آلیاژ مهم زاده آهن
آهن چدنی نقش مهمی در توسعه نیازهای انسان ایفا کرده است. آنها هزاران سال در ترکیبات مختلف تولید شده اند. آهنهای چدنی به طور معمول حدود 2 تا 4 درصد وزنی کربن دارند. آهن چدن یک ماده متراکم است و سابقه استفاده طولانی دارد. این مواد ارزان قیمت بوده و قابلیت ریخته‌گری عالی ، ظرفیت ضربه گیری خوب ، ماشین کاری و مقاومت در برابر سایش را دارند
چدن ها (Cast Irons) خانواده ی بزرگ و متنوعی از آلیاژهای پایه آهنی (Ferrous alloys) هستند که عناصر اصلی آلیاژی در آن ها شامل آهن، کربن و سیلیسیم است و عناصر دیگری چون منگنز، فسفر و گوگرد به صورت جزئی در ترکیب آن ها وجود دارد. در کنار چدن ها، فولادها (Steels) نیز از آلیاژهای پایه آهنی هستند که مقدار کربن و سیلیسیم کمتری در ترکیب خود دارند. در یک تعریف عمومی و پذیرفته شده، فولادها را آلیاژهای آهن با مقدار کربن کمتر از ۲ درصد و چدن ها را آلیاژهای آهن با مقدار کربن بیشتر از ۲ درصد (تا حدود ۶ درصد) می نامند.
تاثیر عناصر مختلف بر چدن
خواص چدن با افزودن عناصر آلیاژی مختلف تغییر می کند.
بعد از کربن، سیلیسیم مهمترین عنصر محسوب می‌شود چرا که کربن را از حالت محلول خارج کرده، آن را به فرم گرافیت درمی آورد که تولید چدنی نرمتر، با انقباض کمتر کرده، استحکام و چگالی را کاهش می دهد.
گوگرد نیز هنگام اضافه شدن سولفید آهن تولید می‌کند که مانع تشکیل گرافیت شده سختی را افزایش میدهد.
مشکل گوگرد اینست که گرانروی چدن را در حالت مذاب بالا برده و عیوب ساختاری را افزایش میدهد.
برای خنثی کردن اثرات گوگرد از منگنز استفاده می‌شود تا به جای سولفید آهن، سولفید منگنز تشکیل شود.
چدن ریختگی به پنج نوع اصلی تقسیم بندی می شود که این پنج نوع از نظر ریزساختار با یکدیگر اختلاف اساسی دارند و کاملا” از هم متمایز هستند. امکان مشخص نمودن و تفکیک انواع چدنهای ریختگی براساس ترکیب شیمیایی میسر نیست زیرا محدوده میزان ترکیب شیمیایی هریک با دیگری تلاقی دارد و حداقل در قسمتی از محدوده میزان ترکیب شیمیایی آنها یکسان است و نمونه محدوده ترکیب چدنها در جدول شماره یک آمده است.
پنج نوع چدن اصلی عبارتنداز : ” چدن سفید” ، “چدن ماليبل” ، “چدن خاکستری” ، “چدن داکتیل” و “چدن با گرافیت فشرده” . نوع ششمی هم می توان برای چدنها درنظر گرفت که آنرا “چدن پرآلیاژ” نامند.
چدن داکتیل
چدن داکتیل یا چدن نشکن که در گذشته چدن نودولار یا گرافیت کروی نیز خوانده می‌شد، چدنی است که در آن گرافیت به شکل کره‌هایی کوچک می‌باشد. در چدن داکتیل، مانند چدن خاکستری، گرافیت یوتکتیک در حین فرایند انجماد از آهن مذاب جدا می‌شود، اما با اضافه کردن مواد افزودنی خاص به مذاب قبل از ریخته‌گری، گرافیت به شکل کره‌هایی رشد می‌کند و شباهتی به گرافیت‌های شکل گرفته در چدن خاکستری ندارد. چدن حاوی گرافیت کره ای بسیار قوی تر از چدن خاکستری یا چدن مالیبل است و قابلیت کشیده شدن و تغییر طول بیشتری قبل از شکست ناگهانی نسبت به آنها دارد.
