چدن ، حضور آهن در زندگی روزمره انسان ها به ۱۲۰۰ سال قبل از میلاد برمی گردد. از آن زمان تاکنون آهن در طیف وسیعی از مصارف، از ادوات کشاورزی تا سلاح های جنگی استفاده می شود. یکی از پر کاربردترین آلیاژهای آهن در صنایع گوناگون، چدن نام دارد. چدن، در واقع عضوی از خانواده آلیاژهای آهنی است. که با ترکیب عناصر مختلف با عنصر آهن تولید می شود.
چدن
یکی از آلیاژهای پرکاربرد در انواع آلیاژهای آهنی، چدن می باشد. اصلی ترین عناصر تشکیل دهنده این محصول ، عموماً آهن، کربن و سیلیسیم هستند. ولی عناصر دیگری مثل فسفر، گوگرد و منگنز نیز ممکن است در این آلیاژ استفاده شود. چدن انواع مختلفی دارد و در شکل ها و انواع متفاوت تولید و عرضه می شود. هر یک از انواع این محصول مانند چدن سفید، خاکستری، نشکن، چکش خوار و گرافیت فشرده، دارای خصوصیات و ویژگی های منحصر به فردی می باشد. این محصول در صنعت ساختمان سازی، کاربرد کمی دارد. ولی در صنایع پتروشیمی و پالایشگاهی مورد استفاده قرار می گیرد.
انواع چدن
این محصولات ، ترکیبات شیمیایی متفاوتی دارند و هر کدام نسبت به ترکیباتشان، دارای کاربردها و قابلیت های متفاوتی هستند. در ادامه با چند نمونه از انواع چدن آشنا خواهیم شد.
چدن سفید
چدن سفید، از ترکیب شدن کربن با آهن تولید می شود. قسمت عمده کربن به شکل نیمه پایدار (سمنتیت) رسوب می کند و ساختاری سخت، شکننده و با مقاومت فشاری بالا را به این محصول میبخشد. از دیگر مزایای این نوع چدن، می توان به مقاومت بالای آن در برابر فرسایش و صرفه اقتصادی آن اشاره کرد. همچنین اگر آهن سفید بریده شود، به دلیل عدم وجود گرافیت، سفید به نظر می رسد. تردی بیش از حد این نوع چدن باعث می شود که قابل استفاده برای بیشتر صنایع نباشد و فقط در ساخت پروانه توربین های باد کاربرد دارد.
چدن خاکستری
یکی از پرکاربردترین و مهم ترین آلیاژهای این محصول ، چدن خاکستری است. این قطعات مانند دیگر انواع چدن، انعطاف پذیر نیستند و استحکام کششی آن نیز کمتر است. اما رسانای حرارتی خوبی دارد. چدن های خاکستری از دو آلیاژ معروف با نام های GG-20 و GG-25 تشکیل شده اند که در صنایع متفاوتی مثل خودروسازی برای ساخت بدنه موتورهای الکتریکی، ساخت لوله و شیرآلات، پمپ‌سازی و ساخت قطعات، تجهیزات و ماشین آلات صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.
عناصری که در این محصول با عنصر آهن ترکیب می شود، شامل موارد زیر است:
- سیلیسیم: ۰/۵ الی۱/۵ درصد
- منگنز: ۰/۲ الی ۰/۸ درصد
- فسفر: زیر ۰/۱ درصد
- کربن: ۳/۵ الی ۴ درصد
- گوگرد: زیر ۰/۰۶ درصد
به دلیل شکل گرافیکی متفاوت چدن های خاکستری، آن ها به چند دسته تقسیم می شوند که این دسته ها عبارتند از:
- چدن خاکستری با گرافیت ورقه ای یا پولکی
- چدن خاکستری با گرافیت کروی
- چدن‌های خاکستری با گرافیت کلوخه ای یا شکوفه ای
- چدن خاکستری چشم گاوی
چدن نشکن (داکتیل)
یکی از نوین ترین نوع این محصول ، چدن نشکن می باشد. این محصول ، استحکام بسیار بالایی دارد و از چدن های خاکستری بهتر عمل می کند. از چدن های نشکن به دلیل داشتن استحکام و ماشین کاری خوب، در صنعت حمل و نقل برای ساخت میل لنگ ها استفاده می شود. همچنین این نوع آهن، برای لوله سازی نیز کاربرد دارد.
ترکیب شیمیایی
این محصولات ، از ترکیب عناصر اصلی و فرعی تولید می گردند. معمولا برای ساخت چدن ها از ۹۲ درصد آهن، ۲ الی ۴ درصد کربن و ۱ الی ۳ درصد سیلیسیم استفاده می شود و حدود یک درصد نیز، به عناصر دیگر اختصاص داده می شود. باید در زمان ترکیب عناصر به چدن، به مقدار هر یک از عناصر دقت کرد تا آلیاژ، خاصیت خود را از دست ندهد و ناخالصی نداشته باشد. این عناصر عبارتند از:
سیلیسیم: ذرات سیلیسیم در این محصول حدود ۴ % است که به نرمی و ماشینکاری کمک می کند و سختی و مقاومت الکتریکی را افزایش می دهد.
گوگرد: گوگرد تا ۰.۱% در این محصول وجود دارد و آن را سخت و شکننده می کند.
منگنز: وجود ۰.۷۵% منگنز در این محصول ، کاربید چدن را تقویت می کند و مقاومت چدن را در برابر سایش، افزایش می دهد.
کروم: کروم باعث افزایش سختی، مقاومت در برابر سایش، اکسیداسیون و خوردگی می شود.
نیکل: استحکام کششی را افزایش می دهد.
مولیبدن، تنگستن و وانادیوم: سختی پذیری را افزایش می دهد.
آلومینیوم و تیتانیوم: به عنوان اکسید کننده در فولاد عمل می کند.
نیوبیم و کبالت: سختی پذیری را کاهش و شکل پذیری را افزایش می دهد و منجر به افزایش مقاومت ضربه می شود.
نقطه ذوب
محصولات چدنی به دلیل داشتن ناخالصی، در برابر دیگر مواد، نقطه ذوب پایین تری دارند. نقطه ذوب چدن حدوداً بین ۱۴۲۰ تا ۱۴۷۰ درجه کلوین است.
مزایای این محصول
- خاصیت ریخته گری و ماشینکاری خوب
- مقاومت بسیار بالا در برابر سایش
- قیمت مناسب
- دارای ماندگاری بالا
- قابلیت چکش‌خواری
- مقاومت بالا در برابر تغییر شکل و حرارت
- استحکام فشاری آن سه تا پنج برابر بیشتر از فولاد
- دارای خواص ضد لرزش (یا میرایی) عالی است، بنابراین برای ساخت قاب ماشین آلات استفاده می شود.
- دارای خواص مکانیکی ثابت بین ۲۰ تا ۳۵۰ درجه سانتیگراد است.
معایب این محصول
- مستعد زنگ زدگی
- استحکام کششی ضعیف
- نسبت وزن به استحکام بالا
- شکنندگی بالا
- در مقایسه با فولاد، ماشین کاری ضعیفی دارد.
- نوع چدن سفید آن غیر قابل ماشین کاری است.
گروه صنعتی فولاد کاران از سال ۱۳۷۰فعالیت خود را در زمینه‌ی تولید و تامین مقاطع مختلف فولادی و آهن, از قبیل میلگردهای فولادی و آلیاژی , میلگردهای ساختمانی, انواع مقاطع ترانسمیسیون , ورق‌های آلیاژی , ورق‌های روغنی و سیاه و گالوانیزه‌ی هفت الماس ,آغاز نموده است . تلاش مجموعه فولادکاران در این مدت در جهت رضایتمندی و تامین دقیق سفارشات معطوف بوده است.
ما را در شبکه‌های اجتماعی دنبال کنید:
اینستاگرام : https://www.instagram.com/folad_karan_tehran
فیسبوک: https://www.facebook.com/jamal.fazli.948
لینکدین: https://www.linkedin.com/in/jamal-fazli-65890a1b6
پینترست: https://nl.pinterest.com/fuladk
آپارات: https://www.aparat.com/FuladKaran
