چدن های خاکستری آلیاژهایی هستند که مبنای آنها سیستم آهن و کربن به علاوه  تعدادی از عناصر دیگر مانند سیلیس ، منگنز ،گوگرد و فسفر می باشد .مقدار ، اندازه شکل وپراکندگی گرافیت یا کاربید مبانی اصلی تعیین کننده خواص استحکام چدن های خاکستری می باشند و کنترل آنها اهمیت زیادی در تولید چدن خاکستری دارد گرافیت می تواند به صورت ورقه های درشت یا ریز به صورت پراکنده بوجود آید  مقاومت چدن بستگی به گرافیت آن دارد که از فرمول کربن معادل یعنی CE=%C+ 1/3(%Si+ %P) می توان محاسبه نمود.

شکل زیر ساختار چدن خاکستری با زمینه فریتی را نشان می دهد:

ساختار چدن خاکستری زمینه فریتی(Gray cast iron pictures)

در این نوع چدن کربن موجود در ساختمان در قسمتهای عمده و یا در تمام قسمتها به صورت ورقه های آزاد کربنی ( گرافیت ) می باشد. چدن گرافیتی که دارای مقطعی به رنگ خاکستری تیره و تقریباً سیاه است در تمامی چدنهایی که کربن به صورت آزاد در آنها وجود دارد در زمره خاکستری قرار می گیرد. که بهترین تقسیم بندی چدن ها از طریق متالوگرافی سطح مقطع آنهاست. ولی چدنها بر اساس درصد کربن موجود در آن نیز تقسیم بندی می شوند.

طبقه بندی چدنها که بر اساس مقدار کربن ترکیبی موجود در آنها


صورت گرفته است که در جدول نمایش داده شده اند. این جدول توجه به این دارد که ترکیب شیمیایی چدن تاثیر بسزایی بر گرافیتی شدن آن دارد.

گرافیت نوع A :

بهترین نوع گرافیت از لحاظ خواص مکانیکی و خاصیت جذب ارتعاش دارد. گرافیتهای رشته ای و کشیده هستند و وقتی به وجود می آید که سرعت سرد کردن پایین باشد

گرافیت نوع B :

این نوع گرافیت رشد دایره ای دارد و هسته های مشخصی دارند که در مرکز این هسته، فریت وجود دارد

گرافیت نوع C :

این نوع گرافیت در قطعات با مقاطع ضخیم ورقه های گرافیتی درشت و در مقاطع نازک گرانیتی به صورت ستاره ای دارد.


 نمونه زیر ساختار چدن خاکستری( گرافیت ورقه ای) با زمینه پرلیتی است:

ساختار چدن خاکستری زمینه پرلیتی(Gray cast iron pictures)


ساختار چدن خاکستری زمینه پرلیتی(Gray cast iron pictures)

تئوری آزمایش:

  علاوه بر زمینه های موجود در چون ها مثل فریت ، پرلیت ، سمنتیت و آستنیت ، فاز های دیگری به نام های بینیت ،مارتنزیت را نیزمی توان در چدن ها تولید نمود و زمینه چدن می تواند به صورت سوزنی شکل بوده که آن را بینیتی می گویند . این زمینه باعث افزایش استحکام و اصلاح مقاومت در مقابل سایش و همچنین ماشین کاری مناسب در قطعات شود . این نوع زمینه را نیز می توان از طریق عملیات حرارتی یا کوئینچ کردن در حضور عناصری نظیر مولیبدن و نیکل در قطعات به وجود آورد . با استفاده از مقادیر بیشتر این عناصر بدون عملیات حرارتی نیز می توان به این ساختار ها رسید . زمینه مشابه اما با سختی بالاتر که اصطلاحاً مارتنزیت نامیده می شود را نیز می توان در قطعات از طریق عملیات حرارتی یا افزودن عناصر آلیاژی بدست آورد مثل چدن های نیکل سخت و چدن های سفید کرم و نیکل دار .

کاربید ها :

    این ساختار در زمینه چدن ها به دلایل سرسع سرد کردن ، نیز در اثر حضور عناصر پایدار کننده کاربید مثل کرم ، گوگرد به وجود می آید که ساختار چدن سفید متشکل از کاربید آهن می باشد در رابطه با تحولات فازی نقش عناصر تلقیحی بسیار موثر می باشد .

تلقیح :

   شکل ، اندازه و نحوه توزیع گرافیت ها در چدن ها بستگی به تعداد جوانه ها دارد که قبل از شروع انجماد در مذاب وجود دارد .

جوانه زنی و رشد گرافیت برروی این جوانه ها انجام گرفته و لذا هرقدرتعداد این جوانه ها بیشتر باشد تعداد گرافیت های ایجاد شده بیشترخواهد بود و همچنین گرافیت ها کوچکتر خواهند شد ، این جوانه ها از طریق افزودن در بوته یا پاتیل و یا در سیستم راهگاهی مورد استفاده قرار می گیرد ، چنین عناصری مواد تلقیحی نامیده می شود و معمولاً قبل از ذوب ریزی به مذاب اضافه می شود . مقدار متداول این عناصر بین 0.2 تا 0.5 درصد می باشد .متداول ترین مواد تلقیحی فرو سیلیسیم 75% می باشد که می توان علاوه بر فروسیلیسیم محتوی 1 تا 1.5 درصد کلسیم و 1 تا 1.5 درصد آلمینیوم باشد و همچنین حدود 1 % استرانسیم که در قطعات با جداره نازک مورد استفاده قرار می گیرد .

 فرو سیلیسیم 75 % لازم است قبل از ذوب ریزی به  مذاب اضافه شود و بایستی سرباره چدن را کنار زده و این عناصر تلقیحی را در مذاب وارد نمود . فاصله زمانی از زمان افزودن این عناصر به مذاب حدوداً 10 دقیقه می باشد .

 

 

 


نوشته شده در تاريخ ۱۳۸۸/٥/۱٥ توسط رضا علیزاده-سید محمد درودی
.: Weblog Themes By Blog Skin :.

اسلایدر