چدن چیست و چه انواعی دارد؟ - آرتان پرس | مرجع رسمی اطلاع رسانی فولاد | آرتان پرس | مرجع رسمی اطلاع رسانی فولاد

شنبه, ۲۱ فروردین , ۱۴۰۰ 28 شعبان 1442 Saturday, 10 April , 2021 ساعت ×
× کاربر گرامی! قیمت محصولات فولادی بروز رسانی شد مشاهده قیمت ها
دانشنامه

چدن چیست و چه انواعی دارد؟

شناسه : 43052 ۱۴ فروردین ۱۴۰۰ - ۱۷:۰۰ منبع : آرتان فولاد ایرانیان
آلیاژها عمدتا به دو دسته آهنی و غیر آهنی تقسیم می شوند. چدن یک آلیاژ آهنی است که کاربردهای خاصی در صنعت دارد. بارزترین ویژگی چدن ترد و شکننده بودن است.
چدن چیست و چه انواعی دارد؟
پ
پ

بدون شک شما هم ظروف چدنی را دیده اید. حتی شاید در آشپزخانه خود از این ظروف استفاده می کنید. چدن ها آلیاژهای آهنی هستند که بخش عمده ای از کربن آن ها در طی انجماد به صورت های خاصی رسوب می کند. نحوه تشکیل کربن آزاد، شکل و نوع آن، تعیین کننده نوع چدن است. برای این که بدانید چدن چیست و چه کاربردها و انواعی دارد، ما را تا انتهای این مقاله همراهی کنید.

*** چدن چیست؟

چدن یک آلیاژ آهنی است که حدود ۹۲% آهن، ۴-۲% کربن و ۳-۱% سیلیسیوم دارد. عناصر دیگری که در چدن وجود دارند، شامل منگنز، فسفر و گوگرد هستند. البته گاهی اوقات برای دست یابی به خواص مورد نظر، عناصری مانند آلومینیوم، منیزیم، مس، سدیم، کروم، وانادیوم و … نیز به آن افزوده می شود.

قطعات چدنی

*** ویژگی های چدن چیست؟

  • ذوب بدون خمیری شدن
  • مقاومت به خوردگی بالا
  • مقاومت فشاری بالا
  • مقاومت در برابر حرارت
  • مقاومت به ضربه کم
  • قابلیت بالا در جذب ارتعاش
  • ترد و شکننده
  • سیالیت خوب مذاب آن
  • دمای ذوب کمتر نسبت به فولاد
  • قابلیت ریخته گری خوب
  • سهولت تولید
  • مقرون به صرفه
  • وزن سنگین

*** انواع چدن

چدن انواع مختلفی دارد که در ادامه با آن ها آشنا می شوید.

*** چدن خاکستری چیست؟

چدن خاکستری از پرکاربردترین چدن هایی است که در صنعت استفاده می شود. در بازار وقتی واژه چدن را می شنوید، غالبا منظور چدن خاکستری است. رنگ این چدن به دلیل وجود مقدار زیادی از گرافیت، خاکستری است و به همین دلیل به این نام معروف شده است. این چدن سرعت سرمایش پایینی دارد. سطح مقطع چدن خاکستری دانه بندی درشت و تیره ای دارد. خواص چدن خاکستری ناشی از سختی فاز زمینه و همچنین اندازه، مقدار و توزیع پولک های گرافیت است. طبق چیزی که در استاندارد BS1452:1977 آمده است، با افزایش ضخامت این چدن، استحکام آن کاهش می یابد.

چدن خاکستری

*** چدن داکتیل چیست؟

ویژگی هایی مانند مقاومت به سایش عالی، نقطه ذوب پایین، قابلیت خوب ماشین کاری و انعطاف پذیری آن را به گزینه مطلوبی و خاصی در صنعت تبدیل کرده است. گرافیت در این چدن به شکل کره است.

چدن داکتیل

*** چدن سفید چیست؟

رنگ این چدن سفید است و مقدار کربن موجود در آن کمتر است. بنابراین انعطاف پذیری کمتری هم دارد. در مقابل استحکام فشاری و مقاومت سایشی آن عالی است. سرعت سرد کردن چدن سفید بیشتر از سایر چدن ها است. به طوری که بخش زیادی از کربن به صورت Fe۳C رسوب می کند. این فاز که سمنتیت نام دارد، سختی را افزایش و انعطاف پذیری را کاهش می دهد. قابلیت ریخته گری چدن سفید به خوبی سایر چدن ها نیست. زیرا نقطه انجماد آن بالاتر است. از چدن سفید عموما در ساخت وسایل کوچک استفاده می شود. سطح مقطع چدن سفید دانه های ریز و درشتی دارد.

*** چدن مالیبل چیست؟

شکل برفکی، چکش خواری و خواص مکانیکی مطلوب از ویژگی های بارز این نوع چدن است. این چدن از عملیات حرارتی چدن سفید تولید می شود. به این صورت که کاربید آهن تجزیه شده و کربن آزاد به شکل برفک رسوب می کند. ویژگی این چدن این است که بیشتر کربن موجود در آن به صورت گره های نامنظم است.

چدن مالیبل

*** چدن با گرافیت فشرده چیست؟

گرافیت این چدن به شکل پولک های ضخیم است. این ساختار آن را به چدنی مابین چدن خاکستری و چدن داکتیل تبدیل کرده است. به شکل گرافیت این چدن، پولک، شبه پولک، پولک متراکم، شبه گره و کرم مانند هم می گویند. فرآیند تولید چدن با گرافیت فشرده شبیه چدن داکتیل است و باید کنترل دقیق متالورژیکی روی آن صورت بگیرد. مثلا در هنگام افزودن عناصر آلیاژی باید تیتانیوم هم اضافه کرد تا گرافیت کروی کمتر تشکیل شود.

چدن با گرافیت فشرده

تاثیر عناصر آلیاژی بر فولاد و چدن را اینجا بخوانید.

*** چدن آلیاژی چیست؟

با توجه به این که چدن های مالیبل و چدن های با گرافیت فشرده، پر آلیاژ نمی شوند، از چدن های آلیاژی استفاده می شود. در چدن های مالیبل وجود عناصر آلیاژی مانع از انجام فرآیند چکش خواری می شود. چدن های با گرافیت فشرده هم عمر زیادی ندارند. چدن های آلیاژی در مواقعی که مقاومت به سایش، مقاومت به حرارت و مقاومت به خوردگی بالا مورد نیاز است، تولید می شوند. همچنین در مصارفی که خواص غیر معمولی مانند انبساط گرمایی پایین و خواص غیر مغناطیسی مد نظر باشد، استفاده می شوند. شناسایی و مشخص کردن خواص لازم در چدن های آلیاژی معمولا دشوار است. به همین دلیل آن ها را بر اساس ترکیب شیمیایی مشخص می کنند.

*** انواع چدن از نظر فاز زمینه

*** پرلیتی

این چدن در مصارفی که استحکام و مقاومت بالایی نیاز است، استفاده می شود. زمینه پرلیتی در صورتی حاصل می شود که مقدار سیلیسیوم کم و یا مقدار منگنز بالا باشد. همچنین در صورت افزودن عناصر پایدار کننده مانند آرسنیک، کروم، مس، نیکل و قلع می توان به این زمینه دست یافت.

*** بینیتی

از این چدن نیز برای کاربردهای استحکام بالا استفاده می شود.

علاوه بر این ها زمینه چدن می تواند فریتی، فریتی پرلیتی، مارتنزیتی و آستنیتی باشد.

*** انواع چدن از نظر شکل گرافیت

  • گرافیت کلوخه‌ ای یا شکوفه ای (مالیبل)
  • گرافیت ورقه ای یا پولکی
  • گرافیت کروی (داکتیل)
  • گرافیت چشم گاوی (گرافیت های بزرگ در زمینه فریتی)

*** کاربردهای چدن

لوله های چدنی نسبت به لوله های پلاستیکی، آلودگی صوتی کمتری ایجاد می کنند. این لوله ها همچنین غیر قابل احتراق هستند و طول عمر بالایی دارند. ظروف چدنی از مواد آشنایی هستند که تقریبا در هر خانه ای پیدا می شوند. در موتور وسایل نقلیه ای مانند کامیون نیز از چدن استفاده می کنند. از چدن در ساخت پروفیل پنجره، شیرآلات، سوپاپ ها، یراق آلات، ناودانی، درپوش کف خیابان ها و … هم استفاده می شود.

لوله های چدنی

*** روش تولید چدن

برای تولید چدن، سنگ آهن استخراج شده از معادن را در کوره تبدیل به آهن خام می کنند. به این صورت که ناخالصی های سنگ آهن جدا شده و آهن خام به صورت مذاب به دست می آید. اگر در کوره مبدل وجود داشته باشد، می توان آهن خام را به صورت مستقیم به چدن تبدیل کرد. آهن خام با مقداری قراضه ذوب می شود. به این ترتیب مقداری از کربن و ناخالصی هایی مانند گوگرد و فسفر سوخته و به صورت سرباره خارج می شوند. مذاب باقی مانده حاوی منگنز، چدن است که به کوره نگه دارنده یا قالب منتقل می شود. در موارد خاصی چدن در کوره بلندی به نام کوره کوپل ذوب می شود. به جز این موارد در کوره الکتریکی ذوب می شود.

*** تفاوت های فولاد و چدن چیست؟

چدن نسبت به فولاد، مقدار بیشتری کربن دارد.

دمای ذوب چدن از فولاد کمتر است.

فولاد مقاومت به خوردگی بالاتری نسبت به چدن دارد.

چقرمگی فولاد از چدن خیلی بیشتر است.

چدن با مواد قالب واکنش پذیری کمتری دارد.

*** چهار روش تشخیص چدن و فولاد

سطح فولاد براق است. در حالی که سطح چدن مات و کدر است.

با قرار دادن لبه قطعه زیر سنگ رو میزی و انجام تست جرقه، می توان فولاد و چدن را از هم تمیز داد. به این صورت که جرقه چدن طول کم، رنگ قرمز و نوک برفکی شکل دارد. اما جرقه فولاد بلند، سفید و سوزنی شکل است.

با ماشین کاری قطعه نیز می توان به ماهیت آن پی برد. به این صورت که اگر براده های حاصل از ماشین کاری شکننده و ناپیوسته بودند، قطعه چدنی و در غیر این صورت فولادی است.

از رنگ مذاب هم می توان تفاوت فولاد و چدن را تشخیص داد. رنگ مذاب چدن قرمز و رنگ مذاب فولاد سفید است.

منبع: آرتان فولاد ایرانیان

این مطلب بدون برچسب می باشد.

ثبت دیدگاه

  • دیدگاه های ارسال شده توسط شما، پس از تایید توسط تیم مدیریت در وب منتشر خواهد شد.
  • پیام هایی که حاوی تهمت یا افترا باشد منتشر نخواهد شد.
  • پیام هایی که به غیر از زبان فارسی یا غیر مرتبط باشد منتشر نخواهد شد.