
ذوب کردن ضایعات: ضایعات در کوره ذوب می شوند.
تصفیه مذاب: مذاب تصفیه می شود تا ناخالصی های آن حذف شوند.
ریخته گری مذاب: مواد مذاب در قالب ریخته می شود تا محصولات جدید تولید شود.
آیا چدن برای سلامتی انسان مضر است؟
چدن به طور کلی برای سلامتی انسان مضر نیست. با این حال، گرد و غبار چدن می تواند برای ریه ها مضر باشد. بنابراین، افرادی که با آهن ریختهگری کار می کنند باید از ماسک استفاده کنند.
جدول واژه های تخصصی
واژه تخصصی انگلیسی | معنای مصطلح فارسی | توضیح خلاصه |
---|---|---|
Cast iron | چدن | آلیاژی از آهن با درصد کربن بیش از 2% |
Wrought iron | آهن فرفورژه | نوعی آهن با شکل پذیری بالا |
Blacksmith | آهنگر | فردی که با چکش کاری و شکل دادن به آهن محصولات مختلفی می سازد |
Slag | سرباره | مواد ناخالصی حاصل از ذوب فلزات که باید جدا شوند |
Microcrystalline structure | ساختار میکروسکوپی | ساختار داخلی ماده در مقیاس میکروسکوپی که تأثیر مستقیمی بر خواص آن دارد |
Castability | قابلیت ریخته گری | توانایی ریخته گری یک فلز مذاب به شکلی خاص در قالب |
Graphite flake | پولک گرافیت | بلورهای صفحه ای گرافیت درون چدن ها |
Damping capacity | ظرفیت میرایی | توانایی یک ماده در جذب انرژی و کاهش ارتعاشات و صدا |
Hardscape products | محصولات سنگفرش | محصولاتی که برای محوطه سازی و سنگفرش معابر استفاده می شوند |
Patina | پتینه | لایه ای از ترکیبات مختلف که تحت شرایط محیطی روی سطح فلزات تشکیل می شود |
White iron | سفید | نوعی چدن با ساختار سخت و شکننده به دلیل وجود کاربید آهن |
Cementite | سمنتیت | (کاربید آهن) ترکیب بسیار سخت و شکننده از آهن و کربن با فرمول Fe3C |
Malleable iron | مالیبل یا چکش خوار | نوعی شکل پذیر که با عملیات حرارتی و تشکیل گرافیت کروی از چدن سفید تولید می شود |
Ductile iron | داکتیل یا نشکن | چدنی با استحکام و انعطاف پذیری بالا که با افزودن منیزیم و ایجاد گرافیت کروی تولید می شود |
Compacted graphite iron | چدن با گرافیت فشرده | چدنی با استحکام و هدایت گرمایی بالا با ساختاری مرکب از گرافیت لایه ای فشرده |
Hardness | سختی | مقاومت ماده در برابر سایش و نفوذ |
Toughness | چقرمگی | توانایی ماده در جذب انرژی قبل از شکست |
Ductility | انعطاف پذیری | توانایی ماده در تغییر شکل بدون شکست |
Elasticity | کشسانی | توانایی ماده در بازگشت به شکل اولیه پس از حذف تنش |
Malleability | چکش خواری | توانایی ماده در تغییر شکل تحت فشار بدون شکست |
Tensile strength | استحکام کششی (مقاومت کششی) | بیشترین تنش کششی که یک ماده قبل از پاره شدن می تواند تحمل کند |
Fatigue Strength | استحکام خستگی | بیشترین تنش که یک ماده برای تعداد چرخه مشخصی قبل از شکست می تواند تحمل کند |
خلاصه
چدن یک ماده همه کاره با طیف وسیعی از کاربردها است. این ماده به دلیل مقاومت، مقاومت در برابر سایش، قابلیت ارتعاش و قیمت مناسب شناخته شده است. چدن در اشکال مختلفی از جمله خاکستری، سفید، داکتیل، مالیبل و چدن با گرافیت فشرده موجود است. هر نوع آن خواص و کاربردهای خاص خود را دارد.این مقاله برای اولین بار در سایت بازارگاه الکترونیکی ساخت و تولید ایران به نشانی digimfg.ir منتشر شده است.
منابع
سلب مسئولیت
محتوای ارائه شده در این صفحه وب صرفا جنبه اطلاع رسانی دارد. DIGIMFG هیچگونه ضمانت یا مسئولیتی، چه به صورت صریح یا ضمنی، در خصوص صحت، کامل بودن یا اعتبار اطلاعات بر عهده نمی گیرد. پارامترهای عملکرد، تلرانس های هندسی، ویژگیهای طراحی خاص، کیفیت یا نوع مواد، یا فرایندها را نباید نمایانگر آنچه توسط تأمین کنندگان یا تولیدکنندگان شخص ثالث در شبکه DIGIMFG ارائه میشود، دانست. خریدارانی که به دنبال دریافت قیمت هستند موظفند تا الزامات فنی ویژه موردنیاز برای قطعات را تعریف کنند. برای کسب اطلاعات بیشتر، لطفاً به شرایط و ضوابط ما مراجعه کنید.
مطلب بسیار جامع و کاربردی بود. میخواستم بدانم که کدام نوع چدن برای ساخت قطعاتی که همزمان نیاز به مقاومت در برابر سایش و ضربه دارند، مناسبتر است؟ مثلاً برای استفاده در لوازم صنعتی مثل پمپها و تجهیزات سنگین.
سلام محمد رضا جان،
بسیار خوشحالم که مقاله برای شما مفید بوده است. برای قطعاتی که هم به مقاومت در برابر سایش و هم مقاومت در برابر ضربه نیاز دارند، چدن داکتیل (چدن نشکن) گزینه مناسبی است. این نوع چدن به دلیل ویژگیهای منحصر به فرد خود از جمله استحکام بالا و انعطافپذیری، در بسیاری از تجهیزات صنعتی مانند پمپها و قطعات سنگین استفاده میشود. همچنین اگر نیاز به مقاومت سایشی بیشتری دارید، چدن سفید نیز گزینهی خوبی است، اما معمولاً به دلیل شکنندگی بیشتر، در برابر ضربههای ناگهانی آسیبپذیرتر است.
موفق باشید!
سلام و خسته نباشید. در مورد چدنهای با گرافیت فشرده شنیدهام که کاربردهای خاصی در صنعت خودروسازی دارند. میتوانید بفرمایید دقیقاً چه کاربردهایی دارند و چرا برای این صنعت مناسب هستند؟
سلام سارا جان،
بله، کاملاً درست است. چدن با گرافیت فشرده (CGI) به دلیل ترکیب خواص خوب از جمله مقاومت کششی بالا، شکلپذیری مناسب، و مقاومت در برابر سایش و دما، در صنعت خودروسازی بسیار محبوب است. از این نوع چدن به طور خاص برای ساخت بلوکهای موتور، سرسیلندرها، و سیستمهای ترمز استفاده میشود. مقاومت CGI در برابر دماهای بالا و تنشهای مکانیکی، آن را به گزینهای ایدهآل برای این قطعات که نیاز به دوام و عملکرد مطمئن دارند، تبدیل کرده است.
امیدوارم توضیحات مفید بوده باشد!