ابزار کاربر

ابزار سایت


چدن_خاکستری

چدن خاکستری

چدن خاکستری ریزساختار گرافیتی خاصی دارد که باعث می‌شود مقطع شکست آن به رنگ خاکستری باشد. در این نوع چدن‌ها تمامی یا قسمت اعظم کربن بصورت آزاد (گرافیت) رسوب می‌کند. از نظر وزنی رایج‌ترین نوع چدن و پرکاربردترین ماده ریخته‌گری محسوب می‌شود. چدن خاکستری عمدتاً حاوی ۲٫۵ تا ۴ درصد کربن، ۱ تا ۳ 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.

به عبارتی هنگامي که ترکيب چدن مذاب و آهنگ سرمايش آن مناسب باشد, کربن موجود در آن در حين انجماد جدا مي شود و پولک هاي گرافيت را تشکيل مي دهد که درون هر سلول اوتکتيک به يکديگر متصل اند. گرافيت در درون مذاب از ناحيه لبه رشد مي کند و پولک مشخصه چدن خاکستري را تشکيل مي دهد. هنگامي که چدن خاکستري مي شکند, بخش عمده شکست در پولک هاي گرافيت رخ مي دهد, و به همين دليل رنگ مقطع شکست آن خاکستري است. از آنجا که بخش عمده قطعات ريختگي چدني را از جنس چدن خاکستري مي سازند, واژه عمومي چدن را, غالباً به غلط در مورد چدن خاکستري به کار مي برند.

خواص چدن خاکستري از ابعاد, مقدار, و توزيع پولک هاي گرافيت, و سختي نسبي فلز زمينه در پيرامون گرافيت, تأثير مي پذيرد.اين عوامل را مي توان با کنترل مقدار کربن و سيليسيم فلز مذاب و آهنگ سرمايش قطعه ريختگي تنظيم کرد. هرچه چدن آهسته تر سرد شود و مقدار کربن و سيليسيم آن بيشتر باشد, تمايل به ايجاد پولک هاي بيشتر و بزرگتر گرافيت, ساختار زمينه نرم تر, و استحکام کمتر افزايش مي يابد.

گرافيت پولکي خواص بي همتايي به چدن خاکستري مي بخشد که از جمله مي توان به ماشينکاري پذيري عالي در ترازهايي از سختي با بيشترين مقاومت در برابر سايش, توانايي مقاومت در برابر برهم سايي, و ميرايي لرزه عالي ناشي از خطي نبودن رابطه تنش- کرنش در تنش هاي نسبتاً کم اشاره کرد.

چندين عامل بر هسته زايي و رشد پولک هاي گرافيت تأثير مي گذارند. مقدار گرافيت و نيز ابعاد و توزيع آن تأثير مهمي برخواص چدن دارند.

در سیستم آهن-کربن پایدار، تمامی کربن بصورت گرافیت ظاهر می‌شود.

انواع چدن‌های خاکستری از نظر شکل گرافیت

• چدن‌های خاکستری با گرافیت کلوخه‌ای یا شکوفه‌ای یا چدن‌های مالیبل با چکش‌خوار

• چدن خاکستری با گرافیت ورقه‌ای یا فلسی یا پولکی

• چدن خاکستری با گرافیت کروی یا چدن داکتیل یا SG و یا چدن نشکن

• چدن خاکستری چشم گاوی (این نوع چدن ما بین خاکستری و سفید می‌باشد که به علت گرافیتهای نسبتاً بزرگ در بین فاز روشن رنگ فریت به این اسم مشهور است.

در سیستم آهن کربن ناپایدار نمی‌توان گفت تمام کربن به صورت گرافیت آزاد رسوب می‌کند چون شرایط تبرید و انجماد در نوع چدن حاصل نقش دارد.

انواع چدن‌ها از نظر فاز زمینه

• زمینه فریتی

• زمینه فریتی-پرلیتی

• زمینه پرلیتی

• زمینه مارتنزیتی

• زمینه آستنیتی

• زمینه بینیتی

تغيير کربن معادل در چدن هاي خاکستري

مقدار گرافيت هاي ورقه اي مهم ترين عاملي است که بر روي استحکام و خواص ديگر چدن خاکستري تأثير مي گذارد و تغيير در مقدار آن ها علت اصلي تغيير استحکام چدن هاست که با استاندارد انگليسي BS1452 مشخص شده و تا رديف هاي 260 و يا 300 تغيير مي کند.

ساختار زمينه در صورتي پرليتي کامل است که مقدار سيليسيم کمتر يا مقدار منگنز زيادتر باشد و به همين ترتيب بر اثر وجود مقادير بسيار کم و جزئي از عناصر پايدار کننده پرليت از قبيل: آرسنيک, کرم, مس, نيکل و قلع در مواد اوليه يا قراضه هاي برگشتي مي توان زمينه اي کاملاً پرليتي به دست آورد.

در مورد چدن هايي که داراي استحکام کمتري هستند, ساختار زمينه داراي اهميت کمتري نسبت به نوع گرافيت ها در چدن است, در صورتي که در چدن هاي با استحکام و مقاومت زياد, نوع ساختار زمينه اهميت زيادي دارد به طوري که در چنين مواردي سعي مي شود تا ساختارهايي کاملاً پرليتي و يا بينايتي توليد گردد.

تأثير تغيير ضخامت در ساختار ميکروسکوپي چدن خاکستري

به همان ترتيب که در استاندارد BS1452:1977 نشان داده شده است, با افزايش ضخامت قطعه در چدن خاکستري, استحکام افت مي کند و به همين دليل معمولاً يک نمونه ميله اي با قطر 30 ميلي متر به عنوان مرجع براي استحکام و ساختار مورد استفاده قرار مي گيرد.

تلقيح مواد گرافيت زا در چدن خاکستري

تلقيح يک ماده جوانه زا در چدن خاکستري عبارت است از اضافه کردن مقدار کمي از آن ماده به منظور آزاد شدن گرافيت ها از حالت ترکيبي سمنتيت (Fe3C? 3Fe + C ) که در اين حال سل هاي يوتکتيکي در ساختار چدن افزايش پيدا کرده و هم چنين فوق تبريد در حين انجماد نيزکاهش مي يابد.

در حقيقت تلقيح و اضافه کردن مواد گرافيت زا به عنوان کاتاليزور باعث سريع تر جدا شدن گرافيت ها از حالت ترکيبي گرديده و اغلب در چدن هاي با استحکام بيشتر و کربن کمتر مورد استفاده قرار مي گيرد و در نتيجه گرافيت هاي آزاد به ويژه در مقاطع نازک تر قطعه به سهولت ايجاد مي شود ولي در صورت عدم استفاده از چنين موادي کاربيدها و به ويژه سمنتيت در جداره خارجي و قسمت هاي نازک تر قطعه به وجود مي آيد.

به طور کلي مواد جوانه زا اغلب به صورت ترکيبات آلياژي شامل عنصر جوانه زاست که به طور مثال مواد جوانه زايي که در چدن ها مورد استفاده قرار مي گيرد, معمولاً فرو سيليسيم و کلسيم سيليسيد است که از عنصر سيليسيم غني است, هم چنين در مورد چدن ها از SMZ نيز استفاده مي شود.

يک ماده جوانه زاي مناسب عبارت از ماده اي است که افزودن مقادير کمي از آن بدون آن که تغيير قابل ملاحظه اي در ترکيب شيميايي آلياژ کند اثر مناسب و کافي بر روي ساختار داخلي ايجاد کند.

استحکام چدني که قبل از تلقيح يک ماده جوانه زا داراي ساختاري گرافيتي است, معمولاً پس از تلقيح به دلايل زير افزايش مي يابد:

الف) افزايش در تعداد سل هاي يوتکتيکي

ب) گرافيت هاي فوق تبريد اغلب همراه با فريت هستند و در صورت ايجاد گرافيت هاي بدون جهت در اين حالت, اغلب زمينه به صورت کاملاً پرليتي مي گردد که در نتيجه استحکام را افزايش مي دهد.

ج) مواد جوانه زاي سيليسيم دار مهمولاً حاوي آلومينيم هستند و وجود آلومينيم در چدن هاي پرليتي باعث ازدياد در استحکام آنها مي گردد.

برای اطلاعات بیشتر:

چدن

چدن سفید

چدن مالیبل (چکش خوار)

چدن نشکن (داکتیل)

چدن_خاکستری.txt · آخرین ویرایش: 2017/11/20 07:08 توسط maleki