این پاورپوینت به بررسی ساختار، ویژگی ها، ترکیبات شیمیایی و خواص ریخته گری چدن خاکستری در قالب فرآیند تولید و تحلیل عملکرد آن ها می پردازد.
مقدمه:
چدن خاکستری یکی از پرکاربردترین آلیاژهای ریختگی در صنایع فلزی است که به دلیل ویژگی های فیزیکی و مکانیکی مطلوب، جایگاه ویژه ای در تولید قطعات صنعتی دارد. این آلیاژ عمدتاً ترکیبی از آهن و کربن است و با عناصر دیگری نظیر سیلسیم، منگنز و فسفر غنی تر می شود. وجود گرافیت آزاد به شکل ورقه ای در ریزساختار آن، رنگ خاکستری شکست سطحی آن را توجیه می کند. به همین علت، این نوع چدن با عنوان «چدن خاکستری» شناخته می شود.
ریخته گری چدن خاکستری به دلیل ویژگی های منحصر به فرد این آلیاژ، به عنوان یکی از فرآیندهای مهم و گسترده در صنعت ریخته گری شناخته می شود. این فرآیند شامل ذوب فلز پایه، افزودن عناصر آلیاژی، و ریختن مذاب در قالب های ماسه ای یا فلزی است. از آنجا که دمای ذوب چدن خاکستری نسبتاً پایین است، ریخته گری آن با مصرف انرژی کمتر و پیچیدگی کمتر همراه خواهد بود.
یکی از مهم ترین دلایل محبوبیت چدن خاکستری در ریخته گری، سیالیت بسیار مناسب آن است. سیالیت بالا سبب می شود تا مذاب به راحتی در قالب های پیچیده جریان یافته و قطعاتی با جزئیات دقیق و کیفیت سطح بالا تولید شود. این ویژگی به خصوص در ساخت قطعات با هندسه های خاص، بسیار حائز اهمیت است.
افزون بر سیالیت، چدن خاکستری واکنش کمی با مواد قالب دارد که از دیگر مزایای آن در فرآیند ریخته گری محسوب می شود. این ویژگی باعث می شود تا قالب های ماسه ای یا فلزی دچار خوردگی یا فرسایش کمتری شوند و در نتیجه هزینه های تولید کاهش یابد. همچنین، درصد بالای کربن و حضور سیلسیم در ساختار چدن، نقش مهمی در بهبود خواص مذکور دارد.
فرآیند ریخته گری چدن خاکستری همچنین با نرخ انجماد مناسبی همراه است که امکان کنترل بهتر بر شکل گیری ساختار نهایی را فراهم می کند. ریزساختار نهایی قطعه ریختگی، وابسته به نرخ سرمایش و نحوه توزیع گرافیت در ماتریس فلزی است. کنترل این عوامل به طراحان و مهندسان اجازه می دهد تا قطعاتی با خواص مکانیکی مورد نظر تولید کنند.
از دیگر ویژگی های ریخته گری چدن خاکستری می توان به قابلیت تولید انبوه اشاره کرد. با توجه به پایین بودن هزینه های مواد اولیه، ساخت قالب و عملیات ذوب و ریختن، این فرآیند به طور گسترده در صنایع خودروسازی، تولید قطعات سنگین و ماشین آلات صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. چدن های خاکستری از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه هستند.
برای سنجش سیالیت چدن خاکستری، آزمایش هایی همچون آزمون مارپیچ انجام می شود. در این روش، مذاب به درون قالبی مارپیچ شکل ریخته می شود و طول مسیر طی شده توسط مذاب به عنوان شاخص سیالیت ثبت می شود. این آزمایش نه تنها میزان روانی مذاب را نشان می دهد، بلکه به تحلیل رفتار چدن در شرایط واقعی ریخته گری نیز کمک می کند.
ریخته گری چدن خاکستری با وجود فناوری های نوین همچنان به عنوان روشی پرکاربرد در تولید قطعات با ویژگی های مکانیکی خاص، سطح پرداخت مناسب و بازدهی بالا شناخته می شود. توسعه آلیاژهای پیشرفته تر و تکنیک های بهینه سازی فرآیند، موجب افزایش بهره وری در ریخته گری چدن خاکستری شده است و این روند همچنان ادامه دارد.
