موضوع اين مقاله در اطلاعات مادي چدن چيست. از چه موادي تشكيل شده است؟ ساختار داخلي ، مزايا و ضعف هاي چدن. انواع چدن وجود خواهد داشت.
چدن هاچدن چيست؟ چدن ريخته گري است كه آلياژ آهن و كربن است. ترشح كربن بين 2.5 تا 4.5 درصد متغير است. همچنين حاوي مقادير كمي منگنز ، فسفر ، گوگرد و سيليكون است. اين آخرين عنصر مهمترين است.
چدن ها آلياژهاي ريخته گري عالي مي سازند و طيف وسيعي از استحكام و سختي را دارند. با اين حال ، استفاده از آنها در دستگاه نيز آسان است. در صورت استفاده از آلياژ مقاومت بالايي در برابر سايش ، خراش و اكسيداسيون از خود نشان مي دهند.
استفاده گسترده آنها به دليل هزينه كمتر و كارايي آنها است. با وجود رقابت ايجاد شده توسط مواد جديد ، چدن ها مواد اقتصادي و مناسب براي هزاران كاربرد مهندسي ثابت شده است.
چرا به چدن نياز بود؟آهن خام به دست آمده در كوره بلند به دليل وجود مواد در ساختار داخلي آن نمي تواند مستقيماً مورد استفاده قرار گيرد. مهمترين ماده اي كه در ساختار داخلي آن مانع استفاده از آن مي شود عنصر كربن بيش از حد است. آهن خام كه يك محصول كوره بلند است ، 2.5-4.5 درصد كربن در ساختار داخلي خود دارد. كربن اضافي باعث شكنندگي و سفت شدن آهن خام مي شود. كاهش اين كربن به سطوح قابل قبول پيش شرط استفاده از آهن در صنعت است.
دو منطقه اصلي توليد وجود دارد كه در آن آهن خام توليد شده در كوره بلند با كاهش نسبت كربن مورد استفاده قرار مي گيرد. يكي از آنها توليد فولاد و ديگري استفاده از آن به عنوان چدن است.
چدن ها چگونه ساخته مي شوند؟اگر قرار است از آهن خام توليد شده در كوره بلند به عنوان چدن استفاده شود ، بايد تحت برخي از فرايندها قرار گيرد. اين فرايندها عموماً در مكان هايي به نام كوره هاي كپه اي انجام مي شوند. در كوره هاي كپه اي ، كربن در ساختار داخلي آهن خام بين 1.7 تا 3.5 كاهش مي يابد. از طرف ديگر ، با افزودن آلياژهاي ضايعات فولادي ساخته شده است كه چدن را مقرون به صرفه مي كند.
توليد چدن با كاهش كربن واجد شرايط براي برآوردن نيازهاي صنعت نيست. بنابراين ، با افزودن عناصر افزودني ديگر ، چدن هايي كه مي توانند براي اهداف مختلف استفاده شوند ، توليد مي شوند.
مزايا و ضعف هاي چدنخواص كلي چدن به شرح زير است:1. ذوب در دماي پايين ،2. هزينه كم ،3. مناسب براي ريخته گري ،4. مقاومت فشاري بالا ،5. مقاومت در برابر سايش.
كساني كه در 5 مورد بالا جمع آوري شده اند بايد به عنوان مزاياي چدن شناخته شوند. علاوه بر اين ، اين ويژگي منفي است كه چدن ها براي جعل مناسب نيستند.
تنش فشاري چدن خوب است ، اما تنش كششي كم است. مگر اينكه آلياژ خاصي داشته باشد ، در هيچ دمايي جعل نشده و نمي توان به درستي ماشينكاري كرد.
چدن كششي بسيار كم كربن ، فولاد ثانويه يا فولاد كم آلياژ ناميده مي شود. زيرا از نظر خواص مكانيكي و فيزيكي به فولاد نزديك است تا به آهن.
چدن در حالت مذاب بسيار سيال است و به راحتي مي توان آن را حتي در پيچيده ترين قالب ها ريخت.
در حالي كه فولادها را مي توان گرم و برخي از انواع ديگر را سرد تشكيل داد ، ناتواني چدن حتي در صورت داغ بودن به دليل عدم تغيير شكل پلاستيكي آن هنگام انتقال از مايع به جامد است. چدن ها در يك لحظه از حالت مذاب مايع به حالت جامد مي روند. چدنها در دماي بالاي 1147 درجه سانتي گراد مايع هستند و در دماي پايين تر جامد هستند. با توجه به اين ويژگي ها ، قوام پلاستيكي مورد نياز براي آهنگري ايجاد نمي شود.
انواع چدنطبقه بندي چدن ها عموماً با توجه به سطح شكست مواد انجام مي شود. انواع چدن در زير آورده شده است.
چدن هاي سفيد: تقريباً تمام كربن موجود در آلياژ به شكل كاربيد آهن (سيمانيت) است. اين مورد سخت و ترد است. براي اطلاعات دقيق BKNZ: چدن سفيد
چدن هاي خاكستري: سطح شكستگي خاكستري ايجاد مي كند. اين مورد نرم است. بيشتر كربن در ساختار آن به شكل گرافيت نرم است. دماي ذوب بالاتر از انواع گچ سفيد است. اين پركاربردترين نوع چدن است. براي اطلاعات دقيق BKNZ: چدن هاي خاكستري
آلومينيوم يك عنصر شيميايي است ، با نماد Al و شماره اتمي 13. اين فلز ضعيف ، چكش خوار و نقره اي است كه به دليل مقاومت در برابر اكسيداسيون و چگالي كم قابل توجه است. اين فلز فراوان ترين در پوسته زمين و سومين عنصر فراوان پس از اكسيژن و سيليكون است. به طور متوسط 8 of از جرم مواد روي سطح جامد سياره ما را نشان مي دهد. آلومينيوم بسيار واكنش پذير است تا در حالت طبيعي خود در محيط طبيعي وجود داشته باشد: برعكس ، به صورت تركيبي در بيش از 270 كاني مختلف يافت مي شود ، كاني اصلي آن بوكسيت است ، جايي كه به شكل اكسيد هيدراته وجود دارد. كه آلومينا از آن استخراج مي شود. آلومينا از بوكسيت استخراج مي شود كه خرد شده و سپس با سودا به صورت داغ مورد حمله قرار مي گيرد. مشروبي به دست مي آيد كه پس از جداسازي اكسيدهاي آهن و سيليكون ، براي تجزيه آلومينا به تجزيه كننده ها ارسال مي شود. آلومينيوم از آلومينا با الكتروليز در مخزن با پوشش كربن (كاتد) به دست مي آيد. خواص اصلي آلومينيوم عبارتند از: رساناي خوب گرما و برقچگالي كم: 2.7 كيلوگرم در دسي متر مكعبنقطه ذوب: 658 درجه سانتي گرادمدول Low Young: 70،000 N / mm2 70،000 Mpa 7000DaN / mm2حد الاستيك پايينكشيدگي زياد در زمان استراحت (ورق هاي نازك ، ورق ، كاغذ)رسانايي خوب (67٪ مس).آلومينيوم فلزي بسيار قابل اكسيداسيون است ، اما بلافاصله توسط يك لايه نازك از آلومين آلومينيوم Al2O3 غير قابل نفوذ به ضخامت چند ميكرومتر غيرفعال مي شود كه از توده فلز در برابر خوردگي محافظت مي كند. اين مقاومت در برابر خوردگي و سبكي قابل توجه آن باعث شده است كه اين ماده به طور گسترده اي در صنعت مورد استفاده قرار گيرد.آلومينيوم يك محصول صنعتي مهم است ، به شكل خالص يا آلياژي ، به ويژه در هوانوردي ، حمل و نقل و ساخت و ساز. آنودايز يك فرايند درمان سطحي است كه يك لايه اكسيد محافظ روي سطح آلومينيوم يا تيتانيوم ايجاد مي كند. آنودايزاسيون يك فرآيند پوشش دهي نيست ، بلكه يك فرآيند تبديل است ، به اين معني كه هيچ ماده اي به سطح اضافه نمي شود ، بلكه يك تغيير شيميايي وجود دارد: بنابراين هيچ تغييري در دنده هاي اوليه صورت نمي گيرد يا هيچ تغييري ايجاد نمي شود. متداول ترين فرآيند براي آندايز آلومينيوم ، اكسيداسيون آندي گوگردي يا OAS ناميده مي شود. اين فرايند لايه اي از اكسيد آلومينيوم Al2O3 را تا چند ده ميكرومتر ايجاد مي كند كه باعث افزايش مقاومت سايش ، خوردگي ، حرارت و عايق عالي مي شود. از سوي ديگر ، ويژگي اين فرايند از وجود آلومينيوم در آند ناشي مي شود ، كه اكسيژن را به جاي تخليه در گاز مصرف مي كند ، كه به تشكيل يك لايه آلومينا Al2O3 كمك مي كند. انواع مختلف آنودايز آلومينيومبسته به ولتاژ اعمال شده و ماهيت شيميايي الكتروليت ، با آندايزاسيون مي توان آلومينيوم را با خواص مختلف تهيه كرد. بنابراين دو نوع آنودايز وجود دارد: آنودايز نوع مانعانجام شده در محيطي كه هيچگونه محلول بر روي آلومينيوم يا اكسيد آن ندارد: اسيد بوريك ، اسيد سيتريك ، اسيد تارتاريك ، كربنات سديم ، فسفات سديم و غيره. 2. آنودايز از نوع متخلخل هنگام انتخاب الكتروليت با عمل حل شدن ، لايه آنودايز رقابت بين رشد اكسيد و حل شدن شيميايي را تجربه مي كند. بنابراين ساختار اين لايه اكسيد تشكيل شده بسيار خاص است زيرا متخلخل است. اين خاصيت به خودي خود بسيار جالب است ، زيرا اين تخلخل به آغشته شدن رنگ در سطح آلومينيوم اجازه مي دهد. آنودايز كردن ورق هاي آلومينيوم در رژهفرآيندهاي آنودايز آلومينيوم به طور گسترده اي در صنعت استفاده مي شود و مدتهاست تسلط يافته است. بنابراين ، آنودايز مداوم ورقها يا سيمهاي آلومينيومي مشكل خاصي ايجاد نمي كند. در مورد درمان رژه ، ورق با استفاده از غلطك ، در يك سري مخازن مربوط به محدوده آنودايز معمولي (چربي زدايي ، ترشي ، آنودايز ، آب بندي) با استفاده از شستشو بين هر حمام منتقل مي شود. علاقه زيبايي ورق آلومينيوم آنودايز شدهاستفاده روزافزون از آلومينيوم در معماري ، توليد كنندگان را بر آن داشته است تا فرآيندهاي جديد رنگ آميزي را توسعه دهند. ديگر مساله اشباع رنگها در لايه متخلخل نيست ، بلكه استفاده از الكتروليتهاي مخصوصي است كه به رنگ آميزي آلومينيوم اجازه مي دهد. اين رنگ آميزي به ماهيت آلياژ مورد استفاده نيز بستگي دارد زيرا اجزاي آلياژ آلومينيوم در لايه اكسيد گنجانده شده است. كدام آلياژهاي آلومينيوم را مي توان در آنودايز گوگرد استفاده كرد؟از نظر تئوري ، امكان آندايز هر آلياژ آلومينيوم وجود دارد. با اين حال ، خواص به دست آمده از يك آلياژ به آلياژ ديگر بسيار متفاوت است. به عنوان يك قاعده كلي ، هرچه آلياژ آلومينيوم خالص تر باشد ، احتمال آنودايز بيشتر است و به زيان ديگر خواص است. برخلاف آلياژهاي سري 2000 كه حاوي مس هستند كه تمايل به حل شدن در الكتروليت را دارند ، آلياژهاي سري 1000 بسيار آسان براي آندايز كردن مي شوند. علاوه بر اين ، برخي از آلياژهاي سري 5000 كه داراي مقدار زيادي منيزيم هستند و حاوي كروم هستند ، ممكن است پس از آنودايز رنگ زرد رنگ به خود بگيرند. در نهايت ، به نظر مي رسد كه آلياژهاي آلومينيوم مناسب براي تزئين ، آلياژهاي سري 6000 هستند.