کوانتومتری چدن

کوانتومتری چدن

چدن جز اولین مواد فلزی است که از حدود سال1780میلادی در صنعت عمران و سازه مورد استفاده قرار گرفت، به طوری­که ستون­های چدنی هم در ساختمان­ها و هم در پایه های پل استفاده شده اند. از چدن در صنعت نفت و گاز برای ساخت لوله های مجرای آب، قطعات بسته بندی، دیگ­های بخار، بدنه شیرها و قطعات شیر استفاده می­­کنند. چدن، آلیاژی است که به لحاظ ویژگی­هایی نظیر سهولت تولید به روش ریخته گری از طریق کوره کوپلا، دمای ذوب پایین آن نسبت به فولاد و سیالیت بسیار بالای مذاب مورد توجه صنایع ریخته گری قرار گرفته است.

چدن چیست

چدن‌ها آلیاژهای آهنی هستند که معمولا 2-4٪ کربن و 1-3٪ سیلیسیم و مقدار کمی منگنز دارند، علاوه بر این عناصر آلیاژی، معمولا برخی ناخالصی ها مانند گوگرد و فسفر نیز در ساختار آنها قابل مشاهده است. این مقدار کربن بالا و وجود سیلیسیم قابلیت ریخته گری بسیار عالی برای چدن فراهم می­کند.

کاربردهای چدن

چدن ها را می‌توان به دو گروه اصلی تقسیم کرد. گروه اول چدن‌های غیر آلیاژی هستند که در بیشتر موارد برای کاربردهای عمومی و مهندسی مورد استفاده قرار می‌گیرند و دسته دوم، چدن‌های آلیاژی هستند که غالبا برای دستیابی به اهداف خاصی نظیر مقاومت در برابر سایش، حرارت و خوردگی به کار می‌روند.

تقسیم بندی کلی چدن­ ها

چدن های غیرآلیاژی

این دسته از چدن‌ها، بزرگترین گروه آلیاژهای ریخته گری را تشکیل می­دهند که برای اهداف عمومی و اکثر کاربردهای مهندسی مورد استفاده قرار می­گیرند و بر اساس مورفولوژی گرافیت، در انواع لایه‌ای، کروی، فشرده و … قابل مشاهده هستند.

در هنگام انجماد این آلیاژها، یکی از رفتارهای زیر مشاهده می شود:

انجماد با سرعت بالا و غیر تعادلی

اگر سرعت سرد شدن به اندازه كافي زياد باشد، در ضمن انجماد و مراحل بعد از آن تشكيل گرافيت امكان پذير نبوده و سمنتيت به وجود مي­آيد. بنابراين انتظار مي رود كه ساختمان نهایی شامل پرلیت باشد. انجماد و نحوه سرد شدن این چدن­ها از نمودار آهن- سمنتیت تبعیت می­کند.

انجماد با سرعت کم و تعادلی

چدن هایی كه انجماد و نحوه سرد شدن آنها از نمودار آهن -گرافيت تبعيت می­کند و در انجماد آن‌ها کربن به صورت گرافیت  رسوب می­­کند.

 چدن­ های غیرآلیاژی

 چدن سفید

چدن سفید هنگامی تشکیل می شود که کربن موجود در ساختار مذاب قادر به ایجاد گرافیت در هنگام انجماد نباشد. بنابراین کربن به صورت کاربید آهن (سمنتیت) در ساختار رسوب می‌کند. ریزساختار نهایی ترد بوده و در زیر میکروسکوپ به رنگ سفید مشاهده می‌شود. به همین دلیل به آن‌ها، چدن سفید اطلاق می‌شود.

سطح مقطع شكست این آلیاژها به دلیل عدم وجود گرافیت، سفيد و براق است. سختی و استحکام بسیار بالایی داشته و ساختاری ترد و شکننده دارند. مقاومت به سایش آن‌ها بسیار بالا بوده و قابلیت ماشینکاری ندارند.