مدیریت سایت به طور کلی فلزات به دو دسته آهنی و غیر آهنی تقسیم می شوند. همان طور که از نام آن ها پیداست، فلزات آهنی شامل آهن و فلزات غیر آهنی شامل آهن نیستند. همه فلزات آهنی در حقیقت آلیاژی از آهن هستند و حاوی مقداری کربن می باشند. فولاد، چدن و … از جمله فلزات آهنی هستند. آلیاژ چدن نیز از آلیاژهای مصرفی می باشد.
تولید چدن
چدن از طریق ذوب مجدد سنگ آهن به همراه آهن و فولاد قراضه بدست می‌آید و با طی مراحلی برای حذف عناصر ناخواسته مانند فسفر و گوگرد همراه است. بسته به نوع کاربرد، میزان کربن و سیلیسیم تا حد مطلوب (به ترتیب ۲ تا ۳٫۵ و ۱ تا ۳ درصد وزنی) کاهش داده می‌شوند. سایر عناصر نیز حین ریخته‌گری و قبل از شکل‌گیری نهایی، به مذاب افزوده می‌شوند. چدن به جز موارد خاص که در کوره بلند موسوم به کوره کوپل ذوب می‌شود، عمدتاً در کوره‌های القای الکتریکی تولید می‌گردد. پس از تکمیل ذوب، مذاب به کوره نگهدارنده یا قالب ریخته می‌شود.
چدن را می توان دسته ای از آلیاژها دانست که دارای بیس آهنی هستند، این نوع از آلیاژ دارای درصد های متفاوتی از عناصر مختلف بوده که در نهایت در ترکیب با هم آلیاژ چدن را تشکیل می دهند. انواع متفاوتی از چدن ساخته شده است که بر اساس نام طبقه بندی می شوند و در هر نوع، نسبت ترکیب عناصر، متغیر خواهد بود. انواع چدن ویژگی های یکسانی دارند از جمله این که قابلیت شکل پذیری و ریخته گری داشته و نسبت به سایش دارای مقاومت بالایی هستند. به دلیل استحکام بالایی که آلیاژ چدن دارد در تولید انواع لوله‌ها، ماشین آلات، قطعات مورد استفاده در صنعت خودروسازی مانند سرسیلندر، بلوک سیلندر و جعبه دنده به کار می‌روند. چدن‌ها همچنین در برابر تخریب ناشی از اکسایش و زنگ زدگی مقاومت بالایی دارند.
اجزای سازنده چدن
اصطلاح چدن، خانواده بزرگی از آلیاژ آهنی را دربر می گیرد. در حقیقت چدن با اضافه کردن عناصری چون کربن به آهن خام تولید می شود. عناصر اصلی تشکیل دهنده چدن عبارتند از:
- کربن (بین 2 تا 4 درصد)
- آهن (در حدود 92 درصد)
- سیلیسیم (بین 1 تا 3 درصد)
دیگر عناصری که معمولاً در چدن یافت می شوند، عبارتند از: منگنز، فسفر، گوگرد
گاهی برای اصلاح ساختار و تغییر خواص چدن، عناصر دیگری (با مقادیر متفاوت) به چدن اضافه می شوند. این عناصر عبارتند از: آلومینیوم، منیزیم، مس، سدیم، کرم، وانادیم، و دیگر فلزات
عنصر سیلیسیم موجود در چدن باعث ایجاد چندین اثر متالورژی در این آلیاژ می‌شود. سیلیسیم با ترویج تشکیل یک اکسید سطحی کاملاً چسبنده، مقاومت در برابر اکسیداسیون و خوردگی چدن‌ها را افزایش می‌دهد. به همین دلیل، چدن‌ها به‌طور کلی مقاومت در برابر خوردگی بالاتری از اکثر فولادها دارند.
انواع چدن
یک نکته بسیار مهم در رابطه با چدن، نوع کربن اضافه شده به آهن خام است. کربن موجود در چدن اصولاً به دو صورت یافت می شود:
- ترکیبی
- آزاد (گرافیت): گرافیت در انواع مختلف چدن به شکل های مختلفی استفاده می شود (ورقه ای، برفکی، کروی، کرمی) که بر خواص چدن تولیدی نیز بسیار تأثیرگذار است.
میزان کربن های اضافه شده به آهن خام در مرحله تولید، در خواص و نوع چدن تولیدی بسیار مؤثر است. بنابراین، انواع مختلف چدن براساس میزان کربن (آزاد و ترکیبی) اضافه شده عبارتند از:
- چدن با گرافیت فشرده
- چدن سفید
- خاکستری
- چدن داکتیل
- و چدن مالیبل