logo
شرکت حامی آلیاژ آسیا (فولاد حامیران)
02163511
02162846000
logo

تفاوت چدن داکتیل و چدن خاکستری

چدن

چدن محصولی است از مجموعه آلیاژها، که بیس آهنی دارد. محصولی که در آن درصدهای متفاوتی از عناصر متمرکز و در ترکیب با هم آلیاژ چدن را تشکیل داده اند. هر چند در تمدن های اولیه، بشر توانایی ذوب سنگ آهن را نداشت؛ اما فلزکاران کم کم متوجه شدند که با گرم کردن فلز و استفاده از تکنیک های آهنگری، می توانند ناخالصی ها را از بین ببرند و سنگ آهن را به طور کامل ذوب کنند. آنها توانستند، آهن مذابی که از این طریق به دست می آید را به راحتی با چکش شکل دهند. این آهن، همان چدن است که به چهار دسته تقسیم می‌ شود: چدن خاکستری، سفید، نشکن و چکش‌ خوار (مالیبل). کاربرد هر یک از این انواع چدن بر اساس ترکیبات داخلی آن‌ ها متفاوت است و این تفاوت ها موجب می شود که محصولاتی متنوع و کارآمد در اختیار ما قرار گیرد. در این گزارش قصد داریم به تفاوت بین چدن داکتیل و چدن خاکستری بپردازیم:

چدن چیست؟

برای اینکه به تفاوت بین چدن داکتیل و چدن خاکستری بپردازیم ابتدا باید درخصوص چیستی چدن و نکات کلیدی آن آشنا شویم.

در حوزه مهندسی مواد؛ چدن، واژه ای عمومی است مثل فولاد. این واژه مشخص کننده گروه کاملی از فلزات با خواص گوناگون و متنوع است. آلیاژ کربن در این محصول بین ۲٫۱ الی ۶٫۲ درصد است. سیلیسیوم موجود هم بین 1 تا 3 درصد از وزن چدن را تشکیل می دهد. وجود کربن بیشتر باعث شده که چدن از نظر ویژگی های فیزیکی و کاربرد بسیار متفاوت از فولاد باشد. بنابراین چدن را باید آلیاژ آهن-کربن-سیلیسیوم دانست. وجود سیلیسیوم و کربن بسیار زیاد در چدن ها از آنها آلیاژهای ریختگی عالی می سازد.

 

چدن نشکن یا داکتیل چیست؟

یکی از انواع خانواده چدن که توسط محققان متالورژی در قرن بیستم به تولید رسید و از اتفاقات مهم در صنعت محسوب می شد؛ چدن داکتیل است. آنها برای رسیدن به این نوع چدن از ترکیبات موجود در چدن ‌های خاکستری استفاده کردند. چدن داکتیل که با نام های چدن نشکن، آهن نشکن، آهن گرافیت کروی، چدن گرافیت کروی و آهن SG نیز شناخته می شود، از بهترین نوع چدن ها محسوب می شود.

 

برای تولید چدن نشکن، مقدار کمی منگنز به آهن مذاب، اضافه‌ شده و ساختار گرافیتی آن را تغییر می‌ دهند. واکنش منگنز با اکسیژن و گوگرد موجود در آهن مذاب منجر به جمع شدن ذرات کروی آهن می‌ شود.

این چدن، از لحاظ ویژگی‌ های مکانیکی، شباهت زیادی با فولاد دارد. تنها تفاوت آن، سیالیت چدن نشکن در حالت مذاب بیشتر بوده و دمای ذوب آن نیز کمتر است. همانند چدن چکش‌ خوار، چدن نشکن انعطاف‌ پذیر است و برای ریخته‌ گری محصولات و قطعات مختلف با اندازه‌ ها و ضخامت‌ های گوناگون مورد استفاده قرار می‌ گیرد.

از ویژگی های چدن داکتیل، می توان به تجمع کروی شکل گرافیت ‌ها، هنگام انجماد اشاره کرد که موجب می شود تمرکز تنش قطعه به حداقل برسد. به همین جهت، چدن‌ داکتیل، نسخه‌ بهتر و کامل ‌تر چدن ‌های خاکستری است و از استحکام بالاتری نسبت به آن ‌ها برخوردار است.

 

کاربرد چدن داکتیل در صنعت

از جمله مهم ترین کاربردهای چدن می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • ساخت پل و لوله
  • انواع ماشین آلات
  • انواع ظروف
  • ساخت درپوش چاه
  • خطوط لوله گازی
  • ساخت خرپای سقف و پنجره
  • لوله‌ های آهنی مخصوص زیرساخت‌ های آب و فاضلاب
  • تولید چرخ‌ دنده
  • اجزای سیستم تعلیق
  • ترمز و سوپاپ
  • پمپ‌ ها
  • قطعات هیدرولیکی
  • محفظه‌ های توربین بادی.

چدن خاکستری چیست؟

چدن خاکستری، معمول ترین و تطبیق پذیرترین نوع چدن و پرکاربردترین فلز ریخته گری محسوب می شود. سطح این نوع چدن به رنگ خاکستری است و کربن به صورت لایه هایی از گرافیت در کریستال ها قرار می گیرد و از پیشرفت شکاف‌ های سطحی پس از شکستن فلز جلوگیری می‌ کند. وجود گرافیت باعث افزایش قابلیت براده برداری، دمپ کردن ارتعاشات و کاهش ضریب اصطکاک می شود. چدن خاکستری انعطاف پذیر است و در برابر فشار و سایش مقاوم است.

چدن خاکستری هرچند قابلیت چکش خواری ندارد، اما دانه‌ های گرافیتی آن باعث تراش‌ پذیری بسیار عالی فلز شده و کاربردهای گسترده‌ ای به آن می‌ دهند. ساختار گرافیتی این دسته از انواع چدن دارای ماتریکسی است که از فریت (هیدروکسید آهن)، پرلیت (آلیاژ آهن و کربن) و ترکیبی از این دو تشکیل‌ شده است.

این چدن با ساختار گرافیتی که دارد، به‌ راحتی می‌ تواند انرژی را دریافت و به گرما و حرارت تبدیل کند. این ویژگی برای ساختارهایی که در حین عملیات با لرزش‌ های ناخواسته مواجه می‌ شوند بسیار ضروری است.

از معروف‌ ترین انواع چدن خاکستری، ASTM با استاندارد بین‌ المللی A48 است. در این سیستم، آهن‌ های چدن خاکستری براساس قدرت کششی دسته‌ بندی می‌ شوند. برای مثال، چدن خاکستری کلاس 20 دارای حداقل قدرت کششی 20000 psi (140 Mpa) است.

 

کاربردهای چدن خاکستری در صنعت

معمولا از چدن خاکستری برای مواقعی استفاده می‌ شود که نیازمند سختی قابل‌ توجه، تراش‌ پذیری مناسب، تعدیل‌ کننده لرزش، ظرفیت حرارتی بالا و رسانای خوب گرما باشیم. برای مثال از چدن خاکستری در این موارد استفاده می شود:

  • بلوک‌ های داخلی سیلندر موتور
  • جعبه گیربکس
  • موتور دیسک ترمز
  • چرخ‌ دنده و ظروف آشپزی

روش تولید قطعات با چدن خاکستری:

  1. تولید قطعات در قالب های ماسه ای تر: قالب های ماسه ای تر، بهترین و عمومی ترین روش ریخته گری چدن های خاکستری است. در این روش برای مخلوط قالب گیری از ماسه، چسب و مواد سلولزی استفاده می شود. برای ریخته گری قطعات کوچک، پودر زغال بین 3 تا 6 درصد و برای قطعات بزرگ بین 6 الی 7 درصد استفاده می شود. این امر باعث کاهش ماسه سوزی و افزایش دیرگدازی و افزایش کیفیت سطحی قطعه شده و همچنین مانع از انبساط ماسه در فرآیند ذوب ریزی خواهد شد.
  2. روش ماسه ای خشک: تفاوت این روش با روش ماسه ای تر، کیفیت بالاتر و دقت بیشتر است که موجب می شود حفره های گازی کمتری به وجود آید. در این روش باید سطح داخلی قالب بین 1 تا 12 میلیمتر خشک شود.
  3. روش CO2: در این روش از ماسه سیلیسی استفاده می کنند که موجب چسیدن ذرات ماسه به هم می شود. این روش دقت بالاتری دارد و از تراشکاری کمتری برخوردار است و نیاز به درجه در مرحله ریخته گری ندارد. چسبی که در این روش استفاده می شود چسب سیلیکات سدیم است که با دمش گاز CO2 ایجاد سیلیس می کند.

تفاوت های کلیدی بین چدن داکتیل و چدن خاکستری

همانطور که در مطالب قبل گقتیم؛ چدن انواع گوناگونی دارد، دو مورد از مهم ترین انواع چدن، چدن خاکستری و چدن داکتیل است که به آنها اشاره کردیم. در ادامه می خواهیم تفاوت این دو چدن را بررسی کنیم.

یکی از مهمترین تفاوت ها میان این دو چدن، نوع و مقدار کربن به کار رفته در آنهاست. از دیگر تفاوت های این دو آلیاژ، قابلیت چکش خواری و داکتیلیتی است. هرچه مقدار منیزیوم موجود در چدن بیشتر باشد مقاومت و توانایی تحمل فشار در آن نیز بیشتر می شود. این عامل در چدن های داکتیل بسیار بیشتر از چدن های خاکستری است. قابلیت انبساط و تاب ارتجاعی، عامل دیگر این تفاوت بین چدن خاکستری و چدن داکتیل است.

برای بررسی بیشتر این دو چدن به نکات زیر دقت کنید:

  • هر دو چدن قابلیت ریخته گری شدن را دارند.
  • هر دو چدن در برابر خوردگی بسیار مقاوم اند.
  • هر دو چدن سطح سفت و سختی دارند.
  • چدن داکتیل برای استفاده به عنوان پاسنگ و یا وزنه تعادل بسیار کاربردی است.
  • براده برداری در چدن خاکستری به سهولت انجام می شود.
  • چدن داکتیل در برابر ضربه بسیار مقاوم است.
  • ضریب کشسانی چدن داکتیل بسیار بالا است.

مقایسه خواص فیزیکی چدن خاکستری و داکتیل:

مقایسه انواع چدن
انواع چدن خواص فیزیکی
استحکام کششی استحکام تسلیم ازدیاد طول سختی
خاکستری 150 – 400 _ _ 150 – 320
نشکن 450 – 550 310 – 380 10 -16 160 – 190

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

اسکرول به بالا