ريخته گري در آلياژهاي پايه آلومينيوم (قسمت سوم)

ریخته گری چدن داکتیل به روش فرو بری:
 

چدن نشکن : چدن های نشکن یا چدن های با گرافیت کروی ،خانواده ای از چدن ها هستند و همانطور که از اسمشان پیداست ،شکل گرافیت در آنها به شکل کروی است.همین کروی بودن گرافیت ها ، باعث افزایش استحکام و چقرمگی در مقایسه با چدن های خاکستری می گردد. اصولا چدن نشکن با افزودن منیزیم در مذاب ، تولید می شود(چون منیزیم در دماهای بالا تبخیر می شود معمولا از آلیاژهای منیزیم استفاده می شود)برای کروی شدن قطعاتی که درقالب های ماسه ای تولید می شوند مقدار 0.04 تا% 0.07 منیزیم باقی مانده کافی می باشد و در قطعاتی که در قالب های فلزی تولید می شوند (مانند لوله ریزی)مقدار 0.02 در صد منیزیم باقی مانده کافی است . چدن نشکن در مقایسه با چدن خاکستری تمایل به تبرید بیشتری دارد و برای بدست آوردن ساختاری عاری از کاربید ، مخصوصا در مقاطع نازک ، لازم است جوانه زنی با فرو سیلیسیم انجام شود.
اندازه گرافیت ها به دو پارامتر بستگی دارد:
1-آهنگ سرد شدن یا اندازه سطح مقطع
2-جوانه زایی با فروسیلیسیم در حین ریختگری می توان چدن های نشکنی با ساختار زمینه فریتی،پرلیتی،مخلوط فریت-پرلیت،آستنیت،بینیتی،مارتنزیتی را تولید نمود
. چدن های نشکن پرلیتی دارای استحکام بالایی هستندولی چقرمگی آنها کمتر است. چدن های نشکن فریتی استحکام کمتری دارند ولی ازدیاد طول نسبی بیشتر و مقاومت به ضربه شان خوب است.عناصری همچون سدیم،کلسیم،لیتیم،تیریم نیز می توانند عمل کروی کردن را انجام بدهند.همچنین افزودن سزیم (Ce) به مقدار جزیی در آلیاژ منیزیم شکل گرافیت را بهبود می بخشند.

تاثیر عناصر روی چدن نشکن :
 

1- کربن:مقدار کربن در چدن نشکن ما بین 4/3 -6/3 % در نظر گرفته می شود.تعداد گرافیت های کروی بستگی به مقدار کربن دارد.افزایش کربن سبب بهتر شدن قابلیت ریختگری از طریق افزایش سیالیت مذاب می گردد.همچنین در چدن های نشکن هیپو یوتکتیک هر قدر مقدار کربن بیشتر شود نیاز به تغذیه گذاری قطعات کمتر می گردد. مقدار کربن معادل در این نوع چدن ها برابر است با CE=%2C +0.31(Si+P) +0.03 MN
2-سیلیسم: مقدار معمول آن در چدن نشکن ما بین 8/1 -8/2 % می باشد. افزایش سیلسیم در چدن باعث بیشتر شدن گرافیت های کروی می شود.سیلسیم در چدن سبب ترغیب تشکیل فریت می گردد. نقش مهم و دیگر سیلسیم در مرحله تلقیح است. افزایش سیلسیم در چدن نشکن موجب افزایش مقدار فریت و گرافیت کروی خواهد شد اما با افزایش آن استحکام کششی و در صد ازدیاد طول نسبی کاهش می یابد.همچنین عیب انتخاب سیلسیم پایین در چدن لزوم استفاده از تغذیه های بزرگتر و کاهش بهره برداری قطعات ریختگی می باشد. افزایش سیلسیم دمای تبدیل شکست نرم به ترد را افزایش می دهد.شروع تبدیل شکست نرم به ترد در چدن های نشکن با افزایش سیلسیم از دمای اتاق بالاتر است.
3-گوگرد : مهمترین تاثیر منفی گوگرد در چدن های نشکن نیاز به استفاده از مقدار بیشتری منیزیم است.مقدار گوگرد قبل از افزودن منیزیم به مذاب زیر% 0.03 در نظر گرفته می شود که با افزودن منیزیم به مذاب مقدار آن به % 0.01 یا کمتر کاهش می یابد.
4-فسفر: از آنجایی که فسفر فاز شکننده استدیت را تشکیل می دهد لذا در بیشتر موارد مقدار آنرا در چدن های نشکن زیر% 0.05 در نظر می گیرند در قطعاتی که نیاز به استحکام بالا ،قابلیت انعطاف پذیری و چکش خواری عالی دارند مقدار فسفر را زیر % 0.02 در نظر می گیرند .
5- منگنز : اگرچه منگنز استحکام چدن را بالا می برد اما قابلیت انعطاف پذیری و چکش خواری قطعات را کاهش می دهد. لذا در بیشتر موارد مقدار منگنز را زیر % 0.4 در نظر می گیرند. تاثیر عناصر آلیاژی بر روی پرلیت : نیکل ،سیلسیم و منگنز عناصر اصلی هستند که در تولید چدن نشکن پرلیتی استفاده می شوند.این عناصر با ایجاد ورق های سمنتیتی در پرلیت ، ساختار پرلیتی را بوجود می آورند.نیکل و منگنز در کاهش دمای استحاله آستنیت به پرلیت موثر هستند.

چگونگی افزودن منیزیم به مذاب و مشکلات ناشی از آن:
 

امروزه برای کروی کردن گرافیت ها در چدن نشکن از منیزیم استفاده می شود. در ضمن عناصر جزیی مانند سدیم و عناصر خاکی نادر موجود در آلیاژ فرو سیلیس منیزیم Fe-Si-Mg برای خنثی کردن عناصر جزیی مضرو راندمان بهتر در عمل جوانه زایی ،اهمیت زیادی دارند. منیزیم با نقطه ذوب 651 درجه سانتی گراد و نقطه جوش 1157 درجه سانتی گراد فلزی بسیار فعال است که در مجاورت هوا شدیدا اکسید می شود . از مشکلات افزودن منیزیم خالص می توان به وزن مخصوص کم – نقطه جوش پایین و میزان حلالیت پایین در مذاب چدن ، اشاره کرد(منیزیم در آهن به صورت فرومنیزیم FeMg به هیچ وجه مورد استفاده قرار نمی گیرد.

انواع آلیاژهای منیزیم کروی کننده :
 

1 - فرو سیلسیم منیزیم:
 

الف)5 تا 7 % منیزیم ،%45 سیلسیم ، % 5/1 کلسیم و بقیه آهن
ب)5 تا 7 % منیزیم ،%45 سیلسیم ، % 5/1 کلسیم و 0.8 تا 5/1 درصد مش متال (سدیم-لانتالیم)و بقیه آهن

2-نیکل منیزیم :
 

الف)15% منیزیم ،85% نیکل
ب)15%منیزیم ، 1 تا 0.2 % مش متال ،بقیه نیکل.
روش فروبری (راندمان 40 تا 50%) برای افزودن منیزیم به مذاب جهت ایجاد چدن با گرافیت کروی استفاده شد.
در اين روش مواد كروي كننده داخل محفظه از جنس گرافيت جاسازي شده و هنگامي كه پاتيل از مذاب پر شده محفظه داخل پاتيل مي شو د كه ميزان بازيابي منيزيم در اين روش 40 تا 50 درصد مي باشد . كه معمولا درجه حرارت ريخته گري را در اين روش 1560 درجه در نظر گرفته همچينن افت درجه حرارت در اين روش 50 درجه سانتيگراد مي باشد . متن مقاله :
ارسالي از طرف کاربر محترم : the_holl_virus