ఐరన్ కాస్టింగ్ రకాలు

ఐరన్ కాస్టింగ్ రకాలు

ఈ అధ్యాయం వివిధ రకాల ఇనుప కాస్టింగ్‌లను చర్చిస్తుంది.

గ్రే ఐరన్ కాస్టింగ్

బూడిద తారాగణం ఇనుము యొక్క లక్షణం గ్రాఫిక్ మైక్రోస్ట్రక్చర్, ఇది పదార్థానికి పగుళ్లు కలిగించగలదు మరియు బూడిద రంగు రూపాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఇది సాధారణంగా ఉపయోగించే తారాగణం ఇనుము మరియు బరువు ఆధారంగా సాధారణంగా ఉపయోగించే తారాగణం పదార్థం. గ్రే కాస్ట్ ఐరన్‌లలో ఎక్కువ భాగం 2.5 శాతం నుండి 4 శాతం కార్బన్, 1 శాతం నుండి 3 శాతం సిలికాన్ వరకు రసాయన కుళ్ళిపోవడాన్ని కలిగి ఉంటాయి మరియు మిగిలినవి ఇనుము యొక్క కూర్పు.

ఈ రకమైన తారాగణం ఇనుము ఉక్కుతో పోలిస్తే తక్కువ తన్యత బలం మరియు షాక్‌కు తక్కువ నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది. దీని సంపీడన బలం తక్కువ మరియు మధ్యస్థ కార్బన్ స్టీల్‌తో పోల్చవచ్చు.

ఈ యాంత్రిక లక్షణాలన్నీ గ్రాఫైట్ ఫ్లేక్ ఆకారం మరియు గ్రాఫైట్ రేకుల పరిమాణం ద్వారా నియంత్రించబడతాయి, ఇవి బూడిద తారాగణం ఇనుము యొక్క సూక్ష్మ నిర్మాణంలో ఉంటాయి.

వైట్ ఐరన్ కాస్టింగ్

ఈ రకమైన ఇనుము విరిగిన ఉపరితలాలను కలిగి ఉంటుంది, ఇవి సిమెంటైట్ అనే ఐరన్ కార్బైడ్ అవక్షేపం ఉండటం వల్ల తెల్లగా ఉంటాయి. తెల్లటి తారాగణం ఇనుములో ఉండే కార్బన్ గ్రాఫైట్‌గా కాకుండా మెట్ స్టేబుల్ ఫేజ్ సిమెంటైట్‌గా కరిగిపోతుంది. గ్రాఫిటైజింగ్ ఏజెంట్‌గా తక్కువ సిలికాన్ కంటెంట్ మరియు వేగంగా సరఫరా చేయబడిన శీతలీకరణ రేటుతో ఇది సాధించబడుతుంది. ఈ అవపాతం తర్వాత, సిమెంటైట్ పెద్ద కణాలుగా ఏర్పడుతుంది.

ఐరన్ కార్బైడ్ యొక్క అవక్షేపణ సమయంలో, అవక్షేపం అసలు కరుగు నుండి కార్బన్‌ను తీసుకుంటుంది, తద్వారా మిశ్రమాన్ని యూటెక్టిక్‌కు దగ్గరగా ఉండే వైపుకు తరలిస్తుంది. మిగిలిన దశ ఇనుమును కార్బన్ ఆస్టెనైట్‌గా తగ్గిస్తుంది, ఇది చల్లబడిన తర్వాత మార్టెన్‌సైట్‌గా మారుతుంది.

వీటిలో ఉండే యూటెక్టిక్ కార్బైడ్‌లు అవపాతం గట్టిపడే ప్రయోజనాన్ని అందించడానికి చాలా పెద్దవి. కొన్ని స్టీల్స్‌లో చాలా చిన్న సిమెంటైట్ అవక్షేపాలు ఉండవచ్చు, ఇవి స్వచ్ఛమైన ఐరన్ ఫెర్రైట్ మ్యాట్రిక్స్ ద్వారా డిస్‌లోకేషన్‌ల కదలికను అడ్డుకోవడం ద్వారా ప్లాస్టిక్ వైకల్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి. వారి స్వంత కాఠిన్యం మరియు వాల్యూమ్ భిన్నం కారణంగా కాస్ట్ ఇనుము యొక్క భారీ కాఠిన్యాన్ని పెంచడం వలన వారికి ప్రయోజనం ఉంటుంది. దీని ఫలితంగా బల్క్ కాఠిన్యం మిశ్రమాల నియమం ద్వారా అంచనా వేయబడుతుంది.

ఈ కాఠిన్యం ఏదైనా సందర్భంలో దృఢత్వం యొక్క వ్యయంతో అందించబడుతుంది. తెల్లటి తారాగణం ఇనుమును సాధారణంగా సిమెంట్‌గా వర్గీకరించవచ్చు, ఎందుకంటే కార్బైడ్ పదార్థంలో ఎక్కువ భాగాన్ని కలిగి ఉంటుంది. తెల్ల ఇనుము నిర్మాణ భాగాలలో ఉపయోగించడానికి చాలా పెళుసుగా ఉంటుంది, కానీ దాని మంచి గట్టిదనం, రాపిడికి నిరోధకత మరియు తక్కువ ధర కారణంగా, దీనిని స్లర్రి పంపుల యొక్క దుస్తులు ఉపరితలంగా ఉపయోగించవచ్చు.

మందపాటి కాస్టింగ్‌లను వేగవంతమైన వేగంతో చల్లబరచడం చాలా కష్టం, ఇది తెల్లటి తారాగణం ఇనుము వలె కరిగిపోయేలా పటిష్టం చేయడానికి సరిపోతుంది, అయితే తెల్లటి కాస్ట్ ఇనుమును పటిష్టం చేయడానికి వేగవంతమైన శీతలీకరణను ఉపయోగించవచ్చు మరియు దీని తర్వాత దానిలో మిగిలిన భాగం ఉంటుంది. తక్కువ వేగంతో చల్లబరుస్తుంది, తద్వారా బూడిద కాస్ట్ ఇనుము యొక్క కోర్ ఏర్పడుతుంది. దీని ఫలితంగా ఏర్పడే తారాగణాన్ని చలి కాస్టింగ్ అని పిలుస్తారు మరియు ఇది గట్టి ఉపరితలం కలిగి ఉండటం వల్ల కానీ పటిష్టమైన లోపలి భాగాన్ని కలిగి ఉండటం వల్ల కలిగే ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంటుంది.

అధిక క్రోమియం తెలుపు ఇనుప మిశ్రమాలు ఇసుక తారాగణానికి సుమారు 10 టన్నుల ప్రేరేపక భారీ కాస్టింగ్‌ను అనుమతించే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉన్నాయి. పదార్థం యొక్క ఎక్కువ మందం ద్వారా కార్బైడ్‌లను ఉత్పత్తి చేయడానికి అవసరమైన శీతలీకరణ రేటును క్రోమియం తగ్గించడమే దీనికి కారణం. అద్భుతమైన రాపిడి నిరోధకత కలిగిన కార్బైడ్‌లు కూడా క్రోమియం మూలకాల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడతాయి.

మెల్లబుల్ ఐరన్ కాస్టింగ్

మృదువుగా ఉండే తారాగణం ఇనుము తెల్లటి ఇనుప తారాగణం వలె ప్రారంభమవుతుంది, తర్వాత 950 డిగ్రీల సెల్సియస్ ఉష్ణోగ్రత వద్ద రెండు లేదా ఒకే రోజు వేడిని చికిత్స చేసి, ఆపై అదే సమయానికి చల్లబడుతుంది.

ఈ వేడి మరియు శీతలీకరణ ప్రక్రియ కారణంగా ఐరన్ కార్బైడ్‌లోని కార్బన్ గ్రాఫైట్ మరియు ఫెర్రైట్ ప్లస్ కార్బన్‌గా రూపాంతరం చెందుతుంది. ఇది తక్కువ ప్రక్రియ, అయితే ఇది గ్రాఫైట్‌ను రేకులుగా కాకుండా గోళాకార కణాలుగా మార్చడానికి ఉపరితల ఉద్రిక్తతను అనుమతిస్తుంది.

గోళాకారాలు సాపేక్షంగా తక్కువగా ఉంటాయి మరియు వాటి తక్కువ కారక నిష్పత్తి కారణంగా ఒకదానికొకటి దూరంగా ఉంటాయి. అవి తక్కువ క్రాస్-సెక్షన్, ప్రచారం చేసే క్రాక్ మరియు ఫోటాన్‌ను కూడా కలిగి ఉంటాయి. రేకులు కాకుండా, అవి మొద్దుబారిన సరిహద్దులను కలిగి ఉంటాయి, ఇవి బూడిద కాస్ట్ ఇనుములో కనిపించే ఒత్తిడి ఏకాగ్రత సమస్యలను తగ్గించడంలో పాల్గొంటాయి. మొత్తం మీద, సున్నిత తారాగణం ఇనుములో చేర్చబడిన లక్షణాలు తేలికపాటి స్వభావం కలిగిన ఉక్కు వలె ఉంటాయి.

డక్టైల్ ఐరన్ కాస్టింగ్

కొన్నిసార్లు నాడ్యులర్ కాస్ట్ ఐరన్ అని పిలుస్తారు, ఈ తారాగణం ఇనుము చాలా చిన్న నోడ్యూల్స్ రూపంలో గ్రాఫైట్‌ను కలిగి ఉంటుంది, గ్రాఫైట్ పొరల రూపాన్ని కలిగి ఉంటుంది, ఇవి కేంద్రీకృతమై తద్వారా నోడ్యూల్స్‌ను ఏర్పరుస్తాయి. దీని కారణంగా, యొక్క లక్షణాలుసాగే తారాగణం ఇనుముగ్రాఫైట్ యొక్క రేకులు ఉత్పత్తి చేసే ఒత్తిడి ఏకాగ్రత ప్రభావాలను కలిగి ఉండని ఒక స్పాంజి స్టీల్.

కార్బన్ ఏకాగ్రత మొత్తం 3 శాతం నుండి 4 శాతం వరకు ఉంటుంది మరియు సిలికాన్ 1.8 శాతం నుండి 2.8 శాతం వరకు ఉంటుంది. 0.02 శాతం నుండి 0.1 శాతం వరకు మెగ్నీషియం, మరియు ఈ మిశ్రమాలకు జోడించినప్పుడు 0.02 శాతం నుండి 0.04 శాతం సెరియం మాత్రమే గ్రాఫైట్ లేన్‌ల అంచులకు బంధించడం ద్వారా గ్రాఫైట్ అవపాతం వృద్ధి రేటును తగ్గిస్తుంది.

ప్రక్రియ సమయంలో ఇతర మూలకాల యొక్క జాగ్రత్తగా నియంత్రణ మరియు సరైన సమయం కారణంగా, పదార్థం ఘనీభవించినప్పుడు కార్బన్ గోళాకార కణాలుగా విడిపోయే అవకాశాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఫలితంగా వచ్చే కణాలు సున్నితంగా ఉండే తారాగణం ఇనుముతో సమానంగా ఉంటాయి, అయితే భాగాలు పెద్దవిగా ఉండే విభాగాలతో వేయబడతాయి.

అల్లాయింగ్ ఎలిమెంట్స్

తారాగణం ఇనుము యొక్క లక్షణాలు మార్చబడతాయి మరియు తారాగణం ఇనుములోని వివిధ మిశ్రమ మూలకాలు లేదా మిశ్రమాలలో జోడించబడతాయి. కార్బన్‌కు అనుగుణంగా సిలికాన్ మూలకం ఉంది, ఎందుకంటే ఇది ద్రావణం నుండి కార్బన్‌ను బలవంతంగా బయటకు పంపే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది. సిలికాన్ యొక్క తక్కువ శాతం దీనిని పూర్తిగా సాధించలేకపోతుంది, ఎందుకంటే ఇది కార్బన్ ద్రావణంలో ఉండటానికి అనుమతిస్తుంది, తద్వారా ఐరన్ కార్బైడ్ ఏర్పడుతుంది మరియు తెల్లని తారాగణం ఇనుమును కూడా ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

సిలికాన్ యొక్క ఎక్కువ శాతం లేదా ఏకాగ్రత ద్రావణం నుండి కార్బన్‌ను బలవంతంగా బయటకు పంపుతుంది మరియు గ్రాఫైట్‌ను ఏర్పరుస్తుంది మరియు బూడిద కాస్ట్ ఇనుమును కూడా ఉత్పత్తి చేస్తుంది. గుర్తించబడని ఇతర మిశ్రమ ఏజెంట్లలో మాంగనీస్, క్రోమియం, టైటానియం మరియు వెనాడియం ఉన్నాయి. ఇవి సిలికాన్‌ను ప్రతిఘటిస్తాయి, ఇవి కార్బన్ నిలుపుదలని ప్రోత్సహిస్తాయి మరియు తద్వారా కార్బైడ్‌ల ఏర్పాటును కూడా ప్రోత్సహిస్తాయి. నికెల్ మరియు రాగి మూలకం బలం మరియు యంత్ర సామర్థ్యాన్ని పెంచడం వల్ల ప్రయోజనాన్ని కలిగి ఉంటాయి, అయితే అవి ఏర్పడిన కార్బన్ మొత్తాన్ని మార్చలేవు.

గ్రాఫైట్ రూపంలో ఉండే కార్బన్ మృదువైన ఇనుముకు దారితీస్తుంది, తద్వారా సంకోచం యొక్క ప్రభావాన్ని తగ్గిస్తుంది, బలాన్ని తగ్గిస్తుంది మరియు కలిగి ఉన్న సాంద్రతను తగ్గిస్తుంది. సల్ఫర్ కలిగి ఉన్నప్పుడు ఎక్కువగా కలుషితం, మరియు ఇది ఐరన్ సల్ఫైడ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది, ఇది గ్రాఫైట్ ఏర్పడకుండా నిరోధిస్తుంది మరియు ఇది కాఠిన్యాన్ని పెంచుతుంది.

సల్ఫర్ విధించిన ప్రతికూలత ఏమిటంటే అది కరిగిన తారాగణం ఇనుమును జిగటగా చేస్తుంది, ఇది లోపాలను కలిగిస్తుంది. సల్ఫర్ యొక్క ప్రభావాలను తీర్చడానికి మరియు తొలగించడానికి, మాంగనీస్ ద్రావణానికి జోడించబడుతుంది. ఈ రెండింటినీ కలిపితే అవి ఐరన్ సల్ఫైడ్‌కు బదులుగా మాంగనీస్ సల్ఫైడ్‌ను ఏర్పరుస్తాయి. ఫలితంగా మాంగనీస్ సల్ఫైడ్ కరిగే దానికంటే తేలికైనది మరియు కరుగు నుండి తేలుతుంది మరియు స్లాగ్‌లోకి వస్తుంది.

సల్ఫర్ యొక్క ప్రభావాలను రద్దు చేయడానికి అవసరమైన మాంగనీస్ యొక్క సుమారు మొత్తం 1.7 యూనిట్ల సల్ఫర్ కంటెంట్ మరియు పైన అదనంగా 0.3 శాతం జోడించబడింది. ఈ మొత్తం కంటే ఎక్కువ మాంగనీస్ జోడించడం వల్ల మాంగనీస్ కార్బైడ్ ఏర్పడుతుంది మరియు ఇది బూడిదరంగు ఇనుములో మినహా కాఠిన్యం మరియు చల్లదనాన్ని పెంచుతుంది, ఇక్కడ మాంగనీస్ 1 శాతం వరకు బలం మరియు సాంద్రతను పెంచుతుంది. నికెల్ అత్యంత సాధారణ మిశ్రమ మూలకాలలో ఒకటి, ఎందుకంటే ఇది పెర్లైట్ మరియు గ్రాఫైట్ యొక్క నిర్మాణాన్ని శుద్ధి చేసే ధోరణిని కలిగి ఉంటుంది, తద్వారా గట్టిదనాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది మరియు విభాగపు మందం మధ్య కాఠిన్య వ్యత్యాసాన్ని సమం చేస్తుంది.

ఉచిత గ్రాఫైట్‌ను తగ్గించడానికి మరియు చల్లదనాన్ని ఉత్పత్తి చేయడానికి క్రోమియం చిన్న మొత్తంలో జోడించబడుతుంది. ఎందుకంటే క్రోమియం శక్తివంతమైన కార్బైడ్ స్టెబిలైజర్, మరియు కొన్ని సందర్భాల్లో ఇది నికెల్‌తో కలిసి పని చేస్తుంది. క్రోమియం కోసం కూడా, టిన్ యొక్క చిన్న ప్రత్యామ్నాయం మొత్తం జోడించబడుతుంది. చల్లదనాన్ని తగ్గించడం, గ్రాఫైట్‌ను శుద్ధి చేయడం మరియు ద్రవత్వంలో పెరుగుదలను సాధించడానికి 0.5 శాతం నుండి 2.5 శాతం క్రమంలో రాగి లేదా కొలిమిలో రాగి జోడించబడుతుంది. మాలిబ్డినమ్‌ను 0.3 శాతం నుండి 1 శాతం క్రమంలో కూడా జోడించవచ్చు, తద్వారా చలిని పెంచడానికి, గ్రాఫైట్‌ను మెరుగుపరచడానికి మరియు పెర్‌లైట్ నిర్మాణాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది.

ఇది సాధారణంగా నికెల్, రాగి మరియు క్రోమియమ్‌లకు అనుగుణంగా పని చేయడం ద్వారా అధిక బలం కలిగిన ఐరన్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. టైటానియం మూలకం డీగాసర్ మరియు డీఆక్సిడైజర్‌గా పని చేయడానికి జోడించబడింది మరియు ద్రవత్వాన్ని పెంచుతుంది. 0.15 శాతం నుండి 0.5 శాతం మూలకం వనాడియం తారాగణం ఇనుముకు జోడించబడుతుంది మరియు సిమెంటైట్‌ను స్థిరీకరించడంలో సహాయపడుతుంది, కాఠిన్యాన్ని పెంచుతుంది మరియు దుస్తులు మరియు వేడి ప్రభావాలను నిరోధించవచ్చు.

జిర్కోనియం గ్రాఫైట్ ఏర్పడటానికి సహాయపడుతుంది మరియు 0.1 శాతం నుండి 0.3 శాతం నిష్పత్తిలో జోడించబడుతుంది. ఈ మూలకం డీఆక్సిడైజింగ్ మరియు ద్రవత్వాన్ని పెంచడంలో కూడా సహాయపడుతుంది. మెల్లబుల్ ఇనుము కరుగుతుంది, ఎంత సిలికాన్ జోడించవచ్చో పెంచడానికి, బిస్మత్ 0.002 శాతం నుండి 0.01 శాతం వరకు పోస్తారు. తెల్లని ఇనుములో, బోరాన్ అనే మూలకం జోడించబడుతుంది, ఇది మెల్లిగా ఉండే ఇనుము ఉత్పత్తికి సహాయపడుతుంది మరియు ఇది బిస్మత్ మూలకం యొక్క ముతక ప్రభావాన్ని తగ్గిస్తుంది.