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:
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.
یکی از انواع خانواده چدن که توسط محققان متالورژی در قرن بیستم به تولید رسید و از اتفاقات مهم در صنعت محسوب می‌شد، چدن داکتیل است. آنها برای رسیدن به این نوع چدن از ترکیبات موجود در چدن‌های خاکستری استفاده کردند. چدن داکتیل که با نام‌های چدن نشکن، آهن نشکن، آهن گرافیت کروی، چدن گرافیت کروی و آهن SG نیز شناخته می‌شود، از بهترین نوع چدن‌ها محسوب می‌شود. این چدن از لحاظ ویژگی‌های مکانیکی شباهت زیادی با فولاد دارد، اما قیمت فولاد به دلیل فرآیندهای پیچیده‌تر تولید و خواص مکانیکی برتر، معمولاً بالاتر از چدن داکتیل است.
برای تولید چدن نشکن، مقدار کمی منگنز به آهن مذاب اضافه شده و ساختار گرافیتی آن را تغییر می‌دهند. واکنش منگنز با اکسیژن و گوگرد موجود در آهن مذاب منجر به جمع شدن ذرات کروی آهن می‌شود. سیالیت بیشتر چدن نشکن در حالت مذاب و دمای ذوب کمتر آن، از ویژگی‌های متمایز آن نسبت به فولاد است. این چدن، همانند چدن چکش‌خوار، انعطاف‌پذیر است و برای ریخته‌گری محصولات و قطعات مختلف با اندازه‌ها و ضخامت‌های گوناگون مورد استفاده قرار می‌گیرد. تجمع کروی شکل گرافیت‌ها هنگام انجماد، موجب کاهش تمرکز تنش در قطعه می‌شود و چدن داکتیل را به نسخه‌ای بهتر و کامل‌تر از چدن‌های خاکستری با استحکام بالاتر تبدیل می‌کند.
از جمله مهم ترین کاربردهای چدن می توان به موارد زیر اشاره کرد:
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.
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:
روش تولید قطعات با 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:
چدن داکتیل و چدن خاکستری دو نوع آلیاژ آهنی هستند که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. چدن داکتیل، به دلیل داشتن گرافیت‌های کروی، خواص مکانیکی بهتری نسبت به چدن خاکستری دارد و استانداردهای مختلفی مانند ASTM A536، ISO 1083 و EN 1563 برای کنترل کیفیت آن وجود دارند. چدن خاکستری با گرافیت‌های ورقه‌ای شناخته می‌شود و استانداردهای مشابهی مانند ASTM A48، ISO 185 و EN 1561 برای تنظیم خواص مکانیکی و شیمیایی آن به کار می‌روند.
این استانداردها شامل مشخصاتی همچون ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی، و میکروساختار هستند و در سطح بین‌المللی و ملی (مانند ISIRI 15969 در ایران) به کار می‌روند. رعایت این استانداردها در تولید و ارزیابی چدن‌ها، تضمینی برای کیفیت و عملکرد مناسب آنها در کاربردهای صنعتی است.
مقایسه خواص فیزیکی چدن خاکستری و داکتیل:
انتخاب مناسب بین چدن داکتیل و چدن خاکستری با همراهی فولاد حامیران
چدن داکتیل و چدن خاکستری هر یک با ویژگی‌های خاص خود، کاربردهای گسترده‌ای در صنعت دارند. انتخاب میان این دو نوع چدن به عواملی چون نیازهای پروژه، مقاومت موردنظر و هزینه‌های اقتصادی بستگی دارد. چدن داکتیل با استحکام و چقرمگی بالا در برابر ضربه‌ها گزینه‌ای ایده‌آل برای قطعات حساس و پرتنش است، در حالی که چدن خاکستری با قابلیت ریخته‌گری آسان و هزینه‌های کمتر، در کاربردهایی با فشار و تنش کمتر عملکرد بهتری ارائه می‌دهد.
در نهایت، برای دستیابی به بهترین انتخاب و بهره‌برداری بهینه از این مواد، میتوانید از مشاوره و خدمات تخصصی فولاد حامیران بهره‌مند شوید. این مجموعه با ارائه محصولات باکیفیت و مشاوره فنی حرفه‌ای، همراه مطمئنی در تأمین نیازهای صنعتی شما خواهد بود.
نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *
نام*
ایمیل*
وبسایت
ذخیره نام، ایمیل و وبسایت من در مرورگر برای زمانی که دوباره دیدگاهی مینویسم.
Δ
صفحه نخست
محصولات
تلگرام
اینستاگرام
