આયર્ન કાસ્ટિંગ્સના પ્રકાર

આયર્ન કાસ્ટિંગ્સના પ્રકાર

આ પ્રકરણમાં આયર્ન કાસ્ટિંગના વિવિધ પ્રકારો વિશે ચર્ચા કરવામાં આવશે.

ગ્રે આયર્ન કાસ્ટિંગ

ગ્રે કાસ્ટ આયર્નની લાક્ષણિકતા એ ગ્રાફિક માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર છે, જે સામગ્રીમાં ફ્રેક્ચર થવા માટે સક્ષમ છે અને તે ગ્રે દેખાવ ધરાવે છે. આ એક સૌથી સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતું કાસ્ટ આયર્ન અને વજનના આધારે સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતું કાસ્ટ આયર્ન છે. મોટાભાગના ગ્રે કાસ્ટ આયર્નમાં રાસાયણિક વિઘટન 2.5 ટકાથી 4 ટકા કાર્બન, 1 ટકાથી 3 ટકા સિલિકોન અને બાકીનું આયર્નનું મિશ્રણ છે.

આ પ્રકારના કાસ્ટ આયર્નમાં સ્ટીલની તુલનામાં ઓછી તાણ શક્તિ અને આંચકા માટે ઓછો પ્રતિકાર હોય છે. તેની સંકુચિત શક્તિ ઓછી અને મધ્યમ કાર્બન સ્ટીલ સાથે તુલનાત્મક છે.

આ તમામ યાંત્રિક ગુણધર્મો ગ્રેફાઈટ ફ્લેકના આકાર અને ગ્રેફાઈટ ફ્લેક્સના કદ દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે, જે ગ્રે કાસ્ટ આયર્નના માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરમાં હાજર હોય છે.

સફેદ આયર્ન કાસ્ટિંગ

આ પ્રકારના આયર્નમાં ફ્રેક્ચરવાળી સપાટીઓ હોય છે જે સિમેન્ટાઈટ નામના આયર્ન કાર્બાઈડ પ્રીસીપીટેટની હાજરીને કારણે સફેદ હોય છે. સફેદ કાસ્ટ આયર્નમાં સમાયેલ કાર્બન ગ્રેફાઇટને બદલે સ્થિર તબક્કાના સિમેન્ટાઇટ તરીકે ઓગળે છે. આ ગ્રાફિટાઇઝિંગ એજન્ટ તરીકે ઓછી સિલિકોન સામગ્રી અને ઝડપી સપ્લાય ઠંડક દર સાથે પ્રાપ્ત થાય છે. આ વરસાદ પછી, સિમેન્ટાઇટ મોટા કણો તરીકે રચાય છે.

આયર્ન કાર્બાઇડના અવક્ષેપ દરમિયાન, અવક્ષેપ મૂળ ઓગળવામાંથી કાર્બનને ખેંચે છે, આમ મિશ્રણને યુટેક્ટિકની નજીકની તરફ ખસેડે છે. બાકીનો તબક્કો આયર્નને કાર્બન ઓસ્ટેનાઈટમાં ઘટાડી રહ્યો છે, જે એકવાર ઠંડું થયા પછી માર્ટેનાઈટમાં પરિવર્તિત થાય છે.

આ સમાવિષ્ટ યુટેક્ટિક કાર્બાઇડ્સ વરસાદના સખ્તાઇનો લાભ આપવા માટે ખૂબ મોટી છે. કેટલાક સ્ટીલ્સમાં ઘણા નાના સિમેન્ટાઈટ અવક્ષેપો હોઈ શકે છે જે શુદ્ધ આયર્ન ફેરાઈટ મેટ્રિક્સ દ્વારા ડિસલોકેશનની હિલચાલને અવરોધિત કરીને પ્લાસ્ટિકના વિકૃતિને વહન કરી શકે છે. તેમને એક ફાયદો છે કારણ કે તેઓ કાસ્ટ આયર્નની જથ્થાબંધ કઠિનતાને તેમની પોતાની કઠિનતા અને વોલ્યુમ અપૂર્ણાંકને કારણે વધારે છે. આના પરિણામે જથ્થાબંધ કઠિનતા મિશ્રણના નિયમ દ્વારા અંદાજિત કરવામાં સક્ષમ છે.

આ કઠિનતા કોઈપણ સંજોગોમાં કઠિનતાના ખર્ચે ઓફર કરવામાં આવે છે. સફેદ કાસ્ટ આયર્નને સામાન્ય રીતે સિમેન્ટ તરીકે વર્ગીકૃત કરી શકાય છે, કારણ કે કાર્બાઇડ સામગ્રીનો મોટો ભાગ બનાવે છે. સફેદ આયર્ન માળખાકીય ઘટકોમાં ઉપયોગમાં લેવા માટે ખૂબ બરડ છે, પરંતુ તેની સારી કઠિનતા, ઘર્ષણ સામે પ્રતિકાર અને ઓછી કિંમતને કારણે, તેનો ઉપયોગ સ્લરી પંપની વસ્ત્રોની સપાટી તરીકે થઈ શકે છે.

જાડા કાસ્ટિંગને ઝડપી દરે ઠંડું કરવું મુશ્કેલ છે જે સફેદ કાસ્ટ આયર્ન તરીકે પીગળવા માટે પૂરતું છે, જો કે સફેદ કાસ્ટ આયર્નના નરકને મજબૂત કરવા માટે ઝડપી ઠંડકનો ઉપયોગ કરી શકાય છે અને તે પછી તેનો બાકીનો ભાગ ધીમી ગતિએ ઠંડુ થાય છે આમ ગ્રે કાસ્ટ આયર્નનો મુખ્ય ભાગ બને છે. આ પરિણામી કાસ્ટને ચિલ્ડ કાસ્ટિંગ કહેવામાં આવે છે, અને તેમાં સખત સપાટી હોવાના ફાયદાઓ છે, પરંતુ વધુ સખત આંતરિક સાથે.

ઉચ્ચ ક્રોમિયમ વ્હાઇટ આયર્ન એલોયમાં લગભગ 10 ટનના ઇમ્પેલરને રેતીના કાસ્ટિંગની મંજૂરી આપવાની ક્ષમતા હતી. આ એ હકીકતને કારણે છે કે ક્રોમિયમ સામગ્રીની વધુ જાડાઈ દ્વારા કાર્બાઈડ બનાવવા માટે જરૂરી ઠંડક દર ઘટાડે છે. ઉત્તમ ઘર્ષણ પ્રતિકાર સાથે કાર્બાઇડ પણ ક્રોમિયમ તત્વો દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે.

નમ્ર આયર્ન કાસ્ટિંગ

નિષ્ક્રિય કાસ્ટ આયર્ન સફેદ આયર્ન કાસ્ટિંગ તરીકે શરૂ થાય છે, પછી બે અથવા એક દિવસ માટે લગભગ 950 ° સે તાપમાને ગરમીની સારવાર કરવામાં આવે છે, અને પછી તે જ સમયગાળા માટે તેને ઠંડુ કરવામાં આવે છે.

આયર્ન કાર્બાઇડમાં રહેલ કાર્બન પછી આ ગરમી અને ઠંડકની પ્રક્રિયાને કારણે ગ્રેફાઇટ અને ફેરાઇટ વત્તા કાર્બનમાં પરિવર્તિત થાય છે. આ એક નીચી પ્રક્રિયા છે, પરંતુ તે સપાટીના તણાવને ફ્લેક્સને બદલે ગ્રેફાઇટને ગોળાકાર કણોમાં પરિવર્તિત કરવા સક્ષમ બનાવે છે.

ગોળાકાર તેમના નીચા પાસા ગુણોત્તરને કારણે પ્રમાણમાં ટૂંકા અને એકબીજાથી વધુ દૂર છે. તેમાં નીચલા ક્રોસ-સેક્શન, પ્રચાર કરતી ક્રેક અને ફોટોન પણ હોય છે. ફ્લેક્સના વિરોધમાં, તેમાં અસ્પષ્ટ સીમાઓ હોય છે જે ગ્રે કાસ્ટ આયર્નમાં જોવા મળતા તણાવની સાંદ્રતાની સમસ્યાઓને દૂર કરવામાં ભાગ લે છે. એકંદરે, નમ્ર કાસ્ટ આયર્નમાં સમાવિષ્ટ ગુણધર્મો સ્ટીલ જેવા જ છે જે પ્રકૃતિમાં હળવા હોય છે.

ડ્યુક્ટાઇલ આયર્ન કાસ્ટિંગ

કેટલીકવાર નોડ્યુલર કાસ્ટ આયર્ન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, આ કાસ્ટ આયર્નમાં તેના ગ્રેફાઇટ ખૂબ જ નાના નોડ્યુલ્સના સ્વરૂપમાં હોય છે, ગ્રેફાઇટમાં સ્તરોનું સ્વરૂપ હોય છે જે કેન્દ્રિત હોય છે અને આમ નોડ્યુલ્સ બનાવે છે. આ કારણે, ના ગુણધર્મોનમ્ર કાસ્ટ આયર્નતે સ્પોન્જી સ્ટીલ છે જેમાં ગ્રેફાઇટના ટુકડાઓ દ્વારા ઉત્પાદિત કોઈ તાણ સાંદ્રતા અસરો નથી.

સમાયેલ કાર્બન સાંદ્રતાની માત્રા લગભગ 3% થી 4% છે, અને સિલિકોન લગભગ 1.8% થી 2.8% છે. નાની માત્રામાં 0.02 ટકાથી 0.1 ટકા મેગ્નેશિયમ અને માત્ર 0.02 ટકાથી 0.04 ટકા સીરિયમ જ્યારે આ એલોયમાં ઉમેરવામાં આવે છે ત્યારે ગ્રેફાઇટ લેન કિનારીઓ સાથે બોન્ડિંગ દ્વારા ગ્રેફાઇટ વરસાદ વધે છે તે દરને ધીમો પાડે છે.

કાર્બનને ગોળાકાર કણો તરીકે અલગ થવાની તક મળી શકે છે કારણ કે સામગ્રી મજબૂત થાય છે, પ્રક્રિયા દરમિયાન અન્ય તત્વોના સાવચેત નિયંત્રણ અને યોગ્ય સમયને કારણે. પરિણામી કણો ક્ષીણ થઈ શકે તેવા કાસ્ટ આયર્ન જેવા જ હોય ​​છે, પરંતુ ભાગોને મોટા ભાગો સાથે કાસ્ટ કરી શકાય છે.

એલોયિંગ તત્વો

કાસ્ટ આયર્નના ગુણધર્મો બદલાય છે અને કાસ્ટ આયર્નમાં વિવિધ એલોયિંગ તત્વો અથવા એલોયન્ટ્સમાં ઉમેરવામાં આવે છે. કાર્બન સાથે સુસંગત એ તત્વ સિલિકોન છે કારણ કે તે દ્રાવણમાંથી કાર્બનને દબાણ કરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. સિલિકોનની થોડી ટકાવારી આને સંપૂર્ણપણે હાંસલ કરી શકતી નથી કારણ કે તે કાર્બનને સોલ્યુશનમાં રહેવા દે છે, આમ આયર્ન કાર્બાઇડ બનાવે છે અને સફેદ કાસ્ટ આયર્ન પણ ઉત્પન્ન કરે છે.

સિલિકોનની મોટી ટકાવારી અથવા સાંદ્રતા કાર્બનને સોલ્યુશનમાંથી બહાર કાઢવા અને પછી ગ્રેફાઇટ બનાવે છે અને ગ્રે કાસ્ટ આયર્ન પણ ઉત્પન્ન કરે છે. અન્ય એલોયિંગ એજન્ટો જે નોંધાયા નથી તેમાં મેંગેનીઝ, ક્રોમિયમ, ટાઇટેનિયમ અને પછી વેનેડિયમનો સમાવેશ થાય છે. આ સિલિકોનનો પ્રતિકાર કરે છે, તેઓ કાર્બનની જાળવણીને પણ પ્રોત્સાહન આપે છે અને આમ કાર્બાઇડની રચના પણ કરે છે. નિકલ અને તત્વ તાંબાનો ફાયદો છે કારણ કે તેઓ શક્તિ અને યંત્રશક્તિમાં વધારો કરે છે, પરંતુ તે પછી તેઓ રચાયેલા કાર્બનની માત્રાને બદલી શકતા નથી.

કાર્બન કે જે ગ્રેફાઇટના રૂપમાં છે તે નરમ આયર્નમાં પરિણમે છે, આમ સંકોચનની અસરને ઘટાડે છે, તાકાત ઘટાડે છે અને સમાવિષ્ટ ઘનતામાં ઘટાડો થાય છે. સલ્ફર મોટાભાગે દૂષિત હોય છે જ્યારે તે સમાયેલ હોય છે, અને તે આયર્ન સલ્ફાઇડ બનાવે છે જે ગ્રેફાઇટની રચનાને અટકાવે છે અને જે સખતતા વધારે છે.

સલ્ફર દ્વારા લાદવામાં આવેલ ગેરલાભ એ છે કે તે પીગળેલા કાસ્ટ આયર્નને ચીકણું બનાવે છે, જે ખામીઓનું કારણ બને છે. સલ્ફરની અસરોને પહોંચી વળવા અને દૂર કરવા માટે, મેંગેનીઝને ઉકેલમાં ઉમેરવામાં આવે છે. આ એટલા માટે કરવામાં આવે છે કારણ કે જ્યારે બંનેને જોડવામાં આવે છે ત્યારે તેઓ આયર્ન સલ્ફાઇડને બદલે મેંગેનીઝ સલ્ફાઇડ બનાવે છે. પરિણામી મેંગેનીઝ સલ્ફાઇડ ઓગળતા કરતા હળવા હોય છે અને તે ઓગળવાથી બહાર તરતા રહે છે અને સ્લેગમાં પ્રવેશ કરે છે.

સલ્ફરની અસરોને રદ કરવા માટે જરૂરી મેંગેનીઝની અંદાજિત માત્રામાં સલ્ફરની સામગ્રીના 1.7 એકમો અને ટોચ પર વધારાના 0.3 ટકા ઉમેરવામાં આવે છે. આટલા પ્રમાણમાં મેંગેનીઝ ઉમેરવાથી મેંગેનીઝ કાર્બાઈડની રચનામાં પરિણમે છે અને આ ગ્રે આયર્ન સિવાય કઠિનતા અને ઠંડકમાં વધારો કરે છે જ્યાં 1 ટકા સુધી મેંગેનીઝ શક્તિ અને ઘનતામાં વધારો કરી શકે છે. નિકલ એ સૌથી સામાન્ય એલોયિંગ તત્વોમાંનું એક છે કારણ કે તે પર્લાઇટ અને ગ્રેફાઇટની રચનાને શુદ્ધ કરવાની વૃત્તિ ધરાવે છે, આમ કઠિનતામાં સુધારો કરે છે અને વિભાગની જાડાઈ વચ્ચેના કઠિનતાના તફાવતને સરખા કરે છે.

ફ્રી ગ્રેફાઇટ ઘટાડવા અને ઠંડી પેદા કરવા માટે ક્રોમિયમ ઓછી માત્રામાં ઉમેરવામાં આવે છે. આ એટલા માટે છે કારણ કે ક્રોમિયમ એક શક્તિશાળી કાર્બાઇડ સ્ટેબિલાઇઝર છે, અને કેટલાક કિસ્સાઓમાં તે નિકલ સાથે જોડાણમાં કામ કરી શકે છે. ક્રોમિયમ માટે પણ, ટીનની થોડી અવેજી રકમ ઉમેરી શકાય છે. ઓછી ઠંડી, ગ્રેફાઇટને શુદ્ધ કરવા અને પ્રવાહીતામાં વધારો કરવા માટે તાંબાને લાડુ અથવા ભઠ્ઠીમાં 0.5 ટકાથી 2.5 ટકાના ક્રમમાં ઉમેરવામાં આવે છે. મોલિબડેનમને 0.3 ટકાથી 1 ટકાના ક્રમમાં પણ ઉમેરી શકાય છે જેથી ઠંડીમાં વધારો થાય, ગ્રેફાઇટને શુદ્ધ કરી શકાય અને પર્લાઇટ સ્ટ્રક્ચરને રિફાઇન કરી શકાય.

તે સામાન્ય રીતે નિકલ, કોપર અને ક્રોમિયમ સાથે કામ કરીને ઉચ્ચ શક્તિવાળા આયર્ન બનાવવા માટે ઉમેરવામાં આવે છે. તત્વ ટાઇટેનિયમને ડીગાસર અને ડીઓક્સિડાઇઝર તરીકે કામ કરવા અને પ્રવાહીતા વધારવા માટે ઉમેરવામાં આવે છે. તત્વ વેનેડિયમના 0.15 ટકાથી 0.5 ટકાના પ્રમાણને કાસ્ટ આયર્નમાં ઉમેરવામાં આવે છે અને સિમેન્ટાઇટને સ્થિર કરવામાં મદદ કરે છે, કઠિનતામાં વધારો કરે છે અને વસ્ત્રો અને ગરમીની અસરોનો પ્રતિકાર કરે છે.

ઝિર્કોનિયમ ગ્રેફાઇટ બનાવવામાં મદદ કરે છે અને લગભગ 0.1 ટકાથી 0.3 ટકાના પ્રમાણમાં ઉમેરવામાં આવે છે. આ તત્વ ડિઓક્સિડાઇઝિંગ અને પ્રવાહીતા વધારવામાં પણ મદદ કરે છે. નબળા આયર્નના પીગળવામાં, સિલિકોન કેટલું ઉમેરી શકાય તે વધારવા માટે, બિસ્મથને 0.002 ટકાથી 0.01 ટકાના સ્કેલમાં રેડવામાં આવે છે. સફેદ આયર્નમાં, બોરોન તત્વ ઉમેરવામાં આવે છે, જે આયર્નના ઉત્પાદનમાં મદદ કરે છે જે નિષ્ક્રિય છે, અને તે તત્વ બિસ્મથની બરછટ અસર ઘટાડે છે.