ریخته گری چدن یک فرآیند تولیدی است که در آن آهن مذاب - معمولاً حاوی کربن 2 تا 4 درصد همراه با سیلیکون، منگنز، و عناصر کمیاب - در قالب ریخته می شود و اجازه می دهد تا به شکل تمام شده یا تقریباً تمام شده جامد شود. پاسخ مستقیم به این که چرا اهمیت دارد: ریخته‌گری چدن یکی از مقرون‌به‌صرفه‌ترین راه‌ها برای تولید اجزای پیچیده، مقاوم در برابر سایش و لرزش در مقیاس است و همچنان سهم قابل‌توجهی از تولید جهانی ریخته‌گری فلز را به خود اختصاص می‌دهد زیرا هیچ ماده رایج دیگری با ترکیبی از قابلیت ریخته‌گری، ماشینکاری و قیمت مطابقت ندارد.
طبق آمار ریخته گری صنعت، چدن (ترکیب خاکستری و شکل پذیر) را تشکیل می دهد بیش از 60 درصد از کل تولید جهانی ریخته گری بر حسب وزن ، بسیار جلوتر از آلومینیوم، فولاد یا آلیاژهای مبتنی بر مس است. این تسلط تصادفی نیست - از خواص مکانیکی و اقتصادی خاصی که در زیر توضیح داده شده است ناشی می شود.
این فرآیند بدون توجه به پیچیدگی قسمت پایانی از یک توالی ثابت پیروی می کند. درک هر مرحله به خریداران و مهندسان کمک می کند تا توانایی تامین کننده و کیفیت قطعه را ارزیابی کنند.
سرعت خنک‌سازی مستقیماً کنترل می‌کند که آیا کربن به صورت تکه‌های گرافیت، گره‌ها یا ترکیب به‌عنوان سمنتیت باقی می‌ماند. این مهم ترین متغیر جداکننده آهن خاکستری از آهن سفید یا چدن داکتیل است، به همین دلیل است که ریخته گری ها به دقت ضخامت قالب، دمای ریختن و اندازه بخش را در طول تولید کنترل می کنند.
همه چدن ها یکسان نیستند. انتخاب نوع مناسب اغلب تفاوت بین قطعه ای است که چندین دهه دوام می آورد و قطعه ای که پیش از موعد از کار می افتد.
| تایپ کنید | مشخصه کلیدی | مقاومت کششی معمولی | استفاده متداول |
|---|---|---|---|
| آهن خاکستری | تکه های گرافیت، میرایی عالی ارتعاش | 150-400 مگاپاسکال | بلوک موتور، لوله، پایه ماشین |
| چدن داکتیل (ندولار). | گرافیت کروی، چقرمگی بالاتر | 400-800 مگاپاسکال | میل لنگ، چرخ دنده، اتصالات لوله |
| آهن سفید | کاربیدهای موجود، بسیار سخت و شکننده هستند | 200-450 مگاپاسکال | آسترهای سنگ شکن، توپ های سنگ زنی |
| آهن چکش خوار | آهن سفید عملیات حرارتی، بهبود شکل پذیری | 300-570 مگاپاسکال | اتصالات لوله، براکت های کوچک |
تولیدکنندگان همچنان به تعیین چدن برای مجموعه‌ای از دلایل عملی معین و نه صرفاً سنتی ادامه می‌دهند.
ریخته گری چدن تقریباً در هر بخش تولید سنگین ظاهر می شود، عمدتاً به دلیل خواص مکانیکی که در بالا توضیح داده شد.
بلوک‌های موتور، سرسیلندرها، روتورهای ترمز و کالیپرهای دیسکی اغلب در چدن خاکستری یا شکل‌پذیر ریخته‌گری می‌شوند، زیرا برای افزایش عمر مفید، باید گرما، اصطکاک و لرزش بالا را تحمل کنند.
لوله‌های چدن داکتیل برای سیستم‌های آب و فاضلاب شهری استاندارد هستند و از نظر مقاومت در برابر خوردگی و درجه‌بندی فشاری که می‌تواند بیشتر از 250 psi در بسیاری از مشخصات شهرداری
پایه های ماشین ابزار، محفظه پمپ و بدنه جعبه دنده برای حفظ دقت تحت بارگذاری مکرر به میرایی و پایداری ابعادی چدن متکی هستند.
از آنجایی که کیفیت ریخته گری مستقیماً بر عملکرد قطعه تأثیر می گذارد، ریخته گری های معتبر چندین دسته نقص را قبل از حمل و نقل کنترل می کنند.
روش‌های بازرسی استاندارد شامل بررسی‌های بصری، اندازه‌گیری ابعاد، تست سختی و برای قطعات حیاتی، آزمایش اولتراسونیک یا رادیوگرافی برای تشخیص عیوب داخلی است که در خارج قابل مشاهده نیستند.
هنگام تصمیم گیری بین چدن و جایگزین هایی مانند ریخته گری فولاد یا آلومینیوم، انتخاب به طور کلی به سه عامل بستگی دارد: نوع بار، حساسیت وزنی و بودجه.
ریخته‌گری‌های فولادی استحکام کششی و مقاومت ضربه‌ای بالاتری ارائه می‌کنند، که آن‌ها را برای اجزای سازه‌ای با تنش بالا ترجیح می‌دهند، اما هزینه بیشتری دارند و ماشینکاری سخت‌تر هستند. ریخته‌گری‌های آلومینیومی بسیار سبک‌تر هستند، که برای اهداف وزنی خودرو و هوافضا مفید است، اما نمی‌توانند با مقاومت فشاری یا عملکرد میرایی چدن مطابقت داشته باشند. برای اجزای استاتیک یا با بار متوسط که در آن راندمان هزینه و کنترل ارتعاش بیشترین اهمیت را دارد، چدن انتخاب اقتصادی تر و کاربردی تر است در اکثر کاربردهای صنعتی.
