تحقیق چدن

 چدن، کربور آهن است که از آهن خام ساخته می شود و خیلی کم از کوره آهنگدازی بیرون می آید. برای ساختن چدن، آهن خام را در کوره کوپل Kupol، یا کوره شعله ای، یا کوره برقی، از نو آب کرده، کربن، فسفر، منگنز، سیایسم و عنصرهای دیگر را در آن اندازه می کنند، کمی هم آهن قراضه به آن می افزایند. در کوره، ناخالصی ها به شکل سرباره رو می آیند. که آن را می گیرند تا چدن خواسته شده به دست آید.

1-کوره کوپل kupol: همانند کوره آهنگدازی بلند کوچکتر است با بهره دهی 4 تا 9 تن در ساعت. این کوره به شکل استوانه ای است که درون آن با آجر نسوز استر شده است. آهن خام و کک را لایه به لایه به کوره می ریزند و اگر نیاز باشد، گدازآور هم به آنها می افزایند (با گدازآور آهنکی، سرباره را آبکی می کنند) و گرمای کوره را بالا می برند در این کوره برای ساختن هر تن چدن، به 100 تا 150 کیلوگرم کک نیاز است. از آهن خام در کوره کوپل با 3 تا 6% افت، چدن می سازند. همچنین با از نو آب کردن آهن خام در کوره کوپل و ساختن چدن از آن، کربن، سیلیسیم و گوگرد آن هم کاهش می یابد.

2-کوره شعله ای: تشت بزرگ سرپوشیده ای است که در آن آهن خام یم ریزند و رویش می دهمند تا کربن زیادی آن بسوزد و چدن شود. مصرف سوخت در کوره شعله ای زیاد است و نیاز به گدازآور ندارد. در کوره شعله ای، با سوختن کربن و دیگر عناصر آهن خام، 6 تا 10% از وزن آن کم می شود تا چدن خواسته شده ساخته شود.

3-کوره برقی: در کوره چدنهای ویژه و چدنهای با تاب زیاد  ساخته می شود. برتری کوره برقی به دو کوره دیگر آن است که، می توان درجهو گرمای کوره را بالا برد و آن را ثابت نگاه داشت. در کوره برقی سرباره درست نمی شود.

چدنی که از کوره بیرون می آید، جسم آبکی خاکستری رنگی است دارای:

7/2    تا      6/3%          وزن چدن، کربن C

1/1    تا      6/2%          وزن چدن، سیلیسیم Si

45/0  تا      95/0%                وزن چدن، منگنز Mn

16/0  تا      42/0%                وزن چدن، فسفر P

07/0  تا      14/0%                وزن چدن، گوگرد s

اگر سیلسیم در چدن زیاد باشد، کربن آن به شکل برگ گرافیت جدا می شود. فسفر، چدن را ترد و آبکی می کند، می توان با آن چیزهایی ظریف ریخت. گوگرد، چدن را کند روان می کند. منگنز، چدن را سخت می کند.

جنس چدن – چدن همانند آهن خام است در گرمای 1150 تا 1300 درجه مانند یخ آب می شود، بی آنکه هنگام آب شدن خمیری گردد. جنس چدن سخت و ترد است و اگر فسفر آن زیاد باشد، شکننده هم می شود. چکش خواری آن خوب نیست، دبر زنگ می زند، در آتش پایدارتر از فولاد است. تکه چدنی را اگر زود سرد کنند می ترکد. هر متر آن، با بالا رفتن هر یک درجه گرما، 01/0م م دراز می شود. چدن باید دست کم دارای 2N/mm140 تاب کششی و 2N/mm270 تاب خمشی باشد. تاب کششی لوله های چدنی نباید از 2N/mm120 کمتر باشد.

جنس چدن، بستگی به جنس آهن خامی دارد که در ساختن آن مصرف شده، چگونگی سرد شدن و بستر چدن آبکی هم در جنس آن اثر دارد، اگر زود سرد شود، آن به شکل گرافیت درنمی آید و رنگ چدن سفید می گردد. هرگاه کند سرد شود: کربن آن به شکل گرافیت درمی آید و چدن خاکستری رنگ می گردد.

چدن جوری چدن – چدن را به گونه های زیر می سازند.

چدن سفید – سیلیسم آن کم است و کمی از کربن چدن به شکل گرافیت جدا گشته، از این رو رنگش روشن است. سطح شکسته آن ریزدانه و جنسش سخت می باشد به اندازه ای که قلم و سوهان به آن کارگر نیستند. چدن سفید هنگام بستن زیاد جمع می شود. در ساختن چیزهای کوچک مصرف می گردد که پس از ریختن، به آنها از نو گرما می دهند تا عمل آیند.

چدن خاکستری – سیلیسم آن زیادتر از چدن سفید است و بیشتر کربن آن به شکل گرافیت جدا گشته است، از این رو رنگش خاکستری می باشد. سطح شکسته آن درشت دانه و جنس آن شکننده است. از چدن سفید نرم تر می باشد. قلم و چکش به آن کارگرند. هنگام بستن کم جمع می شود. در ساختن درپوشهای چدنی برای کف خیابانها، لوله های چدنی، پنجره و شبکه چدنی، یراق چدنی بخاری و مانند اینها مصرف می شود.