چدن نشکن چیست

چدن نشکن به چدنی میگویند که حاوی گرافیت است و حاوی کربن های کروی شکل میباشد .

 

چدن چیست

 

به آلیاژهای آهنی میگویند که از آهن و کربن و سیلیسیم ساخته شده است . عنصر سیلیسیم باعث ایجاد چندین اثر متالورژی در این آلیاژ می‌شود . چدن ها به استثنای چدن داکتیل ، حالت شکننده دارند و به دلیل داشتن نقطه ذوب پایین، سیالیت بالا، قابلیت ریخته‌گری آسان، قابلیت ماشین کاری بالا ، تغییرشکل ناپذیری و مقاومت به سایش بالا، به موادی مهندسی با دامنه وسیعی از کاربردها تبدیل شده‌اند . چدن دارای انواع مختلفی میباشد که یکی از انواع مختلف آن چدن نشکن یا داکتیل است که در ادامه به بررسی کامل آن میپردازیم . 

 

 

چدن نشکن یا داکتیل چیست

 

چدن نشکن به چدنی میگویند که حاوی گرافیت است و حاوی کربن های کروی شکل میباشد . به این چدن در آمریکا چدن کلوخه‌ای و در انگلیس چدن با گرافیت کروی (SG) می گویند . مقدار گوگرد و فسفر به کار رفته در این نوع چدن نسبت به چدن معمولی همواره کمتر میباشد . 

چدن داتیل یا نشکن دارای گستره‌ ای از تنش تسلیم خوب و شکل پذیری قابل قبولی می باشد و برعکس چدن چکش ‌خوار ، می‌ توان آنها را با ضخامت‌ های مختلف نازک و ضخیم ریخته گری کرد .

 

 

 

 

 

 

تاریخچه چدن نشکن

 

سه دانشمند آمریکایی به نام های کیت دویت میلیس ، آلبرت پل گاگنبین و نورمن بدن پیلینپ با استفاده از منیزیم چدن داکتیل را در 25 اکتبر سال 1949 کشف کردند و سپس آن را در ایالات متحده به ثبت رساندند . این نوع چدن دارای قدمت بسیار زیادی میباشد و همچنین در کشور چین قطعه های بسیار قدیمی با قدمت بالا کشف شده است . 

 

 

 

مزایای استفاده از چدن داکتیل

 

1.نقطه ی ذوب آن پایین است

2.از قابلیت ریخته گری بالایی برخوردار است

3.قابلیت ماشین کاری آن بسیار خوب است

4.مقاومت سایشی آن به نسبت سایر چدن ها بالاتر است

5.استحکام بسیار خوبی دارد

6.قابلیت شکل پذیری خوبی دارد

7.چقرمگی آن بالا است

 

 

تفاوت چدن نشکن با چدن معمولی یا خاکستری

 

چدن های داکتیل از پرافیت های کروی تشکیل شده اند . در مقابل چدن خاکستری دارای گرافیت های رشته ای میباشد . همچنین ریزساختار چدن داکتیل در زمان ریختگی دارای دانه های گرافیتی میباشد . چدن های نشکن در در زمینه برلیتی به وسیله فریت آزاد که به آن ساختار چشم گاوی نیز می گویند احاطه می شود .

 

 

 

کاربردهای چدن نشکن

 

1.باتوجه به آنکه آهن نسبت به چدن نشکن بسیار پر فرسایش تر است ، از همین رو برای سطح آهن ها را برای جلوگیری از سایش و فرسایش با لایه ای از چدن میپوشانند . 

2.استفاده در ترکیبات لوله های آب و فاضلاب

3.ساخت انواع قطعات فلزی

4.استفاده در ریخته گری

5.استفاده در ماشین سازی 

6.ساخت انواع قاب توربین 

 

 

 

 

 

 

تاثیر کربن بر چدن نشکن

 

مقدار کربن در چدن های نشکن در حالت عادی بین 3 الی 4 درصد متغیر است . اما رایج ترین گستره کربن در چدن نشکن معمولا بین 3.6 الی 3.9 درصد میباشد . مقدار بیشتر کربن در چدن های نشکن نسبت به چدن خاکستری سبب آن میشود که چگالی در گرافیت های کروی افزایش پیدا کند . کربن بیشتر از حد معمول مثلا بیشتر از 4.6 درصد این امکان را فراهم میکند که چدن داکتیل به کربن شناور تبدیل شود .

 

 

 

تاثیر گوگرد بر چدن نشکن

 

رایج ترین میزان گوگرد در چدن نشکن معمولا کمتر از 0.03 درصد است. حال اگر این مقدار افزایش پیدا کند ، به همان میزان که مقدار استفاده گوگرد در چدن افزایش پیدا کرده است ، برای کروی کردن گرافیت ها به اضافه شدن منیزیم بیشتری نیز نیاز خواهیم داشت . بیشترین میزان استفاده گوگرد بعد از عملیات کروی کردن گرافیت به حداکثر 0.015 درصد میرسد .

 

 

 

 

 

 

تاثیر فسفر بر چدن نشکن

 

اگر در ساختار چدن نشکن از فسفر به میزان زیاد استفاده کنیم ، سبب ایجاد تغییرات زیر در چدن نشکن میشود :

 

1.استحکام کششی چدن نشکن به طور چشمگیری افزایش پیدا میکند

2.سبب افزایش میزان سختی چدن نشکن میشود

3.سبب کاهش پیدا کردن مقدار ازدیاد طول نسبی میگردد

 

 

 

 

تاثیر نیکل بر چدن نشکن

 

استفاده از نیکل باعث استحکام بیشتر فریت خواهد شد علاوه بر اینکه معایبی که به عناصر دیگر وارد می کند را ندارد. افزایش استحکام فریت موجب ساخت چدن نشکن فریتی در زمان ریختگی خواهد شد. برای این موضوع فقط می توانیم از سیلیسیوم – نیکل استفاده کنیم .