آهن چیست؟

آهن یک عنصر شیمیایی و در دسته فلزها قرار دارد و با نماد شیمیایی fe نمایش داده می شود.

آهن بزرگترین عنصر سازنده ی جرم کره زمین است و از اصلی ترین عناصر بوجود آورنده هسته درونی و بیرونی زمین می باشد. جالب است بدانید سرچشمه اصلی آهن در شهاب سنگ ها و سایر محیط های کم اکسیژن است.

رنگ آهن و آلیاژ های آن نقره ای براق و با سطوحی صاف است اما در برخورد با هوا و اکسید شدن به رنگ قرمز یا قهوه ای تبدیل میشود.

چدن چیست؟

چدن یکی از آلیاژ های آهن است که به مقدار ۲٫۱ الی ۶٫۲ درصد دارای عنصر کربن است.

از دیگر عناصر تشکیل دهنده چدن می توان سیلیسیم ، منگنز و مقدار کمی گوگرد را نام برد.

فولاد نیز یکی از آلیاژهای آهن است اما مقدار کمتری کربن (کمتر از ۲ درصد) در بوجود آمدن آن نقش دارند.

چدن چگونه بوجود می آید؟

برای تولید چدن عناصر و مواد مشخصی باهم مخلوط شده و داخل کوره انداخته می شوند تا ذوب شده و داخل غالب مخصوص ریخته و به شکل مورد نظر تبدیل گردد. مواد تشکیل دهنده شامل شمش آهن خام ، قطعات اضافی و دور ریز ریخته گری ، افزودنی هایی مانند فرومنگنز، آهک … می باشد.

اگر فلز چدن را با ذوب مجدد سنگ آهن و ضایعات آهن و فولاد قراضه تولید کنند عناصری در این ترکیب ایجاد می شود که ناخالصی محسوب می شوند مانند گوگرد و فسفر که موجب تغییرات منفی در خصوصیات چدن می گردد و با طی مراحلی باید حذف و زدوده شوند و پس از ذوب شدن، مذاب آن به کوره نگهدارنده یا قالب ریخته می‌شود.

(ضایعات چدن به عناصر و مواد تشکیل دهنده آن از ارزش اقتصادی خوبی برخوردار است.)

انواع چدن

چدن ها در انواع فراوانی در بازار وجود دارند که هر کدام خصوصیات مخصوص به خود را شامل می شوند و در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند البته که کاربرد چدن به نسبت گذشته در صنعت ساختمان سازی کاهش یافته است اما همچنان در صنایع پتروشیمی ، پلایشگاه ها و ماشین سازی از آن بهره برداری می گردد.

• چدن سفید
• چدن خاکستری
• چدن نشکن ( چدن داکتیل)
• چدن چکش خوار ( چدن مالیبل)
• چدن با گرافیت فشرده

چدن سفید چیست؟

اگر فرآیند سرد شدن چدن به سرعت انجام گیرد و درصد کربن کمتری داشته باشد ، کربن به صورت سمنتیت رسوب می کند و محصول بوجود آمده چدن سفید است.

چدن سفید بسیار ترد و شکننده است و ریخته گری خوبی نیز ندارد و به اندازه دیگر انواع چدن با کیفیت نیست. اما به دلیل آنکه دمای انجماد بالایی دارد و در برابر فرسایش مقاوم است و همچنین قیمت مقرون به صرفه ای دارد از آن در برخی صنایع استفاده می شود.

از چدن سفید به طور مثال در ساخت پره های توربین های بادی مورد استفاده قرار می گیرد.

چدن خاکستری چیست؟

چدن خاکستری به دلیل دارا بودن گرافیت ورقه ای به رنگ خاکستری دیده می شود علت نام گذاری آن نیز همین می باشد.

این نوع چدن از مهمترین و پرکاربردترین انواع آن است.

چدن های خاکستری در دو نوع دسته آلیاژ  GG-20 و GG-25 در صنایع مختلف مانند خودرو سازی ، ساخت اتصالات ، شیر و لوله ، پمپ سازی ، ساخت بدنه موتور های الکتریکی و قطعات و ماشین آلات صنعتی و … موجود هستند.

چدن های خاکستری را از نظر شکل گرافیت استفاده شده در آن نیز به دسته های مختلف تقسیم می کنند.

• چدن‌های خاکستری با گرافیت کلوخه‌ای ، شکوفه‌ای ،چدن‌های مالیبل ، چکش‌خوار
• چدن خاکستری با گرافیت ورقه‌ای ، پولکی
• چدن خاکستری با گرافیت کروی ، چدن داکتیل ،چدن نشکن
• چدن خاکستری چشم گاوی؛ این نوع چدن ما بین خاکستری و سفید است. به علت گرافیت‌ های نسبتا بزرگ در بین فاز رنگ روشن خود به این نام شناخته می شود

چدن نشکن یا داکتیل

این نوع چدن یکی از انواع نوظهور در صنعت است که برای دست یابی به آن تحقیقات و تلاش های بسیاری به انجام رسیده است.

چدن داکتیل یا نشکن نسخه ی اصلاح شده و بهتر چدن های خاکستری هستند که بخاطر وجود گرافیت های کروی به هنگام ضربه تمرکز از یک نقطه برداشته می شود و تنش به مقدار حداقلی می رسد ، در نتیجه استحکام بالاتری را دارا می باشند.

از چدن های داکتیل در صنعت ماشین سازی و حمل ونقل به وفور استفاده می شود.

روش های تشخیص چدن از آهن

چدن چکش خوار یا مالیبل

چدن مالیبل در واقع چدن سفید است که با طی کردن چندین فرآیند و حرارت دیدن تا دمای ۹۰۰ درجه سانتی گراد کاربید آهن را به کربن و آهن تجزیه می کنند و در ادامه ذرات گرافیت به شکل ذرات کروی در کنار هم تجمع می کنند و مسبب ظهور خاصیت چکش خواری در این چدن می گردد.

در نتیجه نوعی جدید از پدن بوجو می آید که هم چکش خوار و مستحکم است و هم مقرون به صرفه.

از این نوع چدن در ساخت اتصالات مختلف من جمله اتصالات آب و گاز و قطعات و ماشین آلات کشاورزی ، اتصالات الکتریکی و … استفاده می گردد.

ویژگی های فلز چدن

• مستقیم از حالت جامد به مایع تبدیل می‌شود.
• چکش خوارند.
• شکننده اند.
• دیرتر دچار زنگ زدگی می شوند.
• مقاوم در برابر حرارت هستند.
• قیمت مناسبتری به نسبت فلزات پرکاربرد دیگر دارد.
• سنگین وزن هستند
• سطح صاف و صیقلی ندارند

تفاوت چدن با آهن و راه های تشخیص این دو فلز از یک دیگر

تا اینجای مقاله برای شما فلز های چدن و آهن را به صورت جدا تعریف کردیم ، حالا روش های تشخیص چدن از آهن را در ادامه برایتان شرح خواهیم داد.

۱٫ برای بریدن و قطعه کردن آهن میتوان از هوا برش استفاده کرد در صورتی که چدن با هوا برش بریده نمیشود.

۲٫ چدن فلزی شکننده است در صورتی که آهن این قابلیت را ندارد  وآهن را فقط می توان خم کرد.

۳٫ صدایی که به هنگام ضربه زدن به آهن و چدن ایجاد میشود متفاوت است ، صدای چدن بم و تو پر و صدای آهن زیر است.

۴٫ نوع سطوح چدن و آهن با هم متفاوت است، چدن دارای سطحی ناهوار و آهن دارای سطحی هموار و صیقلی است.