انواع چدن. چدن ها (سفید، خاکستری، با استحکام بالا، چکش خوار). رسید، ساختار، برچسب گذاری، محدوده

آلیاژی از آهن و کربن را چدن می نامند. وجود یوتکتیک در ساختار چدن (نگاه کنید به شکل 87) استفاده از آن را منحصراً به عنوان آلیاژ ریخته گری تعیین می کند. کربن موجود در چدن می تواند به صورت سیمانیت یا گرافیت و یا هر دو به صورت سیمانیت و گرافیت باشد. سمنتیت به شکستگی درخشندگی نور خاصی می بخشد. بنابراین چدنی که تمام کربن آن به صورت سمنتیت است سفید نامیده می شود. گرافیت باعث شکستگی چدن می شود رنگ خاکستریبنابراین چدن را خاکستری می گویند. بسته به شکل گرافیت و شرایط تشکیل آن، چدن های زیر مشخص می شوند: خاکستری، با استحکام بالا و چکش خوار (نگاه کنید به شکل 101 و 102).

1. چدن خاکستری و سفید

چدن خاکستری (فنی) در اصل آلیاژی است که به عنوان ناخالصی های دائمی و. در ساختار چدن های خاکستری بیشتر یا تمام کربن به صورت گرافیت است. ویژگیساختار چدن خاکستری، که بسیاری از خواص آن را تعیین می کند، در این واقعیت نهفته است که گرافیت شکل صفحاتی در میدان دید ریز مقطع دارد (شکل 88 را ببینید). پرمصرف ترین آنها چدن های هیپوئوتکتیک حاوی است. هر چه میزان کربن در چدن بیشتر باشد، گرافیت بیشتر تشکیل شده و میزان آن کمتر می شود ویژگی های مکانیکی. در عین حال، برای اطمینان از خواص ریخته گری بالا (سیالیت خوب)، حداقل باید وجود داشته باشد.

سیلیکون که محتوای آن در چدن های خاکستری در حد مجاز است، تأثیر زیادی بر ساختار و در نتیجه بر خواص چدن ها دارد، بنابراین هنگام مطالعه شکل گیری سازه در چدن های فنی، لازم است از آن استفاده شود. نه یک نمودار حالت، بلکه یک نمودار سه گانه

برنج. 99. نمودار حالت مدفوع مایع; الف - آستنیت؛ G - گرافیت

بخشی از نمودار حالت سه گانه برای محتوای ثابت سیلیکون در شکل نشان داده شده است. 99. برخلاف نمودار پایدار (نگاه کنید به شکل 87)، در یک سیستم، دگرگونی های یوتکتیک و یوتکتوید پریتکتیک در دمای ثابت اتفاق نمی افتد، بلکه در یک محدوده دمایی خاص رخ می دهد.

مقدار محدوده دمایی که در آن آستنیت و گرافیت با آلیاژ مایع در تعادل هستند به محتوای سیلیکون بستگی دارد. هر چه محتوای سیلیکون بیشتر باشد، محدوده دمایی یوتکتیک بیشتر است.

خنک کننده چدن شرایط واقعیانحرافات قابل توجهی از شرایط تعادل معرفی می کند. ساختار چدن در ریخته گری در درجه اول به ترکیب شیمیایی (محتوای کربن و سیلیکون) و سرعت تبلور بستگی دارد.

سیلیکون با عمل کردن در همان جهتی که سرعت خنک‌سازی را کاهش می‌دهد، فرآیند گرافیتی شدن را ارتقا می‌دهد. با تغییر از یک سو محتوای کربن و سیلیکون در چدن و ​​از سوی دیگر سرعت سرد شدن، می توان ساختار متفاوتی از پایه فلزی چدن به دست آورد. نمودار سازه ای برای چدن ها، نشان می دهد که ساختار باید در ریخته گری با ضخامت دیوار 50 میلی متر، بسته به

برنج. 100. نمودارهای ساختاری برای چدن: الف - تأثیر C و بر ساختار چدن. ب - تأثیر سرعت سرد شدن (ضخامت ریخته گری) و مقدار آن بر ساختار چدن. چدن های سفید؛ - chuguves خاکستری

برنج. 101. ساختار چدن، الف - چدن سفید; ب - چدن خاکستری پرلیت؛ ج - چدن خاکستری فریتی-پرلیتی؛ چدن خاکستری فریتی

بسته به محتوای کربن محدود شده در سمنتیت، موارد زیر وجود دارد:

1. چدن سفید (شکل که در آن تمام کربن به صورت سمنتیت است. ساختار چنین چدنی پرلیت، لدبوریت و سمنتیت است (شکل 100، a، I و 101، a).

2. نیمه چدن (شکل. بیشتر کربن به شکل ساختار چدنی -1 پرلیت، لدبوریت و گرافیت لایه ای است.

3. چدن خاکستری پرلیت (شکل 100، a، III) ساختار چدن (شکل 101، ب) - پرلیت و گرافیت لایه ای. در این چدن 0.7-0.8% C به صورت پرلیت است که بخشی از ترکیب است.

4. چدن خاکستری فریتیک-پرلیت (شکل 100، a، IV). ساختار چنین چدنی (شکل 101، ج) پرلیت، فریت و گرافیت لایه‌ای است (به ترکیبات شکل 100، a، III مراجعه کنید). در این چدن بسته به درجه تجزیه سمنتیت یوتکتوئیدی از 7/0 تا 1/0 درصد در حالت باند قرار دارد.

5. چدن خاکستری فریتی (شکل 100، a، V). ساختار (شکل 101، د) - فریت و گرافیت لایه ای. در این حالت تمام کربن به صورت گرافیت است.

در محتوای معینی از کربن و سیلیکون، گرافیت‌سازی به‌طور کامل‌تر انجام می‌شود، هر چه خنک‌سازی کندتر می‌شود. V شرایط کاریسرعت خنک کننده به راحتی با ضخامت دیواره ریخته گری مشخص می شود. هرچه ریخته‌گری نازک‌تر باشد، سرد شدن سریع‌تر و گرافیت‌سازی به میزان کمتری انجام می‌شود (شکل 100، ب).

بنابراین، محتوای سیلیکون باید در ریخته گری با سطح مقطع کوچک، که به سرعت سرد می شود، یا در چدن با محتوای کربن کمتر افزایش یابد. در بخش‌های ضخیم ریخته‌گری که کندتر سرد می‌شوند، گرافیت‌سازی کامل‌تر انجام می‌شود و محتوای سیلیکون ممکن است کمتر باشد. مقدار منگنز در چدن بیشتر از منگنز نیست. . گوگرد است ناخالصی مضربدتر شدن خواص مکانیکی و ریخته گری چدن. بنابراین، محتوای آن به 0.1-0.2٪ محدود می شود. در چدن خاکستری، گوگرد سولفید یا محلول جامد آنها را تشکیل می دهد.

محتوای فسفر در چدن خاکستری بیشتر است، اما گاهی اوقات حتی تا حد مجاز است. با افزایش محتوای فسفر، اجزای جامد یوتکتیک فسفید در ساختار چدن تشکیل می شود: در چدن خاکستری - آستنیت دوگانه، و در سفید. چدن - آستنیت سه گانه). Eutectic خواص ریخته گری چدن را بهبود می بخشد.

خواص مکانیکی چدن به دلیل ساختار آن، عمدتاً جزء گرافیت است. چدن را می توان به عنوان فولاد آغشته به گرافیت در نظر گرفت که نقش بریدگی هایی را ایفا می کند که هسته فلزی سازه را ضعیف می کند. در این مورد، خواص مکانیکی به مقدار، اندازه و ماهیت توزیع آخال‌های گرافیت بستگی دارد.

هرچه آخال های گرافیت کمتر، کوچکتر باشند و درجه ایزوله آنها بیشتر باشد، استحکام چدن بیشتر می شود. چدن با مقدار زیادگرافیت بزرگ مستطیلی رسوب می کند و پایه فلزی آن را جدا می کند، دارای شکستگی دانه درشت و خواص مکانیکی پایینی است. چدن با ریز

و رسوبات چرخشی گرافیت خواص بالاتری دارند.

صفحات گرافیتی مقاومت در برابر پارگی، استحکام کششی و به ویژه شکل پذیری چدن را کاهش می دهند. کشیدگی نسبی کششی چدن خاکستری، صرف نظر از خواص پایه فلزی، عملاً صفر است. آخال های گرافیت تأثیر کمی بر کاهش مقاومت فشاری و سختی دارند، ارزش آنها عمدتاً توسط ساختار پایه فلزی ریخته گری تعیین می شود. اهن. در طول فشرده سازی، چدن دچار تغییر شکل قابل توجهی می شود و تخریب دارای ویژگی برش در زاویه 45 درجه است. بار شکست در فشار، بسته به کیفیت چدن و ​​ساختار آن، 3-5 برابر بیشتر از کشش است. بنابراین، چدن به طور عمده برای محصولاتی که در حالت فشرده سازی کار می کنند، توصیه می شود.

صفحات گرافیتی به طور قابل توجهی نسبت به کشش، استحکام در خمش را کاهش می دهند، زیرا بخشی از محصول تنش های فشاری را تجربه می کند. مقاومت خمشی بین مقاومت کششی و فشاری حد واسط است. سختی چدن

گرافیت با شکستن پیوستگی پایه فلزی، چدن را نسبت به انواع متمرکز کننده های تنش (عیب های سطحی، بریدگی ها، شیارها و غیره) غیر حساس می کند. در نتیجه چدن خاکستری استحکام ساختاری تقریباً یکسانی در ریخته گری های ساده یا با سطح صافو شکل پیچیدهبا برش ها یا با سطح ضعیف. گرافیت مقاومت در برابر سایش و خواص ضد اصطکاک چدن را به دلیل اثر روان کنندگی خود و افزایش استحکام فیلم افزایش می دهد. روان کننده. مهمتر از همه، گرافیت با شکننده کردن تراشه ها، ماشین کاری را بهبود می بخشد.

پایه فلزی در چدن خاکستری در صورتی که ساختار پرلیت داشته باشد، بیشترین استحکام و مقاومت در برابر سایش را دارد (شکل 100، ب را ببینید). وجود فریت در سازه بدون افزایش شکل‌پذیری و چقرمگی چدن، استحکام و مقاومت در برابر سایش آن را کاهش می‌دهد. چدن خاکستری فریتی کمترین مقاومت را دارد.

چدن خاکستری با حروف C - خاکستری و H - چدن مشخص شده است. حروف با اعداد نشان دهنده حداقل مقدار مقاومت موقت هستند.

چدن های خاکستری را با توجه به خواص و کاربردشان می توان به گروه های زیر تقسیم کرد.

چدن های آهنی و فریتی-پرلیتی مقاومت موقتی نسبت به استحکام نهایی در خمش دارند. ترکیب تقریبی آنها: ساختار چدن ها - پرلیت، فریت و گرافیت، اغلب به صورت رسوب بزرگ

این چدن‌ها برای قطعات کم‌مسئولیتی که در حین کار بارهای کمی را تجربه می‌کنند با ضخامت دیواره ریخته‌گری 10 تا 30 میلی‌متر استفاده می‌شوند. بنابراین از چدن برای ساخت ستون ها استفاده می شود. اسلب های پایهو چدن ها و - برای قطعات کم بار ریخته گری ماشین های کشاورزی، ماشین های ابزار، ماشین ها و تراکتورها، یراق آلات و غیره.

چدن های پرلیت برای ریخته گری های حیاتی (تخت ماشین های ابزار و مکانیزم های قدرتمند، پیستون ها، سیلندرها، قطعات سایش در شرایط فشار بالا، کمپرسورها، اتصالات، سیلندرهای دیزل، بلوک های موتور، قطعات تجهیزات متالورژی و غیره) با ضخامت دیواره استفاده می شوند. تا 60-100 میلی متر. ساختار این چدن ها پرلیت لایه ای ریز (سوربیت) با آخال های گرافیت چرخان ریز می باشد. چدن های پرلیت شامل چدن های به اصطلاح فولادی و چدن های اصلاح شده می باشد.

هنگام ذوب چدن فولاد، ضایعات فولادی به شارژ اضافه می شود. چدن ها دارای محتوای کربن پایین تری هستند که پایه پرلیت پراکنده تری را با آخال های گرافیت کمتر فراهم می کند. ترکیب تقریبی:

چدن های اصلاح شده با افزودن مواد افزودنی اصلاح کننده خاص (گرافیت، فروسیلیس، سیلیکو کلسیم) به آهن مایع قبل از ریختن به دست می آیند.

چدن کم کربن در معرض اصلاح است، حاوی مقدار نسبتاً کمی سیلیکون و مقدار افزایشی منگنز است و بدون معرفی یک اصلاح کننده، ساختار نیمه چدن، یعنی لدبوریت، پرلیت و گرافیت دارد. نمونه ترکیب شیمیاییچدن:

ریخته‌گری‌های چدن در دمای 500 تا 600 درجه سانتی‌گراد برای کاهش تنش‌های ریخته‌گری و تثبیت ابعاد آنیل می‌شوند. بسته به شکل و ابعاد ریخته گری، نگهداری در دمای آنیل کند است.سرد شدن پس از بازپخت همراه با کوره آهسته است. پس از چنین پردازش، خواص مکانیکی کمی تغییر می کند و تنش های داخلی 10 کاهش می یابد. گاهی اوقات برای کاهش تنش در ریخته گری آهن، از پیری طبیعی چدن استفاده می شود - آنها به مدت 6-10 ماه در انبار نگهداری می شوند. چنین قرار گرفتن در معرض ولتاژ را 40-50٪ کاهش می دهد.

چدن های ضد اصطکاک برای ساخت بلبرینگ های ساده، بوشینگ ها و سایر قطعاتی که با اصطکاک فلزی کار می کنند، اغلب در حضور روان کننده استفاده می شود. این چدن ها باید اصطکاک کم (ضریب اصطکاک کم) یعنی ضد اصطکاک را داشته باشند. خواص ضد اصطکاک چدن با نسبت پرلیت و فریت در پایه و همچنین مقدار و شکل گرافیت تعیین می شود. چدن های ضد اصطکاک در گریدهای زیر تولید می شوند:

قطعاتی که پشت سر هم با شفت های فولادی سخت شده یا نرمال شده کار می کنند از چدن های خاکستری پرلیتی ساخته می شوند؛ چدن پرلیتی-فریتی همراه با شفت های گرم نشده استفاده می شود.

چدن پرلیت حاوی مقدار فسفر افزایش یافته برای ساخت رینگ پیستون استفاده می شود. مقاومت سایشی بالای حلقه ها توسط یک پایه فلزی متشکل از پرلیت ریز و یوتکتیک فسفید به طور یکنواخت در حضور رسوبات جدا شده از گرافیت لایه ای ایجاد می شود.

چدن سفید نوعی چدن است که ترکیبات کربنی در ترکیب خود دارد. در این آلیاژ به آنها سمنتیت می گویند. این فلز به دلیل رنگ سفید و درخشندگی مشخص خود نام خود را گرفته است که در هنگام شکست به وضوح قابل مشاهده است. این درخشش به این دلیل آشکار می شود که هیچ آخال بزرگی از گرافیت در ترکیب چنین چدنی وجود ندارد. بر حسب درصد، بیش از 0.3٪ نیست. بنابراین، تنها با تجزیه و تحلیل طیفی یا شیمیایی قابل تشخیص است.

ترکیب و انواع چدن سفید

چدن سفید از به اصطلاح یوتکتیک سمنتیت تشکیل شده است. از این نظر به سه دسته تقسیم می شود:

• Hypoeutectic. اینها آلیاژهایی هستند که کربن در آنها از 4.3 درصد تجاوز نمی کند ترکیب کلی. پس از خنک شدن کامل بدست می آید. در نتیجه، ساختار مشخصه عناصری مانند پرلیت، سمنتیت ثانویه و لدبوریت را به دست می آورد.
• یوتکتیک. آنها دارای محتوای کربن 4.3٪ هستند.
• چدن سفید Hypereutectic. محتوا بیش از 4.35٪ است و می تواند به 6.67٪ برسد.

علاوه بر طبقه بندی فوق، به معمولی، سفید شده و آلیاژی تقسیم می شود.

ساختار داخلی چدن سفیدآلیاژی از دو عنصر آهن و کربن است. علیرغم تولید دمای بالا، ساختار دانه ریز را حفظ می کند. بنابراین اگر قطعه ای از چنین فلزی شکسته شود، رنگ سفید مشخصی مشاهده می شود. علاوه بر این، در ساختار یک آلیاژ هیپویوتکتیک، به عنوان مثال، گریدهای سخت، علاوه بر پرلیت و سمنتیت ثانویه، سمنتیت همیشه وجود دارد. درصد آن ممکن است به 100٪ نزدیک شود. این برای یک فلز یوتکتیک معمولی است. برای نوع سوم، ساختار ترکیبی از یوتکتیک (L p) و سمنتیت اولیه است.

یکی از انواع این آلیاژها چدن سرد شده است. اساس آن، یعنی هسته، آهن خاکستری یا شکل پذیر است. لایه سطحی دارای درصد بالایی از عناصر مانند لدبوریت و پرلیت است. اثر سفید کننده تا عمق 30 میلی متر با استفاده از روش خنک کننده سریع به دست می آید. در نتیجه لایه سطحی است رنگ سفید، و سپس ریخته گری از یک آلیاژ خاکستری معمولی تشکیل شده است.

بسته به درصد افزودنی های آلیاژی، انواع فلز زیر متمایز می شود:

• کم آلیاژ (حاوی عناصر آلیاژی حداکثر 2.5٪)؛
• آلیاژ متوسط ​​(درصد چنین عناصری به 10٪ می رسد).
• بسیار آلیاژی (که در آن مقدار افزودنی های آلیاژی بیش از 10 درصد است).

عناصر بسیار رایج به عنوان افزودنی های آلیاژی استفاده می شوند. چدن سفید آلیاژی که از این طریق به دست می آید خواص جدید و از پیش تعیین شده ای به دست می آورد.

خواص چدن سفید

هر آلیاژ چدن، از یک طرف، بسیار قوی است، اما در عین حال شکنندگی کافی دارد. بنابراین، به عنوان اصلی ترین خواص مثبت چدن سفید، می توان موارد زیر را تشخیص داد:

• سختی بالا. این امر پردازش قطعات، به ویژه برش را بسیار پیچیده می کند.
• مقاومت بسیار بالا.
• مقاومت در برابر سایش عالی
• مقاومت خوب در برابر قرار گرفتن در معرض حرارت بالا.
• مقاومت در برابر خوردگی کافی، از جمله اسیدهای مختلف.

چدن های سفید با درصد کربن کاهش یافته در برابر دماهای بالا مقاومت بیشتری دارند. از این خاصیت برای کاهش تعداد ترک ها در ریخته گری استفاده می شود.

معایب عبارتند از:

• خواص ریخته گری کم پر شدن قالب ضعیفی دارد. در حین ریختن ممکن است ترک های داخلی ایجاد شود.
• افزایش شکنندگی.
• ماشینکاری ضعیف خود قطعات ریخته گری و قطعات ساخته شده از چدن سفید.
• انقباض بزرگ، که می تواند به 2٪ برسد.
• مقاومت در برابر ضربه کم.

یکی دیگر از معایب جوش پذیری ضعیف است. مشکلات در جوشکاری قطعات از مواد مشابهدر اثر ایجاد ترک در هنگام جوشکاری، هم در حین گرمایش و هم در هنگام سرد شدن ایجاد می شود.

مارک چدن سفید

برای علامت گذاری چدن سفید از حروف الفبای روسی و اعداد استفاده می شود. اگر حاوی ناخالصی باشد، علامت گذاری با حرف "H" شروع می شود. ترکیب افزودنی های آلیاژی موجود را می توان با حروف بعدی P، PL، PF، PVC تعیین کرد. آنها به وجود سیلیکون شهادت می دهند. اگر فلز حاصل مقاومت به سایش را افزایش داده باشد، علامت گذاری آن با حرف "I" آغاز می شود، به عنوان مثال، ICHH، ICH. به عنوان مثال، وجود نام "Ш" در علامت گذاری به این معنی است که ساختار آلیاژ حاوی گرافیت کروی است.

اعداد نشان دهنده مقدار مواد اضافی موجود در چدن سفید است.

نام تجاری ChN20D2KhSh به شرح زیر رمزگشایی می شود. این یک فلز با آلیاژ بالا مقاوم در برابر حرارت است. حاوی عناصر زیر است: نیکل - 20٪، مس - 2٪، کروم - 1٪. عناصر باقی مانده آهن، کربن، گرافیت کروی هستند.

منطقه برنامه

از این آلیاژ در صنایع زیر استفاده می شود: مهندسی مکانیک، ماشین سازی، ماشین سازی، کشتی سازی. برخی از عناصر محصولات خانگی از آن تولید می شود. در مهندسی مکانیک از آن برای ساخت: قطعات کامیون و ماشین ها، تراکتور، کمباین و سایر ماشین آلات کشاورزی. استفاده از افزودنی های آلیاژی به دست آوردن خواص ویژه مشخص شده را ممکن می سازد. به عنوان مثال، در ساخت صفحات با اشکال مختلف سطح استفاده می شود.

چدن سرد شده دارای دامنه نسبتاً محدودی است. از آن، بخش هایی از یک پیکربندی ساده تولید می شود. به عنوان مثال: توپ برای آسیاب، چرخ برای اهداف مختلف، قطعات برای آسیاب های نورد.

به طور گسترده ای در تولید قطعات برای واحدهای بزرگ مانند ماشین آلات هیدرولیک و قالب گیری و سایر مکانیسم های صنعتی در این زمینه استفاده می شد. ویژگی خاصکار آنها در این واقعیت نهفته است که دائماً در معرض مواد ساینده قرار دارند.

چدن خاکستری دارای ویژگی های کم mehanich. سنت در آزمایش های کششی. آخال های گرافیت نقش متمرکز کننده تنش را ایفا می کنند. سختی و استحکام در طول آزمایش های فشرده سازی، بسته به خواص پایه فلزی، برای چدن بسیار بالا است. چدن خاکستری با گرافیت لایه ای دارای تعدادی مزیت است. این به شما امکان می دهد که ریخته گری ارزان را دریافت کنید، زیرا. با هزینه کم، سیالیت خوب و انقباض کم دارد. خز. خواص چدن های خاکستری به پایه فلزی و همچنین شکل و اندازه اجزاء گرافیت بستگی دارد. بادوام ترین چدن های خاکستری مبتنی بر پرلیت و انعطاف پذیرترین چدن های خاکستری بر پایه فریت هستند. چدن خاکستری با افزودن موادی به فلز مذاب به دست می آید که به تجزیه سمنتیت و آزاد شدن کربن به شکل گرافیت کمک می کند. سیلیکون گرافیتیزه کننده چدن خاکستری است. هنگامی که حدود 5 درصد از سیمانیت چدن خاکستری به آلیاژ سیلیکون وارد می شود، تقریباً به طور کامل تجزیه می شود و ساختاری از پایه فریت پلاستیکی و آخال های گرافیت تشکیل می شود. با کاهش محتوای سیلیکون، سمنتیت، که بخشی از پرلیت است، تا حدی تجزیه می شود و ساختار فریت-پرلیت با آخال های گرافیت تشکیل می شود. با کاهش بیشتر در محتوای سیلیکون، یک ساختار چدن خاکستری مبتنی بر پرلیت با آخال‌های گرافیت تشکیل می‌شود.

اجزاء گرافیت تراشه ها را شکننده می کند، بنابراین چدن به خوبی ماشین کاری می شود. به دلیل عملکرد روان کنندگی گرافیت، چدن دارای خواص ضد اصطکاک خوبی است. چدن خاصیت میرایی بالایی دارد، ارتعاشات و ارتعاشات تشدید کننده را به خوبی می میراند. علامت گذاری شده است چدن خاکستری با حروف SCH و اعدادی که مقدار استحکام کششی را در طول آزمایش های کششی مشخص می کنند. N-r، MF10حاوی (3.5…3.7)٪ C، (2.2…2.6)٪ Si، (0.5…0.8)٪ منگنز، P<0,3% и S<0,15%, d В =100МПа, твёрдость <190НВ. MF35 d B = 350MPa، سختی<275НВ.

چدن های خاکستری -چدن است چدن خاکستری به صورت ریخته گری وارد تولید می شود. چدن خاکستری یک مصالح ساختمانی ارزان است. دارای خواص ریخته گری خوبی است، با برش به خوبی پردازش می شود، در برابر سایش مقاومت می کند و توانایی از بین بردن ارتعاشات تحت ارتعاش و بارهای متغیر را دارد. توانایی میرایی ارتعاشات را ظرفیت میرایی می نامند. ظرفیت میرایی چدن 2-4 برابر بیشتر از فولاد است. ظرفیت میرایی بالا و مقاومت در برابر سایش منجر به استفاده از چدن برای ساخت قاب های تجهیزات مختلف، میل لنگ و میل بادامک موتورهای تراکتور و خودرو و غیره شده است. در پرانتز نشان داده شده است: SCH 10 (143-29)، MF 15 (163-229)، MF 20 (170-241)، MF 25 (180-250)، MF 30 (181-255)، MF 35 (197- 269)، MF 40 (207-285)، MF 45 (229-289).

با توجه به مشخصات فیزیکی و مکانیکی، چدن های خاکستری را می توان به طور مشروط به چهار گروه کم استحکام، استحکام بالا، استحکام بالا و دارای خواص ویژه تقسیم کرد.

چدن خاکستری آلیاژیبه دلیل افزودن مقادیر کمی نیکل و کروم، مولیبدن و گاهی تیتانیوم یا مس، ساختار ریزدانه و ساختار گرافیت بهتری دارد.

چدن خاکستری اصلاح شدهدارای ساختاری همگن در قسمت ریخته گری و شکل گرافیت چرخان ریزتر است. اصلاح کننده ها - فروسیلیس، سیلیکوآلومینیوم، سیلیکو کلسیم و غیره - به مقدار 0.1 -0.3 درصد وزنی چدن مستقیماً به داخل ملاقه در هنگام پر شدن آن اضافه می شود.

چدن خاکستری و سفید در خواص به شدت متفاوت است. چدن های سفیدبسیار سخت و شکننده که توسط ابزار برش ضعیف پردازش می شود، به فولاد ذوب می شوند و به آنها چدن خوک می گویند. بخشی از چدن سفید برای تولید چدن داکتیل استفاده می شود.

چدن های سفید به عنوان مصالح ساختاری مقاوم در برابر سایش استفاده می شود. در این گونه چدن ها، تمام کربن با عناصر تشکیل دهنده کاربید (کروم، منگنز، بور، تیتانیوم) در حالت متصل است. با معرفی 5-8% کروم، یک کاربید از نوع سیمانیت (Fe,Cr) 3C و با محتوای بیش از 10% کروم، کاربیدهای پیچیده و سخت (Fe,Cr) 7C3 و ( Fe,Cr) 23 C 6 تشکیل می شود. برای اینکه چدن ویسکوزیته، مقاومت در برابر حرارت یا خوردگی بیشتر داشته باشد، نیکل به ترکیب آن وارد می شود.

آلیاژهای آهن با کربن (> 2.14٪ C) چدن نامیده می شود. وجود یوتکتیک در ساختار چدن استفاده از آن را منحصراً به عنوان آلیاژ ریخته گری تعیین می کند. کربن موجود در چدن می تواند به صورت سیمانیت یا گرافیت و یا هر دو به صورت سیمانیت و گرافیت باشد. سمنتیت به شکستگی درخشندگی سبک خاصی می بخشد، بنابراین چدنی که تمام کربن آن به صورت سمنتیت است سفید نامیده می شود. گرافیت به شکستگی های چدن رنگ خاکستری می بخشد. بسته به شکل گرافیت و شرایط تشکیل آن، گروه های چدنی زیر متمایز می شوند: خاکستری، با استحکام بالا با گرافیت گره دار و چکش خوار.

چدن خاکستری.چدن خاکستری (فنی) اساساً آلیاژی از Fe - Si - C است که حاوی ناخالصی‌های اجتناب‌ناپذیر منگنز، فسفر و S است. در ساختار چدن‌های خاکستری، بیشتر یا تمام کربن به شکل گرافیت است. ویژگی بارز ساختار چدن های خاکستری که بسیاری از خواص آن را تعیین می کند این است که گرافیت در میدان دید ریزمقطع به شکل صفحات است. پرمصرف ترین چدن های هیپویوتکتوئیدی حاوی 2.4-3.8% C است. هر چه محتوای کربن در چدن بیشتر باشد، گرافیت بیشتر تشکیل می شود و خواص مکانیکی آن کمتر می شود. در این راستا، میزان کربن موجود در چدن معمولاً از 3.8 درصد بیشتر نمی شود. در عین حال، برای اطمینان از خواص ریخته گری بالا (سیالیت خوب)، کربن باید حداقل 2.4٪ باشد.

چدن خاکستری با حروف C - خاکستری و H - چدن (GOST 1412 - 70) مشخص شده است. حروف با اعداد دنبال می شوند. ارقام اول میانگین استحکام کششی و رقم دوم نشان دهنده میانگین مقاومت خمشی است. استحکام خمشی برای ارزیابی شکل‌پذیری چدن استفاده می‌شود، زیرا ازدیاد طول همه چدن‌های خاکستری عملاً صفر است.

چدن سفید و سرد.چدن سفید به دلیل وجود سمنتیت در آن، سختی، شکنندگی بالایی دارد و عملا قابل تراشکاری نیست، بنابراین کاربرد محدودی دارد. ریخته گری چدن سرد شده نامیده می شود که در آن لایه های سطحی دارای ساختار چدن سفید (یا نیمه) و هسته آن چدن خاکستری است. ممکن است یک لایه انتقال بین این مناطق وجود داشته باشد. سرد شدن در عمق معین (12 تا 30 میلی متر) نتیجه سرد شدن سریع سطح ناشی از ریخته گری چدن در قالب های فلزی (سرد) یا در قالب ماسه است. سختی سطح بالا (HB 400-500) مقاومت خوبی را در برابر سایش مشخص می کند، به ویژه سایش ساینده، چدن سرد توخالی برای تولید رول های آسیاب ورق، چرخ ها، توپ های آسیاب و غیره استفاده می شود. در این مورد، چدن با سیلیکون کاهش یافته است. محتوایی استفاده می شود که تمایل به سفید کردن دارد. ترکیب تقریبی آن: 2.8-3.6٪ C; 0.5-0.8٪ Si; 0.4-0.6٪ منگنز. به دلیل نرخ سرد شدن متفاوت در سطح مقطع و به دست آوردن ساختارهای مختلف، ریخته گری دارای تنش های داخلی بالایی است که می تواند منجر به ایجاد ترک شود. برای کاهش استرس، ریخته گری ها تحت عملیات حرارتی قرار می گیرند، یعنی در دمای 500-550 درجه سانتیگراد گرم می شوند.

چدن های خاکستری، شکل پذیر و چکش خوار موادی هستند که تمام یا بخشی از کربن در آنها به صورت گرافیت است. شکستگی این چدن ها خاکستری، مات است. در ساختار خود آنها را متمایز می کنند: ساختار پایه فلزی و انتشار گرافیت. آنها فقط به شکل رسوبات گرافیت با یکدیگر تفاوت دارند.

در چدن های خاکستری، گرافیت به شکل صفحات (رگه ها، ورقه ها) آزاد می شود. در استحکام بالا - به شکل توپ؛ در چکش خوار - به شکل پولک (شکل 4.2).

گرافیت لایه ای.در چدن خاکستری معمولی، گرافیت به شکل گلبرگ تشکیل می شود. چنین گرافیت لایه ای نامیده می شود. روی انجیر 4.2، آساختار چدن فریتی معمولی با رگه های گرافیتی نشان داده شده است. نمای فضایی چنین اجزاء گرافیت در شکل نشان داده شده است. 4.3، آ(می توانید محل تلاقی لایه های لایه ای را با صفحه مقطع مشاهده کنید).

گرافیت گره ای. در چدن های مدرن به اصطلاح با استحکام بالا که با افزودنی مقدار کمی منیزیم (یا سریم) ذوب می شوند، گرافیت شکل یک توپ را به خود می گیرد. روی انجیر 4.2، بریزساختار چدن خاکستری با گرافیت ندولار نشان داده شده است و در شکل. 4.3، ب- عکسی از گنجاندن گرافیت کروی در یک میکروسکوپ الکترونی.

گرافیت پوسته پوسته.اگر در حین ریخته‌گری، چدن سفید به دست آید و سپس با استفاده از ناپایداری سمنتیت، با بازپخت تجزیه شود، گرافیت حاصل به شکل فشرده، تقریباً هم محور، اما نه گرد به دست می‌آید. به چنین گرافیت فلوکولنت یا کربن بازپخت می گویند. ریزساختار چدن گرافیت پولکی در شکل نشان داده شده است. 4.2، v. در عمل به چدن گرافیت پولکی چدن داکتیل می گویند.

آ ب پ ت

برنج. 4.2. شکل گرافیت در چدن ها:

آ- لایه ای (چدن خاکستری معمولی)، × 100؛ ب- کروی (چدن با استحکام بالا)، × 200؛ v- پوسته پوسته (آهن شکل پذیر)، × 100؛ جی– ورمیکولار، × 100

برنج. 4.3. اجزاء گرافیت در چدن (× 2000):

آ- لایه لایه؛ ب- کروی

گرافیت ورمیکولار- به شکل وریدهای کرمی (شکل 4.2، جی).

بنابراین به چدن ها می گویند:

- با گرافیت لایه ای چدن خاکستری معمولی؛

- با گرافیت کرم شکل - چدن ورمیکول خاکستری؛

– چدن با گرافیت گره ای – چدن با مقاومت بالا؛

- چدن با گرافیت پولکی - چدن چکش خوار.

با توجه به ساختار پایه فلزی، تمام چدن ها طبقه بندی می شوند:

1) برای فریت - با ساختار فریت و گرافیت (مقدار پیوند کربن C محدود = 0.025٪)؛

2) فریت-پرلیت - با ساختار فریت، پرلیت و گرافیت (مقدار پیوندهای C = از 0.025 تا 0.8٪)؛

3) پرلیت - با ساختار پرلیت و گرافیت (مقدار پیوندهای C = 0.8٪).

از این جا می توان نتیجه گرفت که پایه فلزی در این گروه از چدن ها مشابه ساختار فولاد و آهن یوتکتوئید و هیپویوتکتوئید است و تنها در حضور آخال های گرافیت (کربن در حالت آزاد) متفاوت است که ویژگی های خاص چدن را تعیین می کند. چدن ها

a B C

برنج. 4.4. ریزساختار چدن خاکستری:

آ– پرلیت، × 200; ب– فریت-پرلیت، × 100؛ v– فریت، × 100

ساختار چدن پرلیت شامل پرلیت با اجزاء گرافیت است (شکل 4.4، آ- گرافیت به شکل رگه؛ معمولی برای چدن خاکستری). پرلیت حاوی 0.8٪ C است، بنابراین، این مقدار کربن در چدن پرلیت خاکستری در حالت متصل است (یعنی به شکل Fe 3 C)، بقیه به صورت آزاد، یعنی به شکل گرافیت است.

چدن فریتی-پرلیتی (شکل 4.4، ب) از اجزاء فریت و پرلیت + گرافیت دوکی تشکیل شده است. در این چدن، میزان کربن ثابت کمتر از 0.8% C است.

در چدن فریتی (شکل 4.4، v) پایه فلزی فریت است و تمام کربن موجود در آلیاژ به شکل گرافیت وجود دارد (تصویر به صورت گرافیت دوکی شکل).

نمودارهای ساختاری (جدول 4.1) طبقه بندی چدنی که در بالا توضیح داده شد را بر اساس ساختار پایه فلزی و شکل گرافیت خلاصه می کند.

چدن های خاکستری.چدن های خاکستری، مانند چدن های سفید، مستقیماً در هنگام ریخته گری (در زمان تبلور از مذاب مایع) به دست می آیند. از آنجایی که تشکیل گرافیت از یک مایع یک فرآیند آهسته است (کار هسته سازی بزرگ است: انتشار قابل توجه اتم های کربن و حذف اتم های آهن از جبهه تبلور گرافیت مورد نیاز است)، فقط در یک محدوده دمایی باریک امکان پذیر است. در نتیجه، سرد شدن چدن خاکستری کند است و سیمانیت آزاد شده از محلول مایع یا جامد، که یک ترکیب شیمیایی ناپایدار است، به ویژه در دماهای بالا، تجزیه می شود و گرافیت را تشکیل می دهد:

Fe 3 C® Fe γ (C) + C gr در دمای بالاتر از 727 درجه سانتیگراد

Fe 3 С ® Fe α (С) + С gr در دمای کمتر از 727 درجه سانتی گراد (زیر خط PSK).

با تسریع سرد شدن چدن، احتمال تشکیل گرافیت در آن کاهش می‌یابد و در سرعت سرد شدن معین، بخشی از آلیاژ می‌تواند مطابق با اصطبل و قسمتی مثلاً لایه سطحی با متابولیسم متبلور شود. نمودارها ریخته گری های چدنی که در آن لایه های سطحی دارای ساختار چدن سفید و هسته خاکستری است، سرد نامیده می شوند. سفید شدن آنها تا عمق مشخصی نتیجه سرد شدن سریعتر سطح است. بنابراین، پیش نیاز برای تولید چدن خاکستری، سرعت سرد شدن بسیار پایین مذاب است.

گرافیت در چدن خاکستری به صورت صفحات آزاد می شود. آخال های لایه ای گرافیت در چدن های خاکستری را می توان به صورت ترک ها، بریدگی هایی در نظر گرفت که غلظت تنش بالایی در پایه فلزی ایجاد می کند. بنابراین خواص این چدن ها با فولاد بسیار متفاوت است.

برای تعیین وجود گرافیت و شکل اجزای آن، یک ریزمقطع بدون حفره با استفاده از میکروسکوپ متالوگرافی بررسی می‌شود. گرافیت مانند یک فاز تیره در برابر پس زمینه روشن یک پایه فلزی صیقلی به نظر می رسد، سپس ریز مقطع حک می شود (با محلول 3-5٪ HNO 3 در الکل) و ساختار پایه فلزی ایجاد می شود.

با توجه به درجه گرافیت، چندین نوع چدن خاکستری متمایز می شود: چدن پرلیتی، پرلیت-فریتی و چدن فریتی. اگر مقدار کربن متصل بیش از 1 درصد باشد، به این چدن نیم چدن می گویند. ساختار آن از لدبوریت، پرلیت و گرافیت تشکیل شده است.

جدول 4.1

نمودارهای سازه های چدنی

اما علاوه بر سرعت سرد شدن، میزان ناخالصی های موجود، عناصر آلیاژی و مراکز تبلور (اصلاح کننده ها) تأثیر بسزایی در فرآیند گرافیتی شدن دارند.

تمام عناصر وارد شده به چدن به دو دسته تقسیم می شوند:

1) عناصری که از گرافیت شدن جلوگیری می کنند (Mn، Cr، W، Mo، S، O 2، و غیره) که به تولید کربن در حالت متصل به شکل سمنتیت آلیاژی و سایر کاربیدها کمک می کند و از تجزیه آن در ارتفاعات جلوگیری می کند. دما؛

2) عناصر تشکیل دهنده گرافیت (Si، C، Al، Ni، Cu و غیره)، که به تولید کربن آزاد به شکل گرافیت کمک می کنند.

ناخالصی های منگنز، سی، اس، فسفر موجود در چدن عمدتاً بر فرآیند گرافیت شدن و در نتیجه ساختار و خواص چدن تأثیر می گذارد.

برای تعیین اینکه بسته به محتوای کل کربن و سیلیکون، و همچنین بسته به میزان خنک‌سازی (ضخامت دیواره ریخته‌گری)، چه ساختاری را باید انتظار داشت، از نمودار ساختاری (شکل 4.5) استفاده کنید.

برنج. 4.5. تأثیر سرعت خنک‌سازی و محتوای سیلیکون کل

و کربن موجود در چدن در ساختار آن:

I - چدن های سفید؛ II - چدن های پرلیتی خاکستری؛ III - چدن های فریتی خاکستری

بنابراین، برای جلوگیری از سرد شدن چدن، قطعات با مقطع نازک از چدن با محتوای بالایی از عناصر تشکیل دهنده گرافیت (Si, Ni, C) ریخته گری می شوند. چدن با محتوای کمتر از این عناصر می تواند برای ریخته گری قطعات بزرگ استفاده شود.

اندازه و شکل اجزاء گرافیت رسوبی نیز به وجود مراکز تبلور در آهن مایع بستگی دارد.

مراکز تبلور می توانند کوچکترین ذرات اکسیدهای Al 2 O 3 , CaO , SiO 2 , MgO و غیره باشند. تأثیر بر فرآیند گرافیتی شدن با تشکیل مراکز کریستالیزاسیون اضافی را اصلاح و خود عناصر را اصلاح کننده می نامند. اصلاح کننده ها قبل از ریخته گری وارد آهن مایع می شوند.

چدن خاکستری خواص مکانیکی کمی دارد، زیرا صفحات گرافیتی پایه فلزی را برش می دهند.

بسته به استحکام پایه فلزی و مقدار گرافیت، چدن های خاکستری می توانند استحکام کششی حدود 100 تا 400 مگاپاسکال با ازدیاد طول تقریباً صفر داشته باشند. چدن های خاکستری در تراکم بسیار بهتر از کشش عمل می کنند، زیرا تحت بارهای فشاری، اثر بریدگی صفحات گرافیتی ناچیز است.

طبق GOST 1412-70، 11 درجه چدن خاکستری وجود دارد: SCH00 (تست نشده). میان رده 12-28; MF15-52; SC18-36; CH21-40; SC24-44; SC28-48; SC32-52; SCZ6-56; MF40-60; SC-44-64.

رقم اول استحکام کششی و رقم دوم مقاومت خمشی را بر حسب کیلوگرم بر میلی متر مربع نشان می دهد.

چدن درجه SCh12-28 با پایه فلزی فریتی مشخص می شود.

گریدهای چدن SCH15-52، SCH18-36 - پایه فلزی فریت-پرلیت.

چدن این گریدها برای قطعات کم مسئولیت با بارهای کم (ستون ساختمان، دال پایه، براکت، فلایویل، چرخ دنده) استفاده می شود.

گریدهای باقی مانده دارای پایه فلزی پرلیت با محتوای کاهش یافته کربن و سیلیکون هستند. چدن با پایه پرلیت برای قطعات حیاتی که برای سایش در فشارهای بالا کار می کنند (تخت ماشین، پیستون، سیلندر، قطعات کمپرسور، توربین و تجهیزات متالورژی) استفاده می شود. چدن خاکستری این گریدها لزوماً با سیلیکو کلسیم یا فروسیلیس که حاوی حدود 2 درصد کلسیم است یا سایر مواد افزودنی اصلاح می شود تا از تبلور اولیه طبق نمودار متابولیسم جلوگیری شود.

چدن با استحکام بالا. آهن داکتیل با اصلاح مذاب مایع با منیزیم یا سریم به دست می آید. منیزیم و سریم در مقادیر نسبتاً کمی وارد می شوند: 0.1 - 0.2٪ وزنی آهن مایع تحت اصلاح. منیزیم و سریم به تشکیل اجزاء گرافیت کروی کمک می کنند (شکل 4.2، ب, 4.3, ب).

گرافیت گره‌دار می‌تواند در طی فرآیند تبلور اولیه و همچنین در طی فرآیند بازپخت چدن اصلاح‌شده سفید تشکیل شود. بدون شک، تشکیل گرافیت ندولار به طور مستقیم در طول تبلور اولیه بسیار مطلوب است، زیرا در این مورد نیازی به بازپخت در دمای بالا نیست. علاوه بر این، تشکیل گرافیت در ساختار در هنگام کریستالیزاسیون اولیه به شدت انقباض آلیاژ را کاهش می دهد. و این، به نوبه خود، فناوری ریخته گری را بسیار ساده می کند.

چدن های با مقاومت بالا با حروف HF و اعداد بعدی مشخص می شوند.

دو رقم اول نام تجاری مقدار متوسط ​​استحکام کششی را بر حسب کیلوگرم بر میلی متر مربع نشان می دهد، دومی - ازدیاد طول نسبی بر حسب درصد. به عنوان مثال، چدن گرید VCh60-2 دارای استحکام کششی σ = 600 مگاپاسکال است. ازدیاد طول نسبی δ = 2%.

طبق GOST 7293-70، 9 درجه چدن داکتیل ارائه می شود.

ریخته گری این چدن ها در صنعت خودروسازی و دیزل برای میل لنگ و روکش سیلندرها استفاده می شود. در مهندسی سنگین - برای قطعات کارخانه های نورد. در تجهیزات آهنگری و پرس - برای پرس های تراورس، رول های نورد. در صنایع شیمیایی و نفت - برای محفظه پمپ ها، شیرها و غیره. همچنین برای قطعاتی که در یاتاقان ها و سایر واحدهای اصطکاک در فشارهای بالا و بالا (تا 1200 مگاپاسکال) کار می کنند، استفاده می شود.

چدن چکش خوار. چدن های چکش خوار از بازپخت گرافیتی مخصوص چدن های هیپوئوتکتیک سفید حاوی 27/2 تا 2/3 درصد سانتی گراد به دست می آیند.

یک عیب قابل توجه فرآیند تولید آهن شکل پذیر مدت زمان بازپخت است که 70 تا 80 ساعت است. اقدامات مختلفی برای سرعت بخشیدن به آن استفاده می شود (اصلاح با آلومینیوم (کمتر با بور، بیسموت)، افزایش درجه حرارت مرحله اول (اما نه بالاتر از 1080 درجه سانتیگراد)).

در حال حاضر، روشی برای بازپخت سریع چدن داکتیل توسعه داده شده است، که شامل این واقعیت است که ریخته‌گری‌های چدن سفید قبل از بازپخت گرافیتی از قبل سخت می‌شوند، که به کاهش زمان آنیل به 30 تا 60 ساعت کمک می‌کند.

نمودار تولید چدن داکتیل در شکل 1 نشان داده شده است. 4.6.

برنج. 4.6. برنامه های تولید آهن داکتیل

برای به دست آوردن آهن داکتیل باید:

- ریخته گری از چدن سفید کم کربن که حاوی بیش از 2.8 درصد کربن نباشد، به آرامی به مدت 20 تا 25 ساعت در یک محیط خنثی تا دمای 950 - 1000 درجه سانتیگراد و در این دما برای مدت طولانی (10 - 15) گرم می شود. ساعت) تحمل (گرافیتی شدن مرحله اول)؛

- سپس به آرامی تا دمای کمی کمتر از تبدیل یوتکتوئید (700 - 740 درجه سانتیگراد، بسته به ترکیب چدن) خنک شود و برای مدت طولانی (30 ساعت) در این دما نگه دارید (مرحله دوم گرافیت سازی).

- خنک کننده هوا

در مرحله اول گرافیت، سمنتیت لدبوریت و سمنتیت ثانویه با تشکیل آستنیت و گرافیت پوسته پوسته بر اساس واکنش تجزیه می شوند:

Fe 3 C® Fe γ (C) + C

سیمانیت = آستنیت + گرافیت

در هنگام سرد شدن از مرحله اول تا دوم گرافیتیزاسیون، سرعت سرد شدن باید جداسازی سمنتیت ثانویه از آستنیت و تجزیه آن به آستنیت و گرافیت را طبق فرمول فوق تضمین کند.

در مرحله دوم گرافیت، سمنتیت پرلیت بر اساس واکنش به فریت و گرافیت تجزیه می شود:

Fe 3 C® Fe α (C) + C

سیمانیت = فریت + گرافیت

ساختار نهایی از فریت و گرافیت پولکی تشکیل شده است.

مدت زمان کل عملیات حرارتی 70 - 80 ساعت است.

اگر در مرحله دوم گرافیتی شدن، قرار گرفتن در معرض برای تجزیه کامل سمنتیت پرلیت به فریت و گرافیت کافی نباشد، در این صورت، آهن شکل پذیر فریت-پرلیت به دست می آید. در صورت عدم وجود نوردهی، آهن داکتیل پرلیتی با ساختار پرلیت و گرافیت پوسته پوسته به دست می آید.

مطلوب است که محتوای کربن چدن داکتیل کم باشد، زیرا با افزایش محتوای کربن، مقدار گرافیت آزاد پس از بازپخت چدن افزایش می‌یابد و خواص آن بدتر می‌شود. با این حال، کاهش محتوای کربن باعث افزایش نقطه ذوب، ایجاد مشکل در ریخته‌گری، افزایش هزینه ریخته‌گری و غیره می‌شود.

برای به دست آوردن آهن داکتیل پرلیتی، گاهی اوقات از چدن سفید کوپولی حاوی حداکثر 3.2 درصد کربن استفاده می شود. بازپخت در یک محیط کربن زدایی (اکسید کننده) و به دنبال آن خنک شدن در هوا انجام می شود. چنین بازپختی سوختگی قابل توجهی از کربن را فراهم می کند.

چدن های چکش خوار با حروف КЧ با اعداد مشخص می شوند. دو رقم اول نشان‌دهنده استحکام کششی بر حسب کیلوگرم بر میلی‌متر مربع، رقم دوم نشان‌دهنده ازدیاد طول نسبی بر حسب درصد است.

طبق GOST 1215-59 چدن چکش خوار دارای درجه های زیر است:

– چدن فریتی: KCh37-12، KCh35-10، KCh33-8، KCh30-6؛

– چدن های چکش خوار فریتی-پرلیتی و پرلیتی: KCh45-6، KCh50-4، KCh56-4، KCh60-3، KCh63-2.

ریخته گری های چدن داکتیل به خوبی در برابر ضربه و بارهای ارتعاشی مقاومت می کنند، با برش به خوبی ماشینکاری می شوند و چقرمگی کافی دارند.

چدن چکش خوار در خودروسازی، صنعت تراکتورسازی، مهندسی کشاورزی، کالسکه، ساخت ماشین ابزار برای قطعات با استحکام بالا که بارهای متناوب و ضربه ای را درک می کنند و در شرایط افزایش سایش کار می کنند، استفاده می شود. استفاده گسترده از آن در درجه اول به دلیل خواص ریخته گری خوب چدن سفید اصلی است که امکان به دست آوردن قطعات ریخته گری دیواره نازک با شکل پیچیده را فراهم می کند. چدن های چکش خوار فریتی برای تولید قطعاتی که تحت بارهای دینامیکی و استاتیکی بالا کار می کنند ( دهانه دنده، توپی، قلاب، براکت) و برای قطعاتی که کمتر بحرانی هستند (مهره، صدا خفه کن، فلنج، کوپلینگ) استفاده می شود. از آهن داکتیل پرلیتی برای ساختن حلقه ها و غلتک های زنجیر نقاله، کفشک های ترمز و غیره استفاده می شود.

سفارش کار

1. طبقه بندی چدن ها، ساختار، علامت گذاری و روش های تولید آنها را مطالعه کنید.

2. مقاطع را زیر میکروسکوپ بررسی کنید و مشخص کنید که هر نمونه متعلق به کدام نوع چدن است.

3. شرایط به دست آوردن ساختار مورد مطالعه را تعیین کنید.

4. تأثیر هر یک از اجزای ساختاری بر خواص چدن را تعیین کنید.

5. برش ها را اچ کنید و ریزساختار را زیر میکروسکوپ بررسی کنید، طرح بزنید، اجزای ساختاری و فازی را مشخص کنید.

6. تفاوت در خواص ساختارهای در نظر گرفته شده را تنظیم کنید.

7. یک جدول خلاصه از ساختارهای در نظر گرفته شده تهیه کنید، داده های به دست آمده را در جدول وارد کنید. 4.2.

8. گزارش پیشرفت بنویسید.

هنگام تهیه گزارش باید:

1) طبقه بندی مختصری از چدن ها ارائه دهید.

2) چدن های سفید، خاکستری، شکل پذیر و انعطاف پذیر را تعریف کنید.

3) بخشی از نمودار Fe - Fe 3 C را رسم کنید که به زمینه چدن ها اشاره دارد.

4) تمام ساختارهای بررسی شده چدن ها را قبل و بعد از ترشی کشیدن با ذکر نام اجزای ساختاری و کلاس چدن ها ترسیم کنید.

5) ترکیب شیمیایی چدن های سفید و موقعیت آنها را در نمودار نشان دهید.

6) روش های تولید، خواص و دامنه هر نوع چدن را شرح دهد. برچسب را نشان دهید

داده های مربوط به کار انجام شده در جدول خلاصه شده است. 4.2.

جدول 4.2

کنترل سوالات

1. مزایای چدن نسبت به فولاد چیست؟

2. چدن ها چگونه طبقه بندی می شوند؟

3. ساختار و خواص چدن چیست؟

4. شکل گرافیت چگونه بر خواص چدن ها تأثیر می گذارد؟

5. چدن چقدر کربن دارد؟

6. کربن به چه شکلی در چدن ها یافت می شود؟

7. در کدام چدن ها همه کربن در حالت پیوند شیمیایی است؟

8- تمام یا بخشی از کربن در کدام چدن ها به صورت گرافیت است؟

9. روش های به دست آوردن، خواص و کاربرد چدن های سفید.

10. چدن سفید چگونه تولید می شود؟

11. چه مقدار گرافیت در چدن سفید وجود دارد؟

12. چه عناصری به سرما کمک می کنند؟

13. چه عناصری در گرافیت سازی نقش دارند؟

14. ساختار چدن سفید هیپوئوتکتیک چگونه است؟

15-ساختار چدن سفید یوتکتیک چگونه است؟

16. ساختار چدن سفید هایپریوتکتیک چگونه است؟

17. لدبوریت چیست؟

18. چه چیزی استحکام چدن خاکستری را تعیین می کند؟

19. چدن خاکستری چگونه تولید می شود؟

20. ساختار پایه فلزی چدن های خاکستری چگونه است؟

21. آیا چدن داکتیل آهنگری خوب است؟

22. چدن داکتیل چگونه تولید می شود؟

23. در مرحله اول گرافیتی شدن (به دست آوردن چدن های شکل پذیر) چه فرآیندهایی صورت می گیرد؟

24. در مرحله دوم گرافیتی شدن (به دست آوردن چدن های شکل پذیر) چه فرآیندهایی صورت می گیرد؟

25. گرافیت در چدن های شکل پذیر چگونه است؟

26. ساختار چدن داکتیل:

27. چدن داکتیل چگونه تولید می شود؟

28. ساختار چدن داکتیل:

29. گرافیت در چدن های شکل پذیر چگونه است؟

30. اصلاح چیست و برای چه منظوری استفاده می شود؟

31. گرافیت در چدن های خاکستری چگونه است؟

32. سازه چدن خاکستری

33. علامت گذاری آهن های خاکستری، داکتیل و داکتیل.

34. عدد در مارک چدن SCh15 به چه معناست؟

35. عدد در مارک چدن VCH60 به چه معناست؟

36. عدد 30 در مارک چدن KCH 30-6 به چه معناست؟

37. عدد 6 در مارک چدن KCH 30-6 به چه معناست؟

حرف A در وسط نام تجاری نشان دهنده وجود نیتروژنی است که به طور خاص به فولاد وارد شده است.

حرف A در ابتدای نام تجاری نشان می دهد که این فولاد اتوماتیک است که برای ساخت قطعات تولید انبوه در ماشین های اتوماتیک در نظر گرفته شده است (AI2، A30، A40G - گوگرد؛ ACI4، AC40، AC35G2 - حاوی سرب؛ A35E، A40XV - سولفید سلنیوم؛ AC20، AC40G - حاوی کلسیم). اعداد نشان دهنده میانگین محتوای کربن در صدم درصد است.

نباید با سرسختی اشتباه گرفته شود , که با حداکثر مقدار سختی بدست آمده توسط فولاد در نتیجه سخت شدن مشخص می شود. سختی پذیری عمدتاً به محتوای کربن بستگی دارد (شکل 6 آزمایشگاه شماره 8 را ببینید).

اطلاعات مشابه