پاورپوینت چدن

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

چدن به آلیاژهایی از آهن و کربن که بین 2/1 الی 6/2 درصد کربن داشته باشند، گفته می شود. رنگ مقطع شکست این آلیاژ به عنوان شناسه نامگذاری انواع مختلف آن به کار می رود. بیش از ۹۵ درصد وزنی چدن را آهن تشکیل می دهد و عناصر آلیاژی اصلی آن کربن و سیلیسیوم هستند.

به طور معمول بین 2/1 تا 4 درصد کربن و ۱ تا ۳ درصد سیلیسیوم دارد و به عنوان آلیاژی سه گانه شناخته می شود. با این وجود، انجماد آن از روی دیاگرام فازی دوتایی آهن- کربن بررسی می شود.
چدن

اسلاید 2 :

چدن ها، به استثناء نوع داکتیل، ترد هستند و به دلیل نقطه ذوب پایین، سیالیت، قابلیت ریخته گری، ماشین کاری، تغییرشکل ناپذیری و مقاومت به سایش به موادی مهندسی با دامنه وسیعی از کاربرد تبدیل شده و در تولید لوله ها، ماشین ها، قطعات صنعت خودرو مانند سرسیلندر، بلوک سیلندر و جعبه دنده به کار می روند. چدن همچنین به تضعیف و تخریب ناشی از اکسایش (خوردگی) مقاوم است.

عنوان چدن، مشخص کننده دسته بزرگی از آلیاژهای صنعتی است. آلیاژهایی که در این دسته قرار دارند از نظر خواص، تفاوت های فاحشی با هم دارند و عنوان چدن ریختگی همانند فولاد که مشخص کننده دسته دیگری از فلزات است، یک عبارت کلی است.

اسلاید 3 :

به این علت ضرورت شناخت چدن ها به دلیل استفاده وسیع آنها در تولیدات صنعتی، به وضوح مشهود است. آنها خانواده بزرگی را شامل شده و به طور عمده به دو دسته بزرگ چدن های آلیاژی و چدن های غیر آلیاژی تقسیم می شوند. در چدن های آلیاژی بنا به ضرورت و دست یافتن به برخی از خواص مکانیکی بالا، از عناصر آلیاژی استفاده می شود در حالی که در چدن های ساده از عنصر آلیاژی استفاده ای به عمل نمی آید. آنها در اصل آلیاژ آهن و کربن و سیلیسیوم هستند.

بالا بودن میزان کربن و سیلیسیوم در چدن ها موجب سهولت در ریخته گری آنها می شود و از بروز عیوبی نظیر شوک های انقباضی می کاهد.

اسلاید 4 :

چدن ها به سهولت ذوب شده و در حالت مذاب، سیالیت زیادی دارند. بخش قابل توجهی از کربن موجود در چدن، حین انجماد آزاد می گردد. چگونگی تشکیل کربن آزاد یا گرافیت و شکل خاص آن، تعیین کننده نوع چدن ریختگی بوده و خواص آن را معین می سازد.

وجه تمایز چدن ها و فولادها، میزان کربن موجود در آنهاست به نحوی که آهن حاوی تا ۲ درصد کربن را فولاد و آهن حاوی 2 الی 6/67 درصد کربن را چدن می نامند. کربن موجود در چدن ها به صورت گرافیکی در زمینه پراکنده است و این در حالی است که کربن در فولادها به صورت ترکیب بین فلزی Fe3C ظاهر می شود و به این دلیل خواص مکانیکی و فیزیکی و شیمیایی فولادها با چدن ها متفاوت است.

اسلاید 5 :

تولید چدن
چدن از طریق ذوب سنگ آهن به همراه آهن و فولاد قراضه به دست می آید و با طی مراحلی برای حذف عناصر ناخواسته مانند فسفر و گوگرد همراه است. بسته به نوع کاربرد، میزان کربن و سیلیسیوم تا حد مطلوب (به ترتیب 2 تا 3/5 و۱ تا ۳ درصد وزنی) کاهش داده می شوند. سایر عناصر نیز حین ریخته گری و قبل از شکل گیری نهایی، به ماده مذاب افزوده می شوند.

چدن به جز موارد خاص که در کوره بلند موسوم به کوره کوپل ذوب می شود، عمدتاً در کوره های القای الکتریکی تولید می گردد. پس از تکمیل فرآیند ذوب، ماده مذاب به کوره نگهدارنده یا قالب ریخته می شود.

اسلاید 6 :

انواع چدن ها

چدن خاکستری
چدن خاکستری ریزساختار گرافیتی خاصی دارد که باعث می شود مقطع شکست آن به رنگ خاکستری باشد. در این نوع چدن ها تمامی یا قسمت اعظم کربن به صورت آزاد (گرافیت) رسوب می کند. از نظر وزنی، رایج ترین نوع چدن و پرکاربردترین ماده ریخته گری محسوب می شود. چدن خاکستری عمدتاً حاوی 2/5 تا 4 درصد کربن، ۱ تا ۳ درصد سیلیسیوم و مابقی آهن است.
این نوع چدن استحکام کششی و مقاومت به شوک کمتری نسبت به فولاد دارد.

اسلاید 7 :

انواع چدن های خاکستری از نظر شکل گرافیت:

*چدن های خاکستری با گرافیت کلوخه ای یا شکوفه ای یا چدن های مالیبل با قابلیت چکش خواری بالا
*چدن خاکستری با گرافیت ورقه ای (فلسی یا پولکی)
*چدن خاکستری با گرافیت کروی یا چدن داکتیل یا SG یا چدن نشکن
*چدن خاکستری چشم گاوی (این نوع چدن ما بین خاکستری و سفید می باشد که به علت گرافیت های نسبتاً بزرگ در بین فاز روشن رنگ فریت به این اسم مشهور است).

اسلاید 8 :

چدن داکتیل (Ductile)

چدن داکتیل یا چدن نشکن دارای زمینه فریتی، پرلیتی یا هر دو است. چدن نشکن به هنگام انجماد، کربن آن به صورت گرافیت کروی یا گلوله ای تشکیل می شود.
خواص چدن داکتیل: نقطه ذوب پایین، ریخته گری مناسب، ماشینکاری عالی، مقاومت سایشی خوب، شکل پذیری مطلوب

چدن سفید
چدن سفید از میزان کربن کمتر و سرعت سرد کردن بیشتر حاصل می شود. جایی که بخش عمده کربن به صورت فاز نیمه پایدار Fe3C (سمنتیت) رسوب می کند نه کربن آزاد (گرافیت).

اسلاید 9 :

رنگ مقطع شکسته شده این نوع چدن ها، سفید نقره ای است. چدن سفید برای بسیاری مصارف بیش از حد ترد است ولی به لطف سختی خوب، مقاومت به سایش بالا و قیمت پایین در ساخت قطعاتی چون سطوح در معرض سایش (مانند پروانه توربین) به کار می رود.

چدن مالیبل (Malleable)
چدن مالیبل یا چدن چکش خوار، ذاتاً از نوع چدن های کم آلیاژی یا غیر آلیاژی هستند. پس از ریخته گری، کربن این چدن ها به شکل ترکیبی (ترکیب با آهن) بوده و قطعات به صورت چدن سفید درآمده که با فرایند حرارتی بخصوصی به چدن مالیبل تبدیل می شوند. درصد ازدیاد طولی آن 15 درصد بوده و ماشینکاری و استحکام کششی آن خوب است. درصد سیلیس آن زیر 1 درصد است. این نوع چدن می تواند در اتصالات آب استفاده شود.

اسلاید 10 :

تاریخچه معماری چدنی
نوعی از معماری است که چدن در آن نقش اصلی را ایفا می کند. این سبک، سبکی برجسته در انقلاب صنعتی بود یعنی زمانی که چدن نسبتاً ارزان بود و فولاد هنوز فراگیر نشده بود. در اوایل عصر انقلاب صنعتی اغلب از چدن در ساخت کارخانه ها استفاده می شد. علت این بود که تفکر اشتباهی غالب بود مبنی بر این که این ساختارها ضدآتش اند. چدن به قدر کافی برای تحمل ابزار آلات سنگین مقاوم است. اما در مقابل آتش که معمولاً در این کارخانه ها اتفاق می افتاد، آسیب پذیر بود.

اسلاید 11 :

همچنین چدن در ساخت پل برای سیستم های جدید راه آهن که اغلب نتایج وحشتناکی داشت به کار می رفت. بعدها هم در خط ریل های زیر پل استفاده شد که خطرات بسیاری داشت و جان چندین نفر را گرفت. معماری چدن برای چندین قرن استفاده می شد. به خصوص در معماری پیش از مدرنیسم در قرن ۱۸، انگلستان برای اولین بار روش های تولید جدید چدن به صورت فراوان و ارزان را ارائه و از آن در ساختمان های بزرگ استفاده کرد. یکی از اولین و مهمترین پل های آهنی در شوپ شایر واقع گردیده که تقریباً تمام ساختار آن با چدن ساخته و تنظیم شده بود. کیفیت چدن استفاده شده در پل زیاد بالا نبود و نزدیک به ۸۰0 ترک در ساختار آن مشاهده شده است.

اسلاید 12 :

موارد استفاده چدن:

برای ساخت پل، لوله ها، درپوش چاه های خیابان، ماشین آلات و بسیاری چیزهای دیگر تا زمان جایگزین شدن فولاد استفاده می شد. شکل توسعه یافته اش به عنوان خرپای سقف، شاغول کردن، خطوط گازی و همچنین پنجره های دکوراتیو استفاده می شده است.

معایب و مزایای چدن:
چدن دارای مزیت ها و معایبی در معماری است. در فشرده سازی قوی و در کشش و خمش ضعیف است. مقاومت و سختی آن مخصوصاً در حرارت بالا (هنگام آتش سوزی) بسیار پایین می آید.