چدن داکتیل چیست؟

چدن نیز یکی از انواع فلزات است که با ترکیبی از آهن و کربن و عناصر دیگر تشکیل می‌شود. این ماده فلزی به دلیل خواص منحصر به فرد خود از جمله مقاومت بیشتر در برابر زنگ زدگی و خوردگی و همچنین مقاومت مکانیکی بالا، به صورت گسترده‌ای در صنعت استفاده می‌شود. چدن در تولید قطعات خودرو، ابزارآلات صنعتی، تجهیزات ماشین‌های کشاورزی، ساختمان‌سازی و صنایع فلزی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

چدن درواقع همان آهن خام تولیدشده در کوره بلند به هنگام ذوب کردن سنگ‌آهن است. از این آهن خام یا چدن، برای تولید فولاد استفاده می‌شود. در فرآیند تولید فولاد، کربن موجود در چدن با اکسیژن واکنش داده و به دی‌اکسید کربن تبدیل می‌شود. این امر باعث می‌شود که درصد کربن در فولاد کاهش یافته و خواص آن بهبود یابد.

انواع چدن‌‌ها، ترکیبات شیمیایی متفاوتی دارند و هر کدام نسبت به ترکیباتشان، دارای کاربردها و قابلیت‌‌های متفاوتی هستند. یکی از انواع رایج و پراستفاده چدن، نوع داکتیل می‌باشد که موضوع این مقاله در فلوئید ولو نیز می‌باشد.

چدن داکتیل چیست؟

چدن داکتیل نوعی چدن است که ساختار گرافیتی آن به شکل کره است. این شکل کروی گرافیت باعث می شود که چدن داکتیل دارای خواص مکانیکی بهتری نسبت به چدن خاکستری باشد. چدن داکتیل در برابر ضربه و سایش مقاوم تر است و می تواند در دماهای بالاتر نیز استفاده شود. چدن داکتیل به طور گسترده ای در کاربردهایی مانند شیرآلات، لوله ها، و قطعات خودرو استفاده می شود. چدن داکتیل یا نشکن به‌عنوان یکی از مقاوم‌ترین انواع چدن شناخته می‌شود. حتی برخی آن را از نظر میزان مقاومت با فولاد مقایسه می‌کنند.

چدن داکتیل با نام‌های دیگری مانند چدن نشکن یا آهن SG نیز شناخته می‌شود.

ترکیب شیمیایی چدن داکتیل

روش های تولید چدن داکتیل

چدن داکتیل را می توان با دو روش تولید کرد:

روش دگمه ای

در این روش، منیزیم به مذاب چدن اضافه می شود. منیزیم با کربن واکنش داده و گرافیت کروی تولید می کند. گرافیت کروی باعث می شود که چدن داکتیل دارای خواص مکانیکی بهتری نسبت به چدن خاکستری باشد. در ابتدا، مذاب چدن در یک کوره ذوب می شود. سپس، منیزیم به مذاب چدن اضافه می شود. منیزیم با کربن واکنش داده و گرافیت کروی تولید می کند. گرافیت کروی باعث می شود که چدن داکتیل دارای خواص مکانیکی بهتری نسبت به چدن خاکستری باشد.

پس از اینکه منیزیم به مذاب چدن اضافه شد، مذاب چدن به یک قالب ریخته می شود. قالب معمولاً از جنس فلز یا سیمان است. پس از اینکه مذاب چدن در قالب سرد شد، قطعه چدن داکتیل آماده است. روش دگمه ای یک روش نسبتاً آسان و مقرون به صرفه برای تولید چدن داکتیل است. این روش برای تولید قطعات چدن داکتیل با اندازه های مختلف مناسب است.

روش اسپری دهی

در این روش، مذاب چدن به صورت قطرات ریز به داخل آب یا مایع دیگری پاشیده می شود. این کار باعث می شود که گرافیت کروی تولید شود. در ابتدا، مذاب چدن در یک کوره ذوب می شود. سپس، مذاب چدن به یک لوله مخصوص هدایت می شود. این لوله دارای یک سری نازل است که مذاب چدن را به صورت قطرات ریز پاشش می کند.

قطرات ریز مذاب چدن به داخل یک مخزن حاوی آب یا مایع دیگری پاشیده می شوند. آب یا مایع دیگر باعث می شود که قطرات چدن سرد شوند و به قطعات جامد تبدیل شوند. قطعات چدن داکتیل تولید شده توسط روش اسپری دهی معمولاً دارای خواص مکانیکی بهتری نسبت به قطعات چدن داکتیل تولید شده توسط روش دگمه ای هستند. این امر به این دلیل است که گرافیت کروی در قطعات تولید شده توسط روش اسپری دهی دارای اندازه یکنواخت تر و توزیع یکنواخت تری است.

روش اسپری دهی یک روش نسبتاً پیچیده و گران قیمت برای تولید چدن داکتیل است. این روش برای تولید قطعات چدن داکتیل با اندازه های کوچک مناسب است.

کاربردهای چدن داکتیل

با توجه به ساختار و ویژگی‌هایی که بیان شد، چدن داکتیل معمولاً برای مصارف صنعتی استفاده می‌شود. این نوع چدن به دلیل مقاومت بالایی که در برابر ضربه و سایش دارد، برای کاربردهایی که در معرض این عوامل هستند، مناسب است. چدن داکتیل به طور گسترده ای در کاربردهایی مانند زیر استفاده می شود:

• شیرآلات: چدن داکتیل برای ساخت شیرآلاتی که در معرض ضربه و سایش هستند، استفاده می شود.
• لوله ها: چدن داکتیل برای ساخت لوله هایی که در معرض فشار و دمای بالا هستند، استفاده می شود.
• قطعات خودرو: چدن داکتیل برای ساخت قطعات خودرو مانند بلوک موتور، سرسیلندر، و چرخ دنده ها استفاده می شود.
• تجهیزات کشاورزی: چدن داکتیل برای ساخت تجهیزات کشاورزی مانند تراکتور، کمباین، و کودپاش استفاده می شود.
• تجهیزات صنعتی: چدن داکتیل برای ساخت تجهیزات صنعتی مانند پمپ، کمپرسور، و توربین استفاده می شود.

علاوه بر کاربردهای صنعتی، از چدن داکتیل برای ایجاد لایه محافظ روی آهن نیز استفاده می‌شود. این لایه محافظ باعث می‌شود که آهن در برابر خوردگی و سایش مقاوم شود. در مجموع، چدن داکتیل یک ماده پرکاربرد در صنایع مختلف است. این نوع چدن به دلیل مقاومت بالایی که در برابر ضربه و سایش دارد، برای کاربردهایی که در معرض این عوامل هستند، مناسب است.

انواع چدن داکتیل

چدن داکتیل دارای انواع مختلفی است که هر کدام از آن‌ها ممکن است کارایی متفاوتی داشته باشد. تفاوت‌های جزئی موجود در ساختار این محصولات، موجب شده تا هر دسته ویژگی‌های متفاوتی داشته باشند. انواع چدن داکتیل را می‌توان در گروه‌های چدن داکتیل فریتی، پرلیتی، مارتنزیتی، آستنیتی، بینیتی و چدن داکتیل آستمپر شده طبقه‌بندی کرد.

چدن نشکن آستنیتی

چدن نشکن آستنیتی نوعی چدن داکتیل است که دارای ساختار آستنیتی است. این ساختار باعث می شود که چدن نشکن آستنیتی دارای خواصی نظیر مقاومت به خوردگی بالا و قابلیت ماشینکاری خوب باشد. چدن نشکن آستنیتی معمولاً برای ساخت قطعاتی استفاده می شود که نیاز به مقاومت به خوردگی بالا دارند، مانند قطعات تجهیزات شیمیایی و صنایع غذایی.

چدن نشکن آستنیتی همچنین به دلیل قابلیت ماشینکاری خوب آن، برای ساخت قطعاتی استفاده می شود که نیاز به دقت بالا دارند، مانند قطعات قالب و دندانپزشکی. چدن نشکن آستنیتی نسبت به چدن داکتیل فریتی یا پرلیتی گران تر است، اما به دلیل مقاومت به خوردگی بالا و قابلیت ماشینکاری خوب آن، می تواند برای کاربردهایی که نیاز به این خواص دارند، مقرون به صرفه تر باشد.

چدن داکتیل فریتی

چدن داکتیل فریتی نوعی چدن داکتیل است که دارای ساختار فریتی است. این ساختار باعث می شود که چدن داکتیل فریتی دارای خواصی نظیر مقاومت کششی بالا، مقاومت تسلیم بالا و قابلیت ماشینکاری خوب باشد. چدن داکتیل فریتی معمولاً برای ساخت قطعاتی استفاده می شود که نیاز به مقاومت کششی و تسلیم بالا دارند، مانند بلوک موتور، سرسیلندر، و چرخ دنده ها.

چدن داکتیل فریتی نسبت به چدن داکتیل پرلیتی ارزان تر است، اما مقاومت ضربه آن کمتر است. ترکیب شیمیایی معمولی چدن داکتیل فریتی به شرح زیر است:

• کربن: ۲.۵ تا ۳.۵ درصد
• منگنز: ۰.۱ تا ۰.۲ درصد
• سیلیسیم: ۲.۲ تا ۲.۸ درصد
• گوگرد: ۰.۰۳ تا ۰.۰۴ درصد

در برخی موارد، عناصر دیگری نیز به چدن داکتیل فریتی اضافه می شوند. به عنوان مثال، مس به افزایش استحکام ضربه چدن داکتیل فریتی کمک می کند. چدن داکتیل فریتی را می توان با استفاده از روش های ریخته گری معمولی تولید کرد. این نوع چدن در شکل های مختلف، از جمله قطعات ساده تا قطعات پیچیده، قابل ریخته گری است. چدن داکتیل فریتی یک ماده با دوام و مقرون به صرفه است که برای کاربردهای مختلفی مورد استفاده قرار می گیرد.

چدن مارتنزیتی

چدن مارتنزیتی نوعی چدن داکتیل است که دارای ساختار مارتنزیتی است. این ساختار باعث می شود که چدن مارتنزیتی دارای خواصی نظیر مقاومت کششی بسیار بالا، مقاومت تسلیم بسیار بالا و قابلیت سخت کاری خوب باشد. چدن مارتنزیتی معمولاً برای ساخت قطعاتی استفاده می شود که نیاز به مقاومت کششی و تسلیم بسیار بالا دارند، مانند قطعات خودرویی و تجهیزات صنعتی.

چدن مارتنزیتی نسبت به سایر انواع چدن داکتیل گران تر است، اما به دلیل مقاومت کششی و تسلیم بسیار بالا آن، می تواند برای کاربردهایی که نیاز به این خواص دارند، مقرون به صرفه تر باشد. ترکیب شیمیایی معمولی چدن مارتنزیتی به شرح زیر است:

• کربن: ۲.۵ تا ۳.۵ درصد
• منگنز: ۰.۳ تا ۰.۴ درصد
• سیلیسیم: ۲.۲ تا ۲.۸ درصد
• گوگرد: ۰.۰۳ تا ۰.۰۴ درصد

در برخی موارد، عناصر دیگری نیز به چدن مارتنزیتی اضافه می شوند. به عنوان مثال، نیکل به افزایش استحکام ضربه چدن مارتنزیتی کمک می کند. چدن مارتنزیتی را می توان با استفاده از روش های ریخته گری معمولی تولید کرد. این نوع چدن در شکل های مختلف، از جمله قطعات ساده تا قطعات پیچیده، قابل ریخته گری است. چدن مارتنزیتی یک ماده با دوام و مقرون به صرفه است که برای کاربردهای مختلفی مورد استفاده قرار می گیرد.

چدن داکتیل پرلیتی

چدن داکتیل پرلیتی نوعی چدن داکتیل است که دارای ساختار پرلیتی است. این ساختار باعث می شود که چدن داکتیل پرلیتی دارای خواصی نظیر مقاومت ضربه بالا، مقاومت سایش بالا و قابلیت ریخته گری خوب باشد. چدن داکتیل پرلیتی معمولاً برای ساخت قطعاتی استفاده می شود که نیاز به مقاومت ضربه و سایش بالا دارند، مانند شیرآلات، لوله ها، و قطعات خودرو.

چدن داکتیل پرلیتی نسبت به چدن داکتیل فریتی گران تر است، اما مقاومت ضربه آن بیشتر است. ترکیب شیمیایی معمولی چدن داکتیل پرلیتی به شرح زیر است:

• کربن: ۲.۵ تا ۳.۵ درصد
• منگنز: ۰.۲ تا ۰.۳ درصد
• سیلیسیم: ۲.۲ تا ۲.۸ درصد
• گوگرد: ۰.۰۳ تا ۰.۰۴ درصد

در برخی موارد، عناصر دیگری نیز به چدن داکتیل پرلیتی اضافه می شوند. به عنوان مثال، مس به افزایش استحکام ضربه چدن داکتیل پرلیتی کمک می کند. چدن داکتیل پرلیتی را می توان با استفاده از روش های ریخته گری معمولی تولید کرد. این نوع چدن در شکل های مختلف، از جمله قطعات ساده تا قطعات پیچیده، قابل ریخته گری است. چدن داکتیل پرلیتی یک ماده با دوام و مقرون به صرفه است که برای کاربردهای مختلفی مورد استفاده قرار می گیرد.

چدن نشکن بینیتی

چدن نشکن بینیتی نوعی چدن داکتیل است که دارای ساختار بینیتی است. این ساختار باعث می شود که چدن نشکن بینیتی دارای خواصی نظیر مقاومت ضربه بالا، مقاومت سایش بالا و قابلیت سخت کاری خوب باشد. چدن نشکن بینیتی معمولاً برای ساخت قطعاتی استفاده می شود که نیاز به مقاومت ضربه و سایش بالا دارند و در عین حال باید قابلیت ماشینکاری خوبی داشته باشند، مانند قطعات خودرو و تجهیزات صنعتی.

چدن نشکن بینیتی نسبت به چدن داکتیل فریتی یا پرلیتی گران تر است، اما به دلیل مقاومت ضربه و سایش بالا و قابلیت ماشینکاری خوب آن، می تواند برای کاربردهایی که نیاز به این خواص دارند، مقرون به صرفه تر باشد. در برخی موارد، عناصر دیگری نیز به چدن نشکن بینیتی اضافه می شوند. به عنوان مثال، نیکل به افزایش استحکام ضربه چدن نشکن بینیتی کمک می کند. چدن نشکن بینیتی را می توان با استفاده از روش های ریخته گری معمولی تولید کرد. این نوع چدن در شکل های مختلف، از جمله قطعات ساده تا قطعات پیچیده، قابل ریخته گری است. چدن نشکن بینیتی یک ماده با دوام و مقرون به صرفه است که برای کاربردهای مختلفی مورد استفاده قرار می گیرد.

چدن نشکن بینیتی و چدن داکتیل پرلیتی هر دو دارای ساختار پرلیتی هستند و بنابراین خواص مشابهی در زمینه مقاومت ضربه و سایش دارند. با این حال، چدن نشکن بینیتی دارای قابلیت سخت کاری خوبی است که باعث می شود مقاومت آن در برابر سایش بیشتر شود. همچنین، چدن نشکن بینیتی دارای قابلیت ماشینکاری بهتری نسبت به چدن داکتیل پرلیتی است.

چدن داکتیل آستمپر شده

چدن داکتیل آستمپر شده نوعی چدن داکتیل است که دارای ساختار آستنیتی است. این ساختار باعث می شود که چدن داکتیل آستمپر شده دارای خواصی نظیر مقاومت به خوردگی بالا و قابلیت ماشینکاری خوب باشد. چدن داکتیل آستمپر شده معمولاً برای ساخت قطعاتی استفاده می شود که نیاز به مقاومت به خوردگی بالا دارند، مانند قطعات تجهیزات شیمیایی و صنایع غذایی.

چدن داکتیل آستمپر شده نسبت به چدن داکتیل فریتی یا پرلیتی گران تر است، اما به دلیل مقاومت به خوردگی بالا و قابلیت ماشینکاری خوب آن، می تواند برای کاربردهایی که نیاز به این خواص دارند، مقرون به صرفه تر باشد. در برخی موارد، عناصر دیگری نیز به چدن داکتیل آستمپر شده اضافه می شوند. به عنوان مثال، مس به افزایش استحکام ضربه چدن داکتیل آستمپر شده کمک می کند.

چدن داکتیل آستمپر شده را می توان با استفاده از روش های ریخته گری معمولی تولید کرد. این نوع چدن در شکل های مختلف، از جمله قطعات ساده تا قطعات پیچیده، قابل ریخته گری است. چدن داکتیل آستمپر شده یک ماده با دوام و مقرون به صرفه است که برای کاربردهای مختلفی مورد استفاده قرار می گیرد.

مزایای چدن داکتیل

چدن داکتیل نوعی چدن است که ساختار گرافیتی آن به شکل کره است. این شکل کروی گرافیت باعث می شود که چدن داکتیل دارای خواص مکانیکی بهتری نسبت به چدن خاکستری باشد. مزایای چدن داکتیل عبارتند از:

• مقاومت در برابر ضربه: چدن داکتیل در برابر ضربه و شوک های ناشی از جریان سیال مقاوم تر است.
• مقاومت در برابر سایش: چدن داکتیل در برابر سایش ناشی از جریان سیال و ذرات معلق مقاوم تر است.
• دوام طولانی تر: چدن داکتیل معمولاً دوام طولانی تری نسبت به چدن خاکستری دارد.

معایب چدن داکتیل

معایب چدن داکتیل عبارتند از:

• وزن بالا: چدن داکتیل وزن بالاتری نسبت به چدن خاکستری دارد.
• قیمت بالاتر: چدن داکتیل معمولاً قیمت بالاتری نسبت به چدن خاکستری دارد.

چدن داکتیل و شیر پروانه ای چدنی

چدن داکتیل یک نوع چدن است که دارای ساختاری شبیه به فولاد است. این نوع چدن از نظر مقاومت، دوام و قابلیت ماشینکاری از چدن معمولی برتر است. شیر پروانه ای چدنی نوعی شیر است که برای کنترل جریان سیالات استفاده می شود. این شیر از یک دیسک گرد تشکیل شده است که روی یک محور می چرخد.

چدن داکتیل به دلیل خواص مکانیکی و شیمیایی خود، یک ماده مناسب برای ساخت شیر پروانه ای است. این نوع چدن دارای مقاومت بالایی در برابر ضربه، سایش و خوردگی است. همچنین، چدن داکتیل دارای قابلیت ماشینکاری خوبی است که باعث می شود ساخت شیر پروانه ای از این ماده آسان تر باشد.

شیر پروانه ای چدنی معمولاً برای کاربردهایی استفاده می شود که نیاز به مقاومت و دوام بالایی دارند. این نوع شیر برای کنترل جریان سیالات در صنایع مختلف مانند آب و فاضلاب، نفت و گاز، و صنایع غذایی و دارویی استفاده می شود.

استفاده از چدن داکتیل در ساخت شیر پروانه ای چدنی باعث افزایش قیمت این شیر می شود. این افزایش قیمت به دلایل زیر است:

1. هزینه بالاتر مواد اولیه: چدن داکتیل نسبت به چدن معمولی گران تر است و به همین دلیل این موضوع بر قیمت شیر پروانه ای تاثیر می‌گذارد.
2. هزینه بالاتر تولید: تولید شیر پروانه ای از چدن داکتیل به تجهیزات و فرآیندهای پیشرفته تری نیاز دارد.
3. هزینه بالاتر تعمیر و نگهداری: شیر پروانه ای چدنی از چدن معمولی مقاوم تر است، اما در صورت خرابی، تعمیر و نگهداری آن نیز گران تر است.

با این حال، مزایای استفاده از چدن داکتیل در ساخت شیر پروانه ای، مانند مقاومت بالاتر در برابر ضربه، سایش و خوردگی، می تواند این افزایش قیمت شیر پروانه ای چدنی را جبران کند. در برخی موارد، استفاده از چدن داکتیل در ساخت شیر پروانه ای می تواند باعث کاهش هزینه های کلی شود. به عنوان مثال، استفاده از شیر پروانه ای چدنی با مقاومت بالاتر در برابر خوردگی می تواند باعث کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری در محیط های خورنده شود.