लोह कास्टिंगचे प्रकार

लोह कास्टिंगचे प्रकार

हा अध्याय विविध प्रकारच्या लोखंडी कास्टिंगची चर्चा करेल.

ग्रे आयर्न कास्टिंग

राखाडी कास्ट आयर्नचे वैशिष्ट्य म्हणजे ग्राफिक मायक्रोस्ट्रक्चर, जे सामग्रीमध्ये फ्रॅक्चर होऊ शकते आणि एक राखाडी देखावा आहे. हा सर्वात सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या कास्ट आयर्नचा प्रकार आहे आणि वजनावर आधारित कास्ट मटेरियल देखील आहे. बहुतेक राखाडी कास्ट आयरन्समध्ये 2.5 टक्के ते 4 टक्के कार्बन, 1 टक्के ते 3 टक्के सिलिकॉन आणि उर्वरित लोहाची रचना असते.

या प्रकारच्या कास्ट आयर्नमध्ये स्टीलच्या तुलनेत कमी तन्य शक्ती आणि धक्क्याला कमी प्रतिकार असतो. त्याची संकुचित शक्ती कमी आणि मध्यम कार्बन स्टीलशी तुलना करता येते.

हे सर्व यांत्रिक गुणधर्म ग्रेफाइट फ्लेक्सच्या आकाराद्वारे आणि ग्रेफाइट फ्लेक्सच्या आकाराद्वारे नियंत्रित केले जातात, जे ग्रे कास्ट आयर्नच्या मायक्रोस्ट्रक्चरमध्ये असतात.

पांढरा लोखंडी कास्टिंग

या प्रकारच्या लोखंडामध्ये सिमेंटाईट नावाच्या लोखंडी कार्बाइड प्रिसिपेटेटच्या उपस्थितीमुळे पृष्ठभागावर फ्रॅक्चर केलेले असते. पांढऱ्या कास्ट आयर्नमध्ये असलेला कार्बन ग्रेफाइट ऐवजी स्थिर फेज सिमेंटाईट म्हणून वितळतो. हे ग्राफिटायझिंग एजंट म्हणून कमी सिलिकॉन सामग्रीसह आणि जलद पुरवल्या जाणाऱ्या शीतलक दराने साध्य केले जाते. या पर्जन्यवृष्टीनंतर, सिमेंटाइट मोठ्या कणांच्या रूपात तयार होते.

लोह कार्बाइडच्या वर्षाव दरम्यान, अवक्षेपण मूळ वितळण्यापासून कार्बन काढतो, अशा प्रकारे मिश्रण युटेक्टिकच्या जवळ हलवते. उर्वरित टप्पा म्हणजे लोह ते कार्बन ऑस्टेनाइट कमी करणे, जे थंड झाल्यावर मार्टेन्साइटमध्ये बदलते.

हे समाविष्ट असलेल्या युटेक्टिक कार्बाइड्स पर्जन्य कडक होण्याचा फायदा देण्यासाठी खूप मोठे आहेत. काही स्टील्समध्ये पुष्कळ लहान सिमेंटाईट प्रिसिपिटेट्स असू शकतात जे शुद्ध लोह फेराइट मॅट्रिक्सद्वारे विघटन होण्याच्या हालचालीमध्ये अडथळा आणून प्लास्टिकचे विकृत रूप वाहून नेऊ शकतात. त्यांना एक फायदा आहे कारण ते कास्ट आयर्नची मोठ्या प्रमाणात कडकपणा त्यांच्या स्वतःच्या कडकपणामुळे आणि व्हॉल्यूम अपूर्णांकामुळे वाढवतात. याचा परिणाम असा होतो की मोठ्या प्रमाणात कडकपणा मिश्रणाच्या नियमानुसार अंदाजे करता येतो.

ही कठोरता कोणत्याही परिस्थितीत कठोरपणाच्या खर्चावर दिली जाते. पांढऱ्या कास्ट आयर्नचे सामान्यतः सिमेंट म्हणून वर्गीकरण केले जाऊ शकते, कारण कार्बाइड सामग्रीचा एक मोठा अंश बनवते. स्ट्रक्चरल घटकांमध्ये वापरण्यासाठी पांढरे लोखंड खूप ठिसूळ आहे, परंतु त्याची कडकपणा, घर्षणास प्रतिकार आणि कमी किमतीमुळे, ते स्लरी पंपांच्या परिधान पृष्ठभाग म्हणून वापरले जाऊ शकते.

जाड कास्टिंग जलद गतीने थंड करणे कठिण आहे जे पांढरे कास्ट आयर्न म्हणून वितळण्यासाठी पुरेसे आहे, तथापि पांढऱ्या कास्ट आयर्नचे नरक घट्ट करण्यासाठी जलद कूलिंगचा वापर केला जाऊ शकतो आणि त्यानंतर त्याचा उर्वरित भाग होईल. मंद गतीने थंड अशा प्रकारे राखाडी कास्ट आयर्नचा कोर तयार होतो. या परिणामी कास्टला थंड कास्टिंग म्हणतात, आणि त्यात कठोर पृष्ठभाग असण्याचे फायदे आहेत परंतु आतील भाग अधिक कठीण आहे.

उच्च क्रोमियम पांढऱ्या लोखंडी मिश्रधातूंमध्ये सुमारे 10 टन इंपेलरच्या मोठ्या प्रमाणात कास्टिंग करण्याची क्षमता होती. हे या वस्तुस्थितीमुळे आहे की क्रोमियम सामग्रीच्या मोठ्या जाडीद्वारे कार्बाईड तयार करण्यासाठी आवश्यक शीतलक दर कमी करते. उत्कृष्ट घर्षण प्रतिरोधक असलेले कार्बाइड देखील क्रोमियम घटकांद्वारे तयार केले जातात.

निंदनीय लोह कास्टिंग

निंदनीय कास्ट आयर्न पांढऱ्या लोखंडाच्या कास्टिंगच्या रूपात सुरू होते, त्यानंतर सुमारे 950 डिग्री सेल्सिअस तापमानात दोन किंवा एक दिवस उष्णतेवर प्रक्रिया केली जाते आणि नंतर त्याच कालावधीसाठी ते थंड केले जाते.

या गरम आणि थंड प्रक्रियेमुळे लोह कार्बाइडमधील कार्बन नंतर ग्रेफाइट आणि फेराइट प्लस कार्बनमध्ये बदलतो. ही एक कमी प्रक्रिया आहे, परंतु ते ग्रेफाइटचे फ्लेक्स ऐवजी गोलाकार कणांमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी पृष्ठभागावरील ताण सक्षम करते.

स्फेरॉइड्स तुलनेने लहान असतात आणि त्यांच्या कमी गुणोत्तरामुळे एकमेकांपासून दूर असतात. त्यात खालचा क्रॉस-सेक्शन, प्रसार करणारा क्रॅक आणि फोटॉन देखील असतो. फ्लेक्सच्या विरूद्ध, त्यामध्ये बोथट सीमा असतात जे राखाडी कास्ट आयर्नमध्ये आढळणाऱ्या ताण एकाग्रतेच्या समस्या कमी करण्यात भाग घेतात. एकंदरीत, निंदनीय कास्ट आयर्नमध्ये समाविष्ट असलेले गुणधर्म अधिक सौम्य स्वरूपाच्या स्टीलसारखे आहेत.

डक्टाइल आयर्न कास्टिंग

कधीकधी नोड्युलर कास्ट आयरन म्हणून संबोधले जाते, या कास्ट आयर्नमध्ये त्याचे ग्रेफाइट अगदी लहान गाठीच्या स्वरूपात असते, ग्रेफाइटमध्ये थरांचे स्वरूप असते जे एकाग्र असतात आणि त्यामुळे नोड्यूल तयार होतात. यामुळे, चे गुणधर्मलवचिक कास्ट लोहग्रेफाइटच्या फ्लेक्सद्वारे तयार होणारे कोणतेही ताण एकाग्रतेचे परिणाम नसलेल्या स्पाँजी स्टीलचे असतात.

समाविष्ट असलेल्या कार्बन एकाग्रतेचे प्रमाण सुमारे 3 टक्के ते 4 टक्के आहे आणि सिलिकॉनचे प्रमाण सुमारे 1.8 ते 2.8 टक्के आहे. या मिश्रधातूंमध्ये 0.02 टक्के ते 0.1 टक्के मॅग्नेशियम आणि फक्त 0.02 टक्के ते 0.04 टक्के सेरिअम या मिश्रधातूंमध्ये ग्रॅफाइट लेनच्या कडांना जोडून ग्रेफाइट पर्जन्यवृष्टीचा वेग कमी होतो.

इतर घटकांच्या काळजीपूर्वक नियंत्रणामुळे आणि प्रक्रियेदरम्यान योग्य वेळेमुळे, सामग्री घट्ट होत असताना कार्बनला गोलाकार कण म्हणून वेगळे होण्याची शक्यता असते. परिणामी कण निंदनीय कास्ट लोहासारखे असतात, परंतु भाग मोठ्या असलेल्या विभागांसह कास्ट केले जाऊ शकतात.

मिश्रधातूचे घटक

कच्चा लोहाचे गुणधर्म बदलले जातात आणि कास्ट आयर्नमधील विविध मिश्रधातू घटक किंवा मिश्रधातूंमध्ये जोडले जातात. कार्बनच्या अनुषंगाने सिलिकॉन हा घटक आहे कारण त्यात कार्बनला द्रावणातून बाहेर काढण्याची क्षमता आहे. सिलिकॉनची एक लहान टक्केवारी हे पूर्णपणे साध्य करू शकत नाही कारण ते कार्बनला द्रावणात राहू देते, त्यामुळे लोह कार्बाइड तयार होते आणि पांढरे कास्ट लोह देखील तयार होते.

सिलिकॉनची मोठी टक्केवारी किंवा एकाग्रता कार्बनला द्रावणातून बाहेर काढण्यास आणि नंतर ग्रेफाइट तयार करण्यास सक्षम आहे आणि राखाडी कास्ट आयर्न देखील तयार करते. लक्षात न घेतलेल्या इतर मिश्रधातूंमध्ये मँगनीज, क्रोमियम, टायटॅनियम आणि नंतर व्हॅनेडियम यांचा समावेश होतो. हे सिलिकॉनचा प्रतिकार करतात, ते कार्बन टिकवून ठेवण्यास आणि अशा प्रकारे कार्बाइड्सच्या निर्मितीस देखील प्रोत्साहन देतात. निकेल आणि तांबे या मूलद्रव्याचा फायदा आहे कारण ते शक्ती आणि यंत्रक्षमता वाढवतात, परंतु त्यानंतर ते तयार झालेल्या कार्बनचे प्रमाण बदलू शकत नाहीत.

ग्रेफाइटच्या स्वरूपात असलेल्या कार्बनचा परिणाम मऊ लोह बनतो, त्यामुळे संकुचित होण्याचा प्रभाव कमी होतो, ताकद कमी होते आणि समाविष्ट घनता कमी होते. सल्फर हे मुख्यतः दूषित घटक असते आणि ते लोह सल्फाइड बनवते जे ग्रेफाइट तयार होण्यास प्रतिबंध करते आणि कडकपणा वाढवते.

सल्फरने लादलेला तोटा म्हणजे ते वितळलेले कास्ट लोह चिकट बनवते, ज्यामुळे दोष निर्माण होतात. सल्फरचे परिणाम पूर्ण करण्यासाठी आणि दूर करण्यासाठी, द्रावणात मँगनीज जोडले जाते. हे केले जाते कारण जेव्हा दोन्ही एकत्र केले जातात तेव्हा ते लोह सल्फाइड ऐवजी मँगनीज सल्फाइड तयार करतात. परिणामी मँगनीज सल्फाइड वितळण्यापेक्षा हलका असतो आणि वितळण्यापासून बाहेर तरंगतो आणि स्लॅगमध्ये जातो.

सल्फरचे परिणाम रद्द करण्यासाठी आवश्यक मँगनीजची अंदाजे मात्रा 1.7 एकक सल्फर सामग्री आहे आणि वर अतिरिक्त 0.3 टक्के जोडले आहे. यापेक्षा जास्त प्रमाणात मँगनीज मिसळल्याने मँगनीज कार्बाइड तयार होते आणि यामुळे कडकपणा आणि थंडी वाढते, राखाडी लोह वगळता जेथे 1 टक्के मँगनीज शक्ती आणि घनता वाढवू शकते. निकेल हे सर्वात सामान्य मिश्रधातूच्या घटकांपैकी एक आहे कारण त्यात परलाइट आणि ग्रेफाइटची रचना परिष्कृत करण्याची प्रवृत्ती आहे, त्यामुळे कडकपणा सुधारतो आणि विभागाच्या जाडीमधील कठोरता फरक समतोल होतो.

मुक्त ग्रेफाइट कमी करण्यासाठी आणि थंडी निर्माण करण्यासाठी क्रोमियम कमी प्रमाणात जोडले जाते. याचे कारण असे की क्रोमियम एक शक्तिशाली कार्बाइड स्टॅबिलायझर आहे आणि काही प्रकरणांमध्ये ते निकेलच्या संयोगाने कार्य करू शकते. क्रोमियमसाठी देखील, टिनची एक लहान पर्यायी रक्कम जोडली जाऊ शकते. थंडी कमी करणे, ग्रेफाइट शुद्ध करणे आणि तरलता वाढवणे यासाठी ०.५ टक्के ते २.५ टक्के या क्रमाने तांबे लाडू किंवा भट्टीत जोडले जातात. 0.3 टक्के ते 1 टक्के या क्रमाने मॉलिब्डेनम देखील जोडले जाऊ शकते जेणेकरुन थंडी वाढवता येईल, ग्रेफाइट परिष्कृत होईल आणि परलाइटची रचना सुधारेल.

हे सहसा निकेल, तांबे आणि क्रोमियमच्या बरोबरीने काम करून उच्च शक्तीचे इस्त्री तयार करण्यासाठी जोडले जाते. डिगॅसर आणि डीऑक्सिडायझर म्हणून काम करण्यासाठी आणि द्रवता वाढवण्यासाठी टायटॅनियम घटक जोडला जातो. 0.15 टक्के ते 0.5 टक्के घटक व्हॅनेडियमचे प्रमाण कास्ट आयर्नमध्ये जोडले जाते आणि सिमेंटाइट स्थिर ठेवण्यास, कडकपणा वाढविण्यासाठी आणि झीज आणि उष्णतेच्या प्रभावांना प्रतिकार करण्यास मदत करते.

झिरकोनियम ग्रेफाइट तयार करण्यास मदत करते आणि सुमारे 0.1 टक्के ते 0.3 टक्के या प्रमाणात जोडले जाते. हा घटक डिऑक्सिडायझिंग आणि तरलता वाढविण्यात देखील मदत करतो. निंदनीय लोह वितळताना, सिलिकॉन किती प्रमाणात जोडता येईल हे वाढवण्यासाठी, बिस्मथ 0.002 टक्के ते 0.01 टक्के स्केलमध्ये ओतले जाते. पांढऱ्या लोहामध्ये, बोरॉन हे मूलद्रव्य जोडले जाते, जे निंदनीय असलेल्या लोहाच्या उत्पादनात मदत करते आणि बिस्मथ या घटकाचा खडबडीत परिणाम कमी करते.