اثر عناصر آلياژی بر ميکروساختار و استحکام چدن خاکستری

اثر عناصر آلياژی بر ميکروساختار و استحکام چدن خاکستری

خلاصه:
آزمایشات ریخته گری برای توليد چدنهای خاکستری باترکيباتی در محدوده(درصد وزنی):
Fe–3.2C–wCu–xMo–yMn–zSi که w = 0.78–1.79, x = 0.11–1.17, y = 0.68–2.34 و
z = 1.41–2.32 انجام شده است.
اين عناصر کليدی بطور سيستماتيک در طی ريخته گری ماسه ای بصورت ميلگردهای با قطر 30-mm برای ارزيابی تاثيرشان بر توسعه ميکروساختار و خواص مکانيکی،تغييريافتند.معلوم شد که محدوده ميکروساختارها از پرليت کامل تا ترکيبی از آستنيت باقيمانده و فريت بينيتی به اصطلاح آسفريت (ausferrite) توليد شدند و يک همبستگی خطی مستدل بين کسر حجمی شکستن و استحکام آسفريت مشاهده شد. ترکيب بهينه خواص مکانيکی در يک آلياژ با ترکيب تقريبی Fe–3.2C–1.0Cu–0.7Mo–0.55Mn–2.0Si بدست آمد که 100% آسفريت بدون کاربيدهای آلياژی توليد شد. اين آلياژ يک ميکروساختار و خواص مکانيکی قابل مقايسه با چدن خاکستری آستمپر شده بدون مشکلات زياد همراه با آستمپرينگ داشت.

کلمات کليدی: چدن خاکستری، ميکروساختار، ریخته گری و آسفريت

1- مقدمه
چدن خاکستری يک گروه وسيع از آلياژهای ريختگی آهنی است که معمولا” بوسيله يک ميکروساختار از گرافيت ورقه ای (flake graphite) در يک زمينه آهنی مشخص می شود. آن اساسا” يک آلياژ Fe–C–Si شامل مقادير کوچکی از عناصر آلياژی ديگر و بيشترين آلياژ ريختگی مورداستفاده و با توليد جهانی ساليانه 6 ميليون تن است که چندين برابر ديگر فلزات ريختگی است[1].

اثر عناصر آلياژی بر ميکروساختار و استحکام چدن خاکستری
ميکروساختار چدن خاکستری معمولا” شامل گرافيت ورقه ای و يک زمينه پرليت و يا فريت است که خواص مکانيکی، قابليت ماشينکاری و غيره به آن بستگی دارد. چدنهای خاکستری معمولی، زمينه پرليتی و استحکام کششی در محدوده 140 تا 400 Mpa دارند. وسيله اصلی برای بهبود خواص مکانيکی، کاهش کربن معادل است که درصد گرافيت را کاهش و پرليت را افزايش می دهد. جدول(1) انواع تجاری چدن خاکستری و خواص مکانيکی مربوط به آنها را نشان می دهد.
برای بهبود خواص چدن خاکستری، تحقيق بر روی گسترش ميکروساختار آسفريت بيش از 40 سال انجام گرفته است[6-2]. يک بهبود مهم ويژه در خواص، نتيجه ای از گسترش چدن خاکستری آستمپر شده است[7-3]. چدنهای خاکستری آستمپر شده به مهندس چاره هایی با ترکيبات فرايندی/موادی معمولی پيشنهاد می دهد[7]. از طريق آستمپرينگ، زمينه فريتی يا پرليتی، چدن خاکستری به يک ساختار سوزنی شامل 70 تا 80% فريت بينيتی بدون کاربيد و آستنيت باقيمانده 20 تا 30% تغيير می يابد. چنين ساختاری به اصطلاح آسفريت است[6]. نشان داده شده است که چنين ساختار زمينه ای، يک چدن خاکستری با يک ترکيب منحصر بفرد از استحکام، مقاومت سايشی، جذب صدا و يا لرزش و تافنس شکست بالا را توليد می کند[6و7].
يک عمليات حرارتی معمولی آستمپرينگ چدن خاکستری، آستنيته کردن در دمای 840–900º C برای چند ساعت بر اساس ترکيب و ضخامت ريختگی و آستمپر کردن در

اثر عناصر آلياژی بر ميکروساختار و استحکام چدن خاکستری

پسورد فایل: www.bazaarfile.ir

مطالعه بیشتر