مقدار گوگرد و سرب  در چدن خاکستری به چه اندازه ای است و چه خاصیتی به چدن اضافه می کند

در این مطلب قصد داریم دو مواد از مهمترین مواد و مقادیر موجود آن در چدن خاکستری رو شرح دهیم.در ادامه با ما باشید

گوگرد

گوگرد یکی از عناصر مهم در چدن می باشد و دارای اثرات متالورژیکی مشخص است. گوگرد تشکیل دهنده قری کاربید است و در چدن خاکستری باید اثر آن توسط منگنز خنثی گردد تا از تشکیل کاربید غیر مطلوب که موجب خرابی قطعه در ماشینکاری می گردد جلوگیری نماید. مقدار منگنز باید مطابق فرمول زیر باشد %Mn = ۱/۷ x %S +۰/۳ و معمولا بین ۰/۵۵ - ۰ / ۷۵ درصد حضور دارد . منگنز با گوگرد ترکیبات نامحلول سولفید منگنزدار می نماید که در موقع انجماد از مذاب جدا می شود. مقدار هر کدام از دو عنصر موجب تشکیل سرباره در سطح فلز در درجه حرارتهای پائین می شود که این عمل منجر به عبوب زیر سطحی قطعات میگردد . گوگرد بر روی درجه جوانه زایی چدن مؤثر است. تحقیقات نشان داده است در چدنهایی که دارای آنالیز مشابه است، اگر مقدار گوگرد کمتر باشد درجه جوانه زایی نیز کمتر است و بالعکس چدنهایی که کمتر از ۰ / ۰۵ درصد گوگرد دارند بجای تشکیل چدن گرافیت ورقه ای (معمولا نوع A ) بعلت عدم واکنش در مقابل تلقيح گرافیت نوع D تشکیل شده است که اغلب بهمراه فریت است و بمنظور برطرف کردن این عیب در بعضی ریخته گری ها با افزودن مواد گوگرددار مقدار گوگرد چدن را حتی تا ۰/ ۰۸ درصد بالا برده اند تا اینکه در اثر تلقيح بتوان از عمق سفیدی چدن کاسته و ساختمان گرافیتی مطلوبی بدست آید. یکی از منابع اصلی تولید گوگرد در کوره های الکتریکی مواد کربن زا ، چدنهای برگشتی و فولادهای گوگرددار است. مقدار گوگرد مواد کربن زا متغیر بوده و از کمتر از ۰ / ۰۵ درصد در گرافیت خیلی خالص تا ۱ / ۵ درصد در برخی از ککهای نفتی نوسان می نماید. با توجه به اینکه اثر تلقيح نیز بمقدار گوگرد بستگی دارد لذا تغییرات گوگرد منجر به تغییرات لبه های سفید چدن خواهد شد که در صورت کم بودن گوگرد، گرافیت نوع D نشکیل شده که در صورت همراه بودن با فریت موجب کاهش سختی و مقاومت قطعه نیز خواهد بود . عیوب حفره های زیر سطحی که از سیلیکات آهن و منگنز تشکیل شده است توسط گوگرد زیاد و درجه حرارت پائین ریختن مذاب تشدید میگردد. در تحقیقات بعمل آمده، مشاهده شده است که قطعات چدنی با ۰/۱۱ درصد گوگرد ، عملیات ماشینکاری راحت تر و بهتر و سایش ابزارهای تراش نیز کمتر بوده است.

سرب

سرب در چدنهای گرافیت ورقه ای می تواند تولید گرافیت نامطلوب نماید، که این امر اثرات معکوسی با حضور هیدروژن بر روی خواص مکانیکی بخصوص مقاومت کششی چدن دارد سرب یکی از اجزاء معمولی فولادهای قراضه و ریخته های قراضه است، سرب در فولادها بصورت رنگ و پوشش ورقه ای و با در فولادهای خوش تراش وجود دارد و در چدنها نیز بصورت رنگ و یا ناخالصی حضور دارد ، در لوله اگزوز و سرسیلندر موتورهای احتراقی بصورت اجرام ته نشین شده وجود دارد. در موقع ذوب مقداری از سرب بعلت تبخیر شدن کم میگردد و بقیه در آهن مذاب باقی می ماند ، نگهداری مذاب در کوره های نگهدارنده در کم شدن سرب اثر کمی دارد. تجربه نشان داده است چنانچه در کوره های برقی بدون هسته با اعمال ولتاژ تلاطم ایجاد نمایند از مقدار سرب کاسته می شود. مقدار سربی که بر روی گرافیت تأثیر می گذارد بستگی به مقدار هیدروژن محلول دارد . لذا قطعاتی که در ماسه تر ریخته می شوند با قطعاتی که در ماسه رزینی ریخته گری میگردند از نظر مقاومت کششی تفاوت دارد تحقیقات نشان داده است مذابی که دارای سرب است اگر در ماسه خشک یا رزینی ریخته شوند بندرت ایجاد گرافیت غیرنرمال و یا می نماید و چنانچه سرب برروی گرافیت تأثیر نکند تغییر چندانی در مقاومت کششی حاصل نخواهد شد و مقدار زیادی آن موجب افزایش مقاومت کششی در اثر ازدیاد پرلیت می گردد . چنانچه دو نوع قطعه دارای کربن معادل مساوی و یکی دارای سرب باشد مقایسه کنیم ساختمان قطعة سربر خواهد بود و چنانچه بخواهند اثر سرب را در این مورد کاهش دهند باید مقدار کرد افزایش دهند. در محل هائیکه نیاز به سطح ماشینکاری خوبی است مانند کمپرسورهای بد گرافیت غیرنرمال ناشی از سرب باعث کنده شدن سطح ماشینکاری میگردد

 

برخی از منابع :

متالوژی کاربردی چدن ها