ابزار کاربر

ابزار سایت


چدن_سفید_چیست

چدن سفید

چدن سفید از میزان کربن کمتر و سرعت سرد کردن بیشتر حاصل می‌شود جاییکه بخش عمده کربن بصورت فاز نیمه پایدار Fe3C (سمنتیت) رسوب می‌کند تا کربن آزاد (گرافیت). مقطع شکسته شدهٔ این نوع چدن‌ها سفید نقره‌ای رنگ است. سمنتیت رسوب کرده از مذاب ذرات بزرگی در فاز یوتکتیک شکل می‌دهد.

فاز دیگر این نوع چدن آستنیت است که طی فرایند انجماد به مارتنزیت تبدیل می‌شود. این کاربیدهای یوتکتیک درشتتر از آن هستند که سخت گردانی رسوبی ایجاد کنند (مانند برخی فولادها که رسوب سمنتیت، با ممانعت از حرکت نابجاییها در فاز زمینه فریت، از تغییر شکل پلاستیک جلوگیری می‌کند). اما تا حدودی به دلیل سختی خود ذرات سمنتیت که بخشی از حجم ماده را اشغال می‌کنند، سختی کل افزایش می‌یابد بطوریکه سختی چدن سفید بر اساس قانون مخلوطها برآورد می‌شود.

در هر صورت سمنتیت‌ها سختی را افزایش و چقرمگی را کاهش می‌دهند. از آنجا که کاربید بخش بزرگی از ماده را می‌گیرد، چدن سفید را می‌توان نوعی سرمت به حساب آورد.

چدن سفید برای بسیاری مصارف بیش از حد ترد است ولی به لطف سختی خوب، مقاومت به سایش بالا و قیمت پایین در ساخت قطعاتی چون سطوح در معرض سایش (مانند پروانه توربین) در سیستم آهن-کربن پایدار، تمامی کربن بصورت گرافیت ظاهر می‌شود.

هرگاه ترکيب شيميايي چدن مناسب باشد, يا آهنگ سرمايش آن در حين انجماد به اندازه کافي تند باشد, چدن به گونه اي منجمد مي شود که همه کربن موجود در آن با آهن به صورت کاربيد آهن ترکيب مي شود. اين ترکيب که سمنتيت نيز ناميده مي شود سخت و ترد است و ترکيب غالب در ريزساختار چدن سفيد محسوب مي شود.

بنابراين چدن سفيد سخت و ترد و مقطع شکست آن سفيد و بلورين است زيرا اساساً گرافيت ندارد. استحکام فشاري چدن سفيد بسيار زياد و مقاومت آن در برابر سايش عالي است. اين نوع چدن در حالت گداخته سختي خود را تا مدت محدودي حفظ مي کند.

با افزايش آهنگ انجماد موضعي چدن, مي توان نواحي گزيده اي از قطعه ريختگي را به چدن سفيد تبديل کرد. قابليت ريخته گري چدن سفيد به خوبي چدن هاي ديگر نيست زيرا دماي انجماد آن معمولاً بالاتر است, و کربني که به صورت کاربيد آهن است منجمد مي شود. بنابراين ديگر گرافيت در به حداقل رسانيدن انقباض در حين انجماد نقشي ندارد. بخشي از قطعه ريختگي که با آهنگي معتدل جامد مي شود, هم گرافيت دارد و هم کاربيد آهن. اين ساختار را چدن ابلق مي نامند.

چدن سفيد سخت مي تواند در قطعه ريختگي از چدن نرم نيز به وجود آيد. دليل اين امر سرمايش سريع مقطعي نازک يا گوشه اي تيز از قطعه يا وجود پره اي بر روي قطعه ريختگي است که از وجود درزي در قالب ناشي شده است و باعث گرماگيري و افزايش آهنگ انجماد مي شود.

تأثیر عناصر آلیاژی در چدن سفید

به طور کلی حضور عناصر پایدارکننده کاربید و سمنتیت مانند کرم،تلریم،تیتانیم،وانادیم، منگنز و مولیبدن در ترکیب شیمیایی چدن موجب سهولت در تشکیل چدن سفید می شود.

قابلیت سفیدی شدن را می توان از طریق آزمایشهای مختلف از جمله آزمایش گوه تعیین نمود.

به طور کلی برای تهیه چدن های سفید که دارای کاربرد فراوانی در برابر سایش و سختی هستند می توان از عناصر پایدار کننده کاربید کمک گرفت.

کاربرد چدن سفید

چدن های سفید یکی از پرمصرف ترین آلیاژهای خانوادة چدن می باشد.زیرا دارای خواصی مثل استحکام فشاری بسیار زیاد،مقاومت سایشی عالی و سختی بالایی هستند و از این دسته از چدن ها عمدتاً در ساخت قطعات مقاوم در مقابل سایش در درجه حرارت های بالا در برخی از صنایع کاربرد دارند.

به علت وجود فاز کاربید در چدن های سفید،انعطاف پذیری آنها کم شده و در نتیجه مقاومت ضربه ای آنها پایین است.از این رو برای بهبود چقرمگی این چدن ها از برخی عناصر آلیاژی مثل کرم استفاده می کنند که علاوه بر ایجاد کاربیدهای سخت،چقرمگی قطعه نیز تا حدودی حفظ شود.

کاربید عنصر کرم معمولاً به صورتM7C3 است.

قطعات ساخته شده از چنین آلیاژی نه تنها در برابر سایش بلکه در برابر ضربه های احتمالی در حین کار نیز مقاومت خوبی دارند.

تلقیح چدن سفید

قبل از ریختن مذاب به قالب بایستی عمل تلقیح انجام گیرد . وظیفه مواد تلقیحی ایجاد چدن سفید، بهسازی خواص مکانیکی قطعات تولیدی می باشد.

مواد تلقیحی متداول عبارت اند از: آلومینیوم ،بر، بیسموت

مراحل انجام آزمایش:

بعد از محاسبه مواد شارژ آن را آماده کرده و درون بوته قرار داده و سپس به مدت زمان معینی در کوره قرار داده تا ذوب شود.

بعد از ذوب شدن گوه ای را که دارای اندازه های استاندارد بوده را قالبگیری کرده و بعد از خشک کردن قالب مذاب را درون قالب ریخته .بعد از منجمد شدن قطعه(گوه) زمانی که قطعه هنوز کاملاً سرد نشده است آن را از نوک گوه وارد آب می کنیم تا سرد شود در این حالت گوه دارای سه قسمت است : قسمت اول شامل چدن سفید و قسمت دوم شامل چدن ابلق(چدن سفید و خاکستری) و قسمت سوم چدن خاکستری است که ما با قسمت اول گوه کار داریم.

بعد از سرد کردن گوه در آب وارد مرحله سوهانکاری می شویم تا سطح قطعه کاملاً صاف شود .بعد از سوهانکاری ،مراحل سمباده زنی را شروع کرده و بعد از پایان مراحل سمباده زنی به سراغ مرحله پولیش می رسیم در این مرحله سطح قطعه بایستی کاملاً صیقلی بوده به طوری که تصویر شخص در آن معلوم باشد.

بعد از پولیش کردن قطعه را زیر میکروسکوپ برده و آن را مورد بررسی قرار می دهیم به دلیل اینکه این چدن،چدن سفید است بایستس در زیر میکروسکوپ دانه های گرافیتی وجود نداشته باشد به دلیل آنکه در این نوع چدن کربن به شکل ترکیبی وجود دارد و عاری از گرافیت آزاد می باشد.

بعد از مطمئن بودن از عدم وجود گرافیت در این نوع چدن آن را با محلول نایتال اچ می کنیم. زمان اچ برای چدن معلوم نیست ولی بعد از اینکه سطح چدن به رنگ تیره در آمد به معنی این است که چدن اچ شده است.

بعد از اچ کردن آن را شستشو داده و سپس خشک می کنیم. بعد از اچ و خشک کردن دوباره گوه را زیر میکروسکوپ قرار داده و ریزساختار آن را مشاهده می کنیم.

مواد شارژی که در تهیه چدن سفید هیپر مورد استفاده قرار گرفته بود عبارتند از:

1-فرو کرم:

از این نوع فروآلیاژ برای سفید کردن چدن استفاده می شود و مقدار آن برای تهیه چدن سفید به میزان 800گرم می باشد.

2-گرافیت گرانله:

مقدار درصد کربن مورد نظر برای تهیه چدن سفید هیپر باید بیش از 3/4% باشد .مقدار درصد کربن موجود در مواد شارژ کارگاه به میزان 3/4% می باشد که ما برای اینکه مابقی کربن را به مذاب وارد کنیم از گرافیت گرانله استفاده کردیم.

مقدار گرافیت گرانله مورد استفاده در تهیه این نوع چدن حدوداً یک کیلوگرم می باشد.

3-آلومینیم:

از آلومینیم برای تلقیح چدن سفید استفاده کرده و مقدار آن 005/0الی 1/0% می باشد.

4- سایر موارد زیر که در شارژ آمده است: کربن = 5/4 ، سیلسیوم =2/1 ، منگنز = 72/0 ، گوگرد= 13/0 و فسفر=13/0

برای تهیه این نوع چدن دوبار کار انجام داده ایم. بار اول چدن اصلاً سفید نبوده و بار دوم به علت اشتباه در کار به جای گرافیت گرانله از مواد دیگری که باعث پودر شدن مذاب شود استفاده کردیم.

برای مطالعه بیشتر:

چدن

چدن خاکستری

چدن مالیبل (چکش خوار)

چدن نشکن (داکتیل)

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