خواص و جوش پذیری انواع چدن
چدن به موادی گفته می شود که از آهن با بیش از 2 درصد کربن تشکیل شده باشد که در آن چدن فلزی همه کاره است. در طیف گسترده ای از مصرف کنندگان و همچنین در کاربردهای تجاری استفاده می شود. از چدن برای ساخت سلاح و همچنین برخی محصولات کشاورزی از دوران باستان استفاده می شود. مشخص شده است که تبدیل به یک نوع فلز در حال افزایش است که در صنایع بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. عمدتاً همه چدن ها دارای ترکیب کربن بیش از 2٪ هستند، چندین نوع دیگر از چدن وجود دارد که هر کدام دارای ویژگی منحصر به فردی هستند.
قابلیت جوشکاری قطعات چدنی بر حسب نوع چدن وجود دارد اما جوشکاری چدن مانند آهن و فولادی، آلومینیوم و مس جوشکاری ساده ای نیست. دلیل اصلی مشکل ساز بودن جوش چدن، محتوای کربن بالا است. در طول فرآیند جوشکاری، این کربن به داخل فلز جوش یا ناحیه متاثر از گرما در مجاورت فلز جوش مهاجرت می‌کند و باعث افزایش سختی و شکنندگی می‌شود. به این ترتیب چدن شهرت خود را برای ترک پس از جوش به دست می آورد. یکی از ایده آل ترین روش های جوشکاری چدن استفاده از الکترود جوشکاری قوس الکتریکی چدن می باشد.
انواع و گرید های چدن
- چدن خاکستری : رایج ترین نوع چدن، چدن خاکستری است که دارای ریزساختار گرافیتی است که از شکستگی های کوچک مختلف تشکیل شده است. این نام گذاری به این صورت است که وجود این شکستگی های کوچک باعث ایجاد ظاهری خاکستری می شود. چدن خاکستری به‌گونه‌ای به دست می‌آید که می‌توان شکستگی‌هایی را پیدا کرد که باز می‌شوند تا گرافیت خاکستری رنگ زیر سطح را آشکار کند. برعکس، چدن خاکستری به اندازه فولاد قوی نیست و قادر نیست همان شدت ضربه را مانند فولاد جذب کند. چدن خاکستری به عنوان فولاد مقاومت فشاری مختلفی را ارائه می دهد. که در نتیجه یک انتخاب محبوب برای کاربردهای فلزی است که می تواند شامل مقاومت فشاری باشد.
- چدن سفید :چدن سفید در مقایسه با چدن خاکستری رایج نیست زیرا چدن سفید نوع دیگری از نوع آهن است که قابل ذکر است. نام خود را از رنگ مایل به سفید آن گرفته اند که به نوبه خود از ترکیبات آهنی به نام سمنتیت حاصل می شود. مانند چدن خاکستری، چدن سفید نیز دارای شکستگی های کوچک مختلفی است. تفاوتی که مشخص است این است که چدن سفید با سمنتیت در زیر سطح خود یافت می شود، در حالی که چدن خاکستری آن چیزی است که گرافیت را در زیر سطح خود نشان می دهد. گرافیت مسئول ایجاد ظاهر یک رنگ خاکستری است، در حالی که سیمانیت مسئول ایجاد ظاهر یک رنگ سفید است. چدن سفید سخت شناخته شده است که مقاومت بسیار خوبی در برابر سایش دارد.
- چدن داکتایل : چدن داکتیل به عنوان چدن ندولار نیز شناخته می شود که چدن داکتیل نوعی آلیاژ آهن نرم و انعطاف پذیر همراه با محتوای کربن بالا است. مشخص شده است که معمولاً همراه با مقادیر کمی از ترکیبات دیگر که می تواند شامل منیزیم و همچنین سریم باشد، ساخته می شود. اینها یکی از ترکیبات کمیاب هستند که از سرعت رشد گرافیت جلوگیری می کنند و فلز را نرم و همچنین انعطاف پذیر نگه می دارند. اختراع چدن داکتیل در اوایل دهه 1940 انجام شد. چدن ندولار به چدن داکتیل نیز معروف است که وظیفه دارد گرافیت خود را به صورت گره های بسیار ریز داشته باشد که با گرافیت به صورت لایه های متحدالمرکزی همراه است که گره ها را تشکیل می دهد. درصد کربن موجود 3-4٪ و درصد سیلیکون 1.8-2.8٪ است. مقدار ماده شیمیایی از 0.02 تا 0.1 درصد منیزیم متغیر است و تنها 0.02 تا 0.04 درصد سریم به این نوع آلیاژها اضافه می شود که می تواند رشد گرافیت را که با اتصال به لبه های صفحات گرافیت رسوب می کند کندتر کند. مشخص شد که خواص کاملاً شبیه به آهن چکش خوار است، در حالی که قطعات را می توان با مقاطع بزرگتر ریخته گری کرد.
چدن چکش خوار: به چدنی گفته می شود که قابل کار است یا در برابر ضربه مقاومت مناسبی داشته و در تولید قطعات صنعتی از آن استفاده می شود. اینها مواردی هستند که معمولاً با استفاده از فرآیندهای عملیات حرارتی روی چدن سفید ایجاد می شوند. چدن سفید عمدتاً به مدت دو روز گرم شده و تحت درمان قرار می گیرد و پس از آن سرد می شود. پس از اتمام کار، چدن چکش خوار خم شده یا دستکاری شده است تا به شکل یا اندازه منحصر به فردی دست یابد. آهن چکش خوار آهنی است که به صورت ریخته گری آهن سفید شروع می شود و در نتیجه حدود یک یا دو روز در دمای 950 درجه سانتیگراد تحت عملیات حرارتی قرار می گیرد و سپس طی یک یا دو روز سرد می شود. در نتیجه، کربن موجود در کاربید آهن به گرافیت یا فریت به علاوه کربن تبدیل می‌شود. فرآیند آهسته مسئول اجازه دادن به کشش سطحی به منظور تبدیل گرافیت به ذرات کروی به جای پولک است. به دلیل تأثیر نسبت ابعاد کمتر، کروی ها نسبتاً کوتاهتر هستند و بنابراین از یکدیگر دور هستند که سطح مقطع کمتری دارد که می تواند کرک یا فونون را منتشر کند.
