آلياژي از آهن- کربن و سيليسيم است که همواره محتوي عناصري در حد جزئي (کمتر از 0.1 درصد) و غالبا عناصر آلياژي (بيشتر از 0.1 درصد) بوده و به حالت ريختگي يا پس از عمليات حرارتي به کار برده مي‌شود. عناصر آلياژي اي بهبود کيفيت چدن براي مصارف ويژه به آن افزوده مي‌شود. آلياژهاي چدن در کارهاي مهندسي که در آنها چدن معمولي ناپايدار است به کار مي‌روند. اساسا خواص مکانيکي چدن به زمينه ساختاري آن بستگي دارد و مهمترين زمينه ساختار چدن‌ها عبارتند از: فريتي ، پرليتي ، بينيتي و آستينتي. انتخاب نوع چدن و ترکيب آن براساس خواص و کاربردهاي ويژه مربوطه تعيين مي‌شود.

طبفه‌بندي چدن‌ها

چدن ها به دو گروه اصلي طبقه‌بندي مي‌شوند، آلياژهايي براي مقاصد عمومي که موارد استعمال آنها در کاربردهاي عمده مهندسي است و آلياژهاي با منظور و مقاصد ويژه از جمله چدنهاي سفيد و آلياژي که براي مقاومت در برابر سايش ، خوردگي و مقاوم در برابر حرارت بالا مورد استفاده قرار مي‌گيرند.

چدن هاي معمولي (عمومي)

اين چدن ها چزو بزرگترين گروه آلياژهاي ريختگي بوده و براساس شکل گرافيت به انواع زير تقسيم مي‌شوند: چدن هاي خاکستري ورقه اي يا لايه اي: چدن هاي خاکستري جزو مهمترين چدن هاي مهندسي هستند که کاربردي ارند نام اين چدن ها از خصوصيات رنگ خاکستري سطح مقطع شکست آن و شکل گرافيت مشتق مي‌شود.خواص چدن هاي خاکستري به اندازه ، مقدار و نحوه توزيع گرافيت‌ها و ساختار زمينه بستگي دارد. خود اين‌ها نيز به کربن و سيليسيم (C.E.V=%C+%?Si+%?P) و همچنين روي مقادير جزئي عناصر ، افزودني‌هاي آلياژي ، متغيرهاي فرايندي مانند، روش ذوب ، عمل جوانه زني و سرعت خنک شدن بستگي پيدا مي‌کنند. اما به طور کلي اين چدن ها ضريب هدايت گرمايي بالايي داشته، مدول الاستيستيه و قابليت تحمل شوکهاي حرارتي کمي دارند و قطعات توليدي از اين چدن ها به سهولت ماشينکاري و سطح تمام شده ماشينکاري آنها نيز مقاوم در برابر سايش از نوع لغزشي است. اين خواص آنها را براي ريختگي هايي که در معرض تنش‌هاي حرارتي محلي با تکرار تنشها هستند، مناسب مي‌سازد. افزايش ميزان فريت در ساختار باعث استحکام مکانيکي خواهد شد. اين نوع حساس بودن به مقاطع نازک و کلفت در قطعات چدني بدنه موتورها مشاهده مي شود ديواره نازک و لاغر سيلندر داراي زمينه‌اي فريتي و قسمت ضخيم نشيمنگاه يا تاقان‌ها زمينه‌اي با پرليت زياد را پيدا مي‌کند. همچنين در ساخت ماشين آلات عمومي ، کمپرسورهاي سبک و سنگين ، قالب‌ها ، ميل لنگ‌ها ، شير فلکه‌هاو اتصالات لوله‌ها و غيره از چدنهاي خاکستري استفاده مي‌شود. چدن هاي ماليبل يا چکش خوار: چدن هاي چکش خوار با ديگر چدن ها به واسطه ريخته گري آنها نخست به صورت چدن سفيد فرق مي‌کنند. ساختار آنها مرکب از کاربيدهاي شبه پايدار در يک زمينه‌اي پرليتي است بازپخت در دماي بالا که توسط عمليات حرارتي مناسب دنبال مي‌شود باعث توليد ساختاري نهايي از توده متراکم خوشه‌هاي گرافيت در زمينه فريتي يا پرليتي بسته به ترکيب شيميايي و عمليات حرارتي مي‌شود. ترکيب به کار برده شده براساس نيازهاي اقتصادي ، نحوه باز پخت خوب و امکان جذب و امکان توليد ريخته‌گري انتخاب مي‌شود. مثلا بالا رفتن Si بازپخت را جلو انداخته و موجب عمليات حرارتي خوب و سريعي با سيلکي کوتاه مي‌شود و در ضمن مقاومت مکانيکي را نيز اصلاح مي‌نمايد. تاثير عناصر به مقدار بسيار کم در اين چدن ها دست آورد ديگري در اين زمينه هستند. Te و Bi تشکيل چدن سفيد در حالت انجماد را ترقي داده، B و Al موجب اصلاح قابليت بازپخت و توام با افزايش تعداد خوشه‌هاي گرافيت مي‌شود ميزان Mn موجود و نسبت Mn/S براي آسان کردن عمل بازپخت مي‌بايستي کنترل گردد. عناصري از جمله Cu و Ni و Mo را ممکن است براي بدست آوردن مقاومت بالاتر يا افزايش مقاومت به سايش و خوردگي به چدن افزود. دليل اساسي براي انتخاب چدن هاي چکش خوار قيمت تمام شده پايين و ماشينکاري راحت و ساده آنهاست. کاربردهاي آنها در قطعات اتومبيل قطعات کشاورزي ، اتصالات لوله ها ، اتصالات الکتريکي و قطعات مورد استفاده در صنايع معدني است.

چدن هاي گرافيت کروي يا نشکن:

اين چدن در سال 1948 در فيلادلفياي آمريکا در کنگره جامعه ريخته گران معرفي شد. توسعه سريع آن در طي دهه 1950 آغاز و مصرف آن در طي سال هاي 1960 روبه افزايش نهاده و توليد آن با وجود افت در توليد چدن ها پايين نيامده است. شاخصي از ترکيب شيميايي اين چدن به صورت کربن 3.7% ، سيليسيم 2.5% ، منگنز0.3% ، گوگرد 0.01% ، فسفر 0.01% و منيزيم 0.04% است. وجود منيزيم اين چدن را از چدن خاکستري متمايز مي‌سازد. براي توليد چدن گرافيت کروي از منيزيم و سريم استفاده مي‌شود که از نظر اقتصادي منيزيم مناسب و قابل قبول است. جهت اصلاح و بازيابي بهتر منيزيم برخي از اضافه شونده‌هايي از عناصر ديگر با آن آلياژ مي‌شوند و اين باعث کاهش مصرف منيزيم و تعديل کننده آن است. منيزيم ، اکسيژن و گوگرد زدا است. نتيجتا منيزيم وقتي خواهد توانست شکل گرافيتها را به سمت کروي شدن هدايت کند که ميزان اکسيژن و گوگرد کم باشند. اکسيژن‌زداهايي مثل کربن و سيليسيم موجود در چدن مايع اين اطمينان را مي‌دهند که باعث کاهش اکسيژن شوند ولي فرآيند گوگردزدايي اغلب براي پايين آوردن مقدار گوگرد لازم است. از کاربردهاي اين چدن ها در خودروسازي و صنايع وابسته به آن مثلا در توليد مفصل‌هاي فرمان و ديسک ترمزها ، در قطعات تحت فشار در درجه حرارت هاي بالا مثل شير فلکه‌ها و اتصالات براي طرحهاي بخار و شيميايي غلتکهاي خشک‌کن نورد کاغذ ، در تجهيزات الکتريکي کشتي‌ها ، بدنه موتور ، پمپ‌ها و غيره است.

چدن هاي گرافيت فشرده يا کرمي شکل:

اين چدن شبيه خاکستري است با اين تفاوت که شکل گرافيت‌ها به صورت کروي کاذب ، گرافيت تکه‌اي با درجه بالا و از نظر جنس در رديف نيمه نشکن قرار دارد. مي‌توان گفت يک نوع چدني با گرافيت کروي است که کره‌هاي گرافيت کامل نشده‌اند يا يک نوع چدن گرافيت لايه‌اي است که نوک گرافيت گرد شده و به صورت کرمي شکل درآمده‌اند. ايت چدن ها اخيرا از نظر تجارتي جاي خود را در محدوده خواص مکانيکي بين چدن هاي نشکن و خاکستري باز کرده است. ترکيب آلياژ موجود تجارتي که براي توليد چدن گرافيت فشرده استفاده مي‌شود عبارت است از: Mg%4-5 ،Ti%8.5-10.5 ، Ca% 4-5.5 ، Al%1-1.5 ، Ce %0.2-0.5 ،Si%48-52 و بقيه Fe. چدن گرافيت فشرده در مقايسه با چدن خاکستري از مقاومت به کشش ، صلبيت و انعطاف‌پذيري ، عمر خستگي ، مقاومت به ضربه و خواص مقاومت در دماي بالا و برتري بازمينه‌اي يکسان برخوردار است و از نظر قابليت ماشينکاري ، هدايت حرارتي نسبت به چدن هاي کروي بهتر هستند. از نظر مقاومت به شکاف و ترک خوردگي برتر از ساير چدن ها است. در هر حال ترکيبي از خواص مکانيکي و فيزيکي مناسب ، اين چدن ها را به عنوان انتخاب ايده آلي جهت موارد استعمال گوناگون مطرح مي‌سازد. مقاومت بالا در مقابل ترک‌خوردگي آنها را براي قالبهاي شمش‌ريزي مناسب مي‌سازد. نشان دادن خصوصياتي مطلوب در دماهاي بالا در اين چدن ها باعث کاربرد آنها براي قطعاتي از جمله سر سيلندرها ، منيفلدهاي دود ، ديسکهاي ترمز ، ديسکها و رينگهاي پيستون شده است.

چدن هاي سفيد و آلياژي مخصوص

کربن چدن سفيد به صورت بلور سمانتيت (کربيد آهن ، Fe3C) مي‌باشد که از سرد کردن سريع مذاب حاصل مي‌شود و اين چدن ها به آلياژهاي عاري از گرافيت و گرافيت‌دار تقسيم مي‌شوند و به صورتهاي مقاوم به خوردگي ، دماي بالا، سايش و فرسايش مي‌باشند.
• چدن هاي بدون گرافيت: شامل سه نوع زير مي باشد:

چدن سفيد پرليتي:

ساختار اين چدنها از کاربيدهاي يکنواخت برجسته و توپر M3C در يک زمينه پرليتي تشکيل شده است. اين چدنها مقاوم در برابر سايش هستند و هنوز هم کاربرد داشته ولي بي‌نهايت شکننده هستند لذا توسط آلياژهاي پرطاقت ديگري از چدن هاي سفيد آلياژي جايگزين گشته‌اند.

چدن سفيد مارتنزيتي (نيکل- سخت:

نخستين چدن هاي آلياژي که توسعه يافتند آلياژهاي نيکل- سخت بودند. اين آلياژها به طور نسبي قيمت تمام شده کمتري داشته و ذوب آنها در کوره کوپل تهيه شده و چدن هاي سفيد مارتنزيتي داراي نيکل هستند. Ni به عنوان افزايش قابليت سختي پذيري براي اطمينان از استحاله آستنيتي به مارتنزيتي در طي مرحله عمليات حرارتي به آن افزوده مي‌شود. اين جدن ها حاوي Cr نيز به دليل افزايش سختي کاربيد يوتکتيک هستند. اين چدنها داراي يک ساختار يوتکتيکي تقريبا نيمه منظمي با کاربيدهاي يکنواخت برجسته و يکپاره M3C هستند که بيشترين فاز را در يوتکتيک دارند و اين چدنها مقاوم در برابر سايش هستند.

چدن سفيد پرکرم:

چدن هاي سفيد با Cr زياد ترکيبي از خصوصيات مقاومت در برابر خوردگي ، حرارت و سايش را دارا هستند اين چدنها مقاومت عالي به رشد و اکسيداسيون در دماي بالا داشته و از نظر قيمت نيز از فولادهاي ضد زنگ ارزان تر بوده و درجاهايي که در معرض ضربه و يا بازهاي اعمالي زيادي نيستند به کار برده مي‌شوند اين چدنها در سه طبقه زير قرار مي‌گيرند:
1.چدنهاي مارتنزيتي با Cr %12-28
2. چدنهاي فريتي با 34-30% Cr
3. چدنهاي آستنيتي با 30-15%Cr و 15-10% Niبراي پايداري زمينه آستنيتي در دماي پايين.
طبقه بندي اين چدنها براساس دماي کار ، عمر کارکرد در تنش هاي اعمالي و عوامل اقتصادي است. کاربرد اين چدنها در لوله‌هاي رکوپراتو ، ميله ، سيني ، جعبه در کوره‌هاي زينتر و قطعات مختلف کوره‌ها، قالب‌هاي ساخت بطري شيشه و کاسه نمدهاي فلکه‌ها است.

چدن هاي گرافيت دار:

o چدن هاي آستنيتي: شامل دو نوع )نيکل- مقاوم) و نيکروسيلال Ni-Si ، که هر دو نوع ترکيبي از خصوصيات مقاومت در برابر حرارت و خوردگي را دارا هستند. اگرچه چدن هاي غير آلياژي به طور کلي مقاوم به خوردگي بويژه در محيط هاي قليايي هستند، اين چدنها به صورت برجسته‌اي مقاوم به خوردگي در محيط هايي مناسب و مختص خودشان هستند. چدن هاي نيکل مقاوم آستنيتي با گرافيت لايه‌اي که اخيرا عرضه شده‌اند از خواص مکانيکي برتري برخوردار بوده ولي خيلي گران هستند. غلظت نيکل و کرم در آنها بسته به طبيعت محيط خورنده شان تغيير مي‌کند. مهمترين کاربردها شامل پمپهاي دنده‌اي حمل اسيد سولفوريک، پمپ خلا و شيرهايي که در آب دريا مصرف مي‌شوند، قطعات مورد استفاده در سيستم‌هاي بخار و جابه‌جايي محلول‌هاي آمونياکي، سود و نيز براي پمپاژ و جابجايي نفت خام اسيدي در صنايع نفت هستند.

چدن هاي فريتي

: شامل دو نوع زير مي‌باشد:
چدن سفيد 5% سيليسيم در سيلال که مقاوم در برابر حرارت مي‌باشد و نوع ديگر چدن پرسيليسيم (15%) که از مقاومتي عالي به خوردگي در محيطهاي اسيدي مثل اسيد نيتريک و سولفوريک در تمام دماها و همه غلظتها برخوردارند. اما برخلاف چدن هاي نيکل- مقاوم ، عيب آن ، ترد بودن است که تنها با سنگ‌زني مي‌توان ماشينکاري نمود. مقاومت به خوردگي آنها در برابر اسيدهاي هيدروکلريک و هيدروفلوريک ضعيف است. جهت مقاوم سازي به خوردگي در اسيد هيدروکلريک مي‌توان با افزودن Si تا 18-16% ، افزودن Cr%5-3 يا Mo %4-3 به آلياژ پايه ، اقدام نمود.

چدن هاي سوزني

در اين چدنها Al به طور متناسبي جانشين Si در غلظت هاي کم مي‌گردد. چدن هاي آلياژهاي Alدار تجارتي در دو طبقه بندي يکي آلياژهاي تا Al %6 و ديگري Al%18-25 قرار مي‌گيرند. Al پتانسيل گرافيته‌شدگي را در هر دوي محدوده‌هاي ترکيبي ذکر شده حفظ کرده و لذا پس از انجماد چدن خاکستري بدست مي‌آيد. اين آلياژ به صورت چدنهاي گرافيت لايه‌اي ، فشرده و کروي توليد مي‌شوند. مزاياي ملاحظه شده شامل استحکام به کشش بالا ، شوک حرارتي و تمايل به گرافيته شدن و سفيدي کم مي‌باشند که قادر مي‌سازند قطعات ريختگي با مقاطع نازک‌تر را توليد کرد. چدن هاي با Al کم مقاومت خوبي به پوسته پوسته شدن نشان داده و قابليت ماشينکاري مناسبي را نيز دارا هستند. محل هاي پيشنهادي جهت کاربرد آنها منيفلدهاي دود ، بدنه توربوشارژرها ، روتورهاي ديسک ترمز، کاسه ترمزها ، برش سيلندرها، ميل بادامکها و رينگهاي پيستون هستند. وجود Al در کنار Si در اين نوع چدنها باعث ارائه خواص مکانيکي خوب توام با مقاومت به پوسته‌شدگي در دماهاي بالا مي‌شود. اين آلياژها مستعد به تخلخل‌هاي گازي هستند. آلومينيوم حل شده در مذاب مي توان با رطوبت يا هيدروکربنهاي موجود در قالب ترکيب شده و هيدروژن آزاد توليد کند. اين هيدروژن آزاد قابل حل در فلز مذاب بوده و باعث به وجود آوردن مک‌هاي سوزني شکل در انجماد مي‌شود

جوش پذيري چدنها

چدنها در مقايسه با فولادهاي كربني داراي قابليت جوشكاري كم و محدود تري هستند . در ميان چدن ها ، چدن با گرافيت كروي بهترين جوشپذيري را دارا است و بعد از آن چدن چكش خوار قرار دارد . جوشكاري چدن خاكستري به مهرت و توجه ويژه نياز دارد و چدن خاكستري را به دشواري زياد مي توان جوشكاري كرد .
با اين ملاحظات دامنه جوشكاري چدنها بسيار محدود مي شود و صرفا به تعمير و اصلاح قطعات ريخته شده و قطعات فرسوده و شكسته شده منحصر مي گردد .

علت هاي جوش پذيري محدود چدن ها :

- بعلت زيادي كربن در فلز مبنا ، سيكل جوشكاري باعث ايجاد كاربيدهايي در منطقه فلز جوش و تشكيل فاز مارتنزيت پركربن در منطقه متاثر از حرارت HAZ ميشود . هردوي اين ريز ساختار ها شكننده بوده و باعث ايجاد ترك در حين جوشكاري و يا بعد از آن مي شود . اين مطلب در مورد تمامي چدن ها مصداق دارد .
- به علت ضعف چقرمگي ، چدن ها قابليت تغيير شكل پلاستيكي را ندارند و از اين رو نمي توانند تنش هاي حرارتي ايجاد شده جوشكاري را تحمل كنند . هرچه نرمي چدن بهبود يافته باشد احتمال ترك خوردگي آن كاهش مي يابد . لذا چدن چكش خوار و چدن با گرافيت كروي كمتر از چدن خاكستري ترك خواهند خورد .
با توجه به عامل اول شكنندگي منطقه HAZ به ميزان و سهولت حل شدن گرافيت در آستنيت در حين جوشكاري بستگي پيدا ميكند . در مورد چدن خاكستري كه داراي پولك هاي گرافيتي با سطح رويه نسبتا وسيعي مي باشند ، انحلال اين نوع گرافيت در آستنيت به سهولت انجام مي شود . در حاليكه در مورد چدن با گرافيت كروي ، چون نسبت حجم رويه به حجم كره گرافيت كم مي باشد بنابراين مقدار گرافيت كمتري در آستنيت حل ميگردد و در نتيجه كاربيد هاي درشت كمتري و مارتنزيت كم كربن تري در منطقه HAZ تشكيل ميشود . اين مطلب گواه ديگري بر قابليت بهتر جوش پذيري چدن با گرافيت كروي در مقايسه با ساير انواع چدن ها ست .
براي اجتناب از تمايل منطقه حرارت پذيرفته به ترك خوردن لازم است كه قطعه چدني را در موقع جوشكاري با قوس برقي با انرژي حرارتي كم جوشكاري نمود . زيرا اين روش باعث كاهش پهناي منطقه سخت و شكننده كنار فلز جوش مي شود . براي غلبه بر سختي و تردي منطقه حرارت پذيرفته اعمال تدابيري نظير پيش گرمايش و خنك كردن تدريجي قطعه جوشكاري شده ضرورت دارد .
در مورد جوشكاري چدن با قوس برقي دامنه درجه حرارت پيش گرم از درجه حرارت محيط كارگاه تا 300 درجه سانتي گراد توصيه ميشود . اين حرارت براي جوشكاري با استيلن در محدوده 450-650 درجه سانتي گراد قرار دارد . چدن خاكستري به حرارت پيش گرم بيشتري زيادتري و چدن با گرافيت كروي و چدن چكش خوار به درجه حرارت پيشگرم كمتري نياز دارند. درجه حرارت پيش گرم و محدوده آن به نوع چدن ، اندازه قطعه ، روش جوشكاري ، نوع الكترود و مقدار فلز جوشي كه بايد رسوب داده شود بستگي پيدا ميكند .
در مورد قطعات حساس ريختگري چدني ، درست پس از خاتمه جوشكاري عمليات تنش زدايي از طريق حرارت دهي قطعه تا حدود 600 درجه سانتي گراد و نگهداري در اين حرارت بمدت كافي صورت مي پذيرد.

چدن نسوز

اين نوع از چدن ها به گروهي از آلياژهي آهني گفته ميشود كه شرايط كاري آنها در محيط گرم ودر درجات حرارتي تا حدود 1100 درجه سانتي گراد مي باشد در چنين درجات حرارتي چدن ها نبايستي اكسيده شده وتحمل نيرو هاي مكانيكي را نيز دارا باشند. در هنگامي كه حد اكثر درجه حرارت 600 درجه سانتي گراد باشد اين نوع چدن ها حتي ميتوانند تحت شرايط ديناميكي( همان نيروهاي سيكلي يا متحرك بر قطعه به خوبي كار كنند نيكل كرم و موليبدن از مهمترين عناصري هستند كه دراين نوع چدن هاوجود دارد دارند علاوه بر مسئله مقاوم بودن اين نوع چدن ها در مقابل اكسيداسيون بايستي در اثر حرارت ديدن باد نكرده وترك نخورند. ميزان باد كردگي و رشد چدن ها در درجه حرارتي بالاي400 درجه سانتي گراد زياد بوده مي تواند تا 10 درصد نيز برسد علت رشد وباد كردگي چدن ها به دليل تجزيه شدن سمنتيت به آهن وگرافيت در اثر حرارت است كه توام با رشد وباد كردگي قطعات خواهد بود لذا براي جلوگيري از اين مشكل از عناصري نظير موليبدن مس وكرم و فسفر استفاده مي گردد به طور كلي منظور از افزودن عناصر آلياژي حفظ استحكام چدن در درجه حرارت كار قطعه – اكسيده نشدن وعدم رشد و باد كردن چدن مي باشند مهمترين عنصر آلياژي و ارزانترين آن كرم مي باشد. چدن هايي كه داراي 20 درصد كرم هستند مي توانند تا درجات حدود1000 درجه سانتي گراد كار نموده وچدن هايي كه داراي 35درصد كرم هستند تا درجه حرارت 1150 درجه سانتي گراد اكسيده نمي شوند

تر كيبات مربوط به اين نوع چدن ها

كربن 2تا6/2 – سيلسسيم حدود 1 – تا 5/1 در صد نيكل – كرم 18 تا 23 مس حدود5/1 –
گوگرد كمتر از 06/0 – فسفر حدود1/0 درصد
مقدار كرم در اين نوع چدن ها را مي توان تا 35 درصد نيز افزايش داد
نمونه اي ديگر از تركيب اين نوع چدن ها : كربن 1تا 2 – سيليسيم 5/0 تا 2/2 – منگنز حد
اكثر 25/0 گوگرد 05/0 – فسفر حد اكثر 1/0 وكرم 30 تا 34 درصد در توليد اين نوع
چدن ها از فروتيتا نيم يا فروكرم به عنوان جوانه زا استفاده مي شود
انواع ديگر چدن هابژي مقاوم در مقابل حرارت چدن هاي پر سيليسيم مي باشد اين نوع چدن
ها در شرايطي مصرف مي گردند كه درجه حرارتي كار بالا تر از 900 درجه سانتي گراد نباشد
تركيبات نمونه اي از اين نو ع چدن ها :
1: كربن 2/2 تا 3/2- سيليسيم 5/4 ت 5/5 – منگنز 1تا 5/1 نيكل 18 تا 22 كرم 8/1 تا 5/4

چدن با گرافيت كروي( چدن نشكن)

اين چدن در سال 1948 در فيلادلفياي آمريکا در کنگره جامعه ريخته گران معرفي شد. توسعه سريع آن در طي دهه 1950 آغاز و مصرف آن در طي سال هاي 1960 روبه افزايش نهاده و توليد آن با وجود افت در توليد چدن ها پايين نيامده است. شاخصي از ترکيب شيميايي اين چدن به صورت کربن 3.7% ، سيليسيم 2.5% ، منگنز0.3% ، گوگرد 0.01% ، فسفر 0.01% و منيزيم 0.04% است.

توضيحات تكميلي :

وجود منيزيم اين چدن را از چدن خاکستري متمايز مي‌سازد. براي توليد چدن گرافيت کروي از منيزيم و سريم استفاده مي‌شود که از نظر اقتصادي منيزيم مناسب و قابل قبول با آن آلياژ مي‌شوند و اين باعث کاهش مصرف منيزيم و تعديل کننده آن است. منيزيم ، اکسيژن و گوگرد زدا است. نتيجتا منيزيم وقتي خواهد توانست شکل گرافيتها را به سم کروي شدن هدايت کند که ميزان اکسيژن و گوگرد کم باشند. اکسيژن‌زداهايي مثل کربن و سيليسيم موجود در چدن مايع اين اطمينان را مي‌دهند که باعث کاهش اکسيژن شوند ولي فرآيند گوگردزدايي اغلب براي پايين آوردن مقدار گوگرد لازم است.در اين نوع چدن كربن بصورت گرافيت بوده و شكل آن بصورت تكه هاي كروي بوده است.در چدنهاي نشكن درصد گوگرد فسفر در آن كمتر از چدن خاكستري مي باشد.خاصيت مكانيكي آن نزديك و مشابه چدنهاي معمولي مي باشد ،براي آلياژ سازي اين نوع چدن ،كمي قبل از ريختن مذاب در قالب، منيزيم (Mg)،سديم (Na) و يا كلسيم (Ca) به صورت آلياژهاي اولية نيكل و سيليسيم اضافه مي گرد،منيزيم اضافه شده به مذاب توسط جوانه هاي گرافيت جذب شده و تنش سطحي را آنچنان تغيير مي دهدكه شرايط رشد درتمام جهات يكنواخت شود.چدنهاي باگرافيت كروي (نشكن )همانند چدنهاي خاكستري داراي سياليّت بالا بوده و نقطه ذوب آن پايين است و قابليت ماشين كاري و مقاومت سايشي چدن خوب است،مزيت بزرگ استفاده از اين نوع چدن در صنايع ريخته گري نسبت به چدن خاكستري،استحكام و انعطاف پذيري آن است كه در حقيقت چدني است كه خواص فولادي داشته , ساختار آن به فولاد نزديك است از كاربردهاي اين نوع از چدن ها در خودروسازي و صنايع وابسته به آن مثلا در توليد مفصل‌هاي فرمان و ديسک ترمزها ، در قطعات تحت فشار در درجه حرارت هاي بالا مثل شير فلکه‌ها و اتصالات براي طرحهاي بخار و شيميايي غلتکهاي خشک‌کن نورد کاغذ ، در تجهيزات الکتريکي کشتي‌ها ، بدنه موتور ، پمپ‌ها و غيره است

چدنهاي نشكن آستمپرشده:

Astempered ( ADI)Ductile Iron) خانواده جديدي از چدنهاي نشكن هستند كه در صنعت امروز از جايگاه ويژه‌اي برخوردارند نياز روزافزون به قطعات با استحكام بالا همراه با انعطاف‌پذيري خوب باعث رشد سريع اين چدنها در دهه 1980 ميلادي گشت. بطوريكه اين دهه در صنايع ريخته‌گري جهان به دهه آستمپر مشهور شده است. در گذشته
براي قطعات با استحكام و انعطاف‌پذيري بالا، عموماً از فولادهاي كم آلياژي و يا فولاد‌هاي فورج و عمليات حرارتي شده استفاده مي شد. اما از آنجا كه صنعت فولادريزي و آهنگري اصولاً مشكل‌تر از ريخته‌گري چدنها مي‌باشد، سعي بر آن است كه چدنهاي آستمپرشده جايگزين آنها شده و به اين ترتيب از مشكلات توليد آنها كاسته وسرعت توليد را نيز افزايش دهند. آستمپر کردن، چدن داکتيل را به يک ماده عالي بهبود مي بخشد که ابن ماده داراي خواص جالبي مانند استحکام بالا ،داکتيليته و چقرمگي ،آميخته با پوششي مقاوم وقابليت ماشين کاري مي باشد .همه اين خواص را ميتوان با عمليات حرارتي کافي بدست آورد ،که حاصل آن ميکرو ساختاري مطلوب با يک ترکيب شيميائي معين است. در اين مقاله نتايج آستمپر کردن آلياژي با45/0 درصد مس براي يک محدوده زماني و دمايي گزارش وبررسي شد. در تمامي عمليات ريز ساختار و مقطع شکست با وسائلي نظير ميکروسکوپ نوري والکتروني و پراش اشعه ايکس تعين گرديد. اينها استحکام را نشان مي دهند، افزايش طول وانرژي شکست شديدا به مقدار فريت بينيتي و آستنيت باقيمانده وابسته است .ساختار اصلي زمينه چدنهاي آستمپرشده، بينايت مي باشد. اين زمينه توسط افزودن عناصر آلياژي مثل نيكل و موليبدن به ترکيب چدن هاي داکتيل و انجام عمليات حرارتي آستمپرينگ ( حرارت دادن تا دماي آستنيت و سپس نگهداري در دماهاي تشکيل بينايت) حاصل مي گرددبايد توجه داشت كه با تغيير پارامترهاي مختلف عمليات حرارتي از جمله دما و زمان آستينيته و همچنين دما و زمان آستمپرينگ، مي‌توان به ساختارهاي با درصدهاي مختلف از فريت،
آستنيت باقي مانده، كاربيد و مارتنزيت در زمينه دست يافت. وجود فريت و آستنيت باعث استحكام اين نوع چدنها در برابر ضربه خواهد شد و وجود كاربيد و مارتنزيت در زمينه نيز افزايش سختي را حاصل مي‌نمايد.
« استانداردهاي چدن »
هدف از مشخصات استاندارد براي ريخته گري چدن داكتيل تهيه بك مجموعه اي از اطلاعات است كه هر دو، طراح و ريختگر ميتوانند با اطمينان از آن استفاده كنند.كه طراح توسط اين مجموعه ميتواند براي انتخاب مجموعه اي از خصوصيات وي‍‍ژه مورد نظر خود، كارگاهاي ريخته گري را به استفاده ازطرح، متقاعد كند. استفاده از استاندارد مشخصات فني از خريد قطعات ريختگي توسط كارپردازكه طراح نيازي به آنها ندارد، جلوگيري ميكند. چون يك ريخته گري استاندارد بيان ميكند كه چه چيزهائي نيازهاي طراح را برطرف ميكند.
بدون توجه به مكان و يا اينكه قطعه ريختگي چطور توليد ميشود . اين مشخصات بايد با دقت انتخاب و استفاده شوند به طوري كه مقرون به صرفه باشد تا متقاعد كند كه آنها به قدر كافي نيازهاي طراح را برطرف ميكند، بدون اينكه هزينه هاي غير ضروري را افزايش دهد و بي جهت سبب محدود كردن انتخابات كارپرداز ميشود.از جمله وظايف طراح وريختگر به منظورجلوگيري ازپيچيده شدن فرايند ريخته گري و افزايش هزينه ها، اين است كه هر دو آنها آگاه باشند از نقش عواملي كه خواص را محدود ميكند. و همچنين هر دو آنها روي يك مشخصه كه يك نسبت بهينه از هزينه هاي اجراء را فراهم ميكند ، موافق باشند. اين مربوط به طراح است كه يك مجموعه ازمناسبترين خواص مكانيكي ، فيزيكي و شيميائي يا ابعادي را براي اهداف طراحي خود، تعيين بكند. اين خواص يكبار انتخاب ميشوند و كارخانه ريختگري بايد اين همه قطعه تحويل داده شده را تضمين بكند يا خواص را بالا ببرد. مواد خام و روش توليد بوسيله كارخانه ريخته گري بكار ميرود بمنظور فراهم كردن تطابق با قطعات ريختگري و معمولاً بوسيله طراح محدود نميشوند. مگر اينكه خواص جزئي شامل اين چنين دستور العملي باشد . و يا طراح و ريختگر به اضافه كردن چنين دستورالعملهائي موافق باشند.چنين دستورالعملهائي بايد عاقلانه باشد چون آنها تقريباً به طور ثابت هزينه ها را افزايش ميدهند. و فقط محدود ميشود به تعدادي از كارخانه هاي ريخته گري كه بحثهاي رقابتي را مطرح ميكند.

آمريكاي شمالي

ASTM پنج استاندارد در مورد چدن داكتيل دارد. ASTM A536 بيشترين كاربرد را در زمينه مهندسي پوشش چدن داكتيل دارد . ساير استانداردها با پوشش آستنيتي كه مخصوص چدن داكتيل است . ASTM يك جزئيات جديدي از خواص چدن داكتيل آستمپر شده را تعريف ميكند كه در سال 1990 بيان شد . استاندارد ASTM J434 معمولاً براي تعيين خواص قطعاتي از جنس چدن داكتيل كه در خودرو استفاده ميشود ، بكار مي رود . به منظور بوجود آمدن يك سيگنال ، سيستم جامعي براي تعيين فلزات وآلياژها بيان ميشود كه از اشتراك ASTM و ASA حاصل شده است. كه سيستم شمارگذاري متحد ناميده ميشود (UNS) . زماني اين سيستم ناشناخته بود ولي UNS در حال حاضر داراي مقدار قابل قبولي در امريكاي شمالي است و به عنوان يك وسيله مناسب در خلاصه كردن انواع مشخصات موجود بكار ميرود. UNS هم براي چدن داكتيل بكار برده ميشود. crossreferenced به ASTM corresponding و AMS و SAE و مشخصات mil در پائين نشان داده شده است.

مشخصاتUNSمطابق مشخصات امريكايئ
استاندارد	Numbers/Grades
UNS	F3000	F32800	F32900	F33100	F33101	F33800	F34100
ASTM A395		60-40-18
ASTM A536		60-40-18		65-45-12		80-55-06
ASTM A476							80-60-03
ASTM A716
AMS					5315		5316
SAE J434	DQ & T	D4018		D4512		D5506
MIL-I-24137					(A)
UNS	F34800	F36200	F43000	F43001	F43002	F43003	F43004
ASTM A439			D-2	D-2B	D-2C	C-3	C-3A
ASTM A536	100-70-03	120-90-02
SAE J434	D7003
UNS	F43005	F43006	F43007	F43010	F43020	F43021	F43030
ASTM A439	D-4	D-5	D-5B
ASTM A571				D-2M
AMS							5395
MIL-I-24137					(B)	(C)

 

ساير استاندارها :

در اين بخش همچنين استانداردهاي عمومي چدن داكتيل براي كشورهاي صنعتي اصلي و استاندارد بين المللي ISO بيان شده است . به جاي اين استاندارد،‌استاندارد اروپائي EU ) EuroNorm) اهميت بيشتري پيداخواهد كرد به شكلي كه به عنوان انجمن اوپائي بيان ميشمود .
علاوه بر اين استانداردهائي براي چدن داكتيل ،كه برخي عمومي و برخي ديگر فقط براي يك تكنيك فني يا سازمان تجاري است بكار ميرود. ممكن است هر ويژگي مشخصات مخصوص به خودش را داشته باشد، و يا ممكن است شباهتهائي بين مشخصات وجود داشته باشد . قبل از استفاده كردن از هر مشخصه طراح بايد يك كپي كاملي از موضوعات رايج از specifying body براي آشنا كردن خود با اينكه هر دو اين خصوصيات و حالات مشخص شده تحت چه عواملي سنجيده ميشوند . مشخصات استاندارد براي چدن داكتيل معمولاًمبني بر خواص مكانيكي است به جز چدن داكتيل آستنيتي كه بر مبناي تركيب تعريف ميشود .خواص مكانيكي مشخصات سطح را بيان ميكند و متغيرهاي سيستم متريك SI است كه در پايان اين قسمت قرار دارد و در مقايسه مشخصات كمك خواهد كرد.

مشخصات چدن داكتيل

چدن داكتيل فريتي با تنش حرارتي بالا ASTM A395
اين استاندارد مشخصات فيزيكي ، شيميائي و سختي را بيان ميكند .
خواص شيميائي قطعات ريخته گري شده بايد خواص شيميائي درج شده در قسمت جلو را داشته باشد( نكته 3)		خواص فيزيكي خواص كششي چدن داكتيل بايد با خواص بدست آمده ازنمونه هاي  آزمايش مطابقت داشته باشد.
كمترين درصد كربن بيشترين درصد سيليسيم بيشترين درصد فسفر	3.00 2.50 0.08	Tensile strength, min, psi (MPa) Yield strength, min, psi (MPa) Elongation in 2 in. or 50 mm min.	60 000 (414) 40 000 (276) 18%
		سختي : سختي چدن داكتيل عمليات حرارتي شده بايد بوسيله آزمايش بدست آيد و سختي قطعات در حدود زير باشد
		HB, 3000-kgf load	143 to 187

ASTM A439 ريخته گري چدن داكتيل آستينيتي
تركيبات مورد نياز
عنصر	نوع
	D-2A	D-2B	D-2C	D-3A	D-3A	D-4	D-5	D-5B	D-5S
	% تركيبات
بيشترين كربن نهائي	3.00	3.00	2.90	2.60	2.60	2.60	2.40	2.40	2.30
سيليسيم	1.50-3.00	1.50-3.00	1.00-3.00	1.00-2.80	1.00-2.80	5.00-6.00	1.00-2.80	1.00-2.80	4.90-5.50
منگنز	0.70-1.25	0.70-1.25	1.80-2.40	1.00 maxB	1.00 maxB	1.00 maxB	1.00 maxB	1.00 maxB	1.00 max
يشترين مقدار فسفر	0.088	0.08	0.08	0.08	0.08	0.08	0.08	0.08	0.08
نيكل	18.00-22.000	18.00-22.000	21.00-24.00	28.00-32.00	28.00-32.00	28.00-32.00	34.00-36.00	34.00-36.00	34.00-37.00
كرم	1.75-2.75	2.75-4.00	0.50-maxB	2.50-3.50	1.00-1.50	4.50-5.50	0.10 max	2.00-3.00
افزايش موليبدن از 7/0 درصد به 1درصد سبب افزايشخواص مكانيكي در حدود800oF (425oC)

خواص مكانيكي مورد نياز
عنصر	نوع
	D-2	D-2B	D-2C	D-3	D-3A	D-4	D-5	D-5B	D-5S
	مقدار
استحكام كششي, min, ksi (MPa)	58 (400)	58 (400)	58 (400)	55 (379)	55 (379)	60 (414)	55 (379)	55 (379)	65 (449)
استحكام تسليم(0.2percent offset), min, ksi (MPa)	30 (207)	30 (207)	28 (193)	30 (207)	30 (207)	--	30 (207)	30 (201)	30 (207)
مدول كشساني    j2 in. or 50mm, min, %	8.0	7.0	20.0	6.0	10.0	--	20.0	6.0	10
(300 kg)سختيبرينل	139-202	148-211	121-171	139-202	131-193	202-273	131-185	139-193	131-193

ASTM A 476 ريخته گري چدن داكتيل براي كارخانه توليدابزار مته
تركيب شيميائي مورد نياز		استحكام مورد نياز
قطعات ريختگي بايد از تركيبات شيميائي مورد نظرپيرويكنند		Test Coupon Section Thickness	1 in.	3 in.
Total carbon, min, %	3.0	Tensile strength, min, ksi	80	80
Silicon, max, %	3.0	Yield strength, min, ksi	60	60
Sulfur, max, %	0.05
كربن معادل قطعه ريختگيبايدشامل 3.8الي4.5 بايد باشد

ASTM A 536 ريخته گري چدن داكتيل
خواص مورد نياز
	Grade 60/40/18	Grade 65/45/12	Grade 80/55/06	Grade 100/70/03	Grade 120/90/02
استحكام كششي , min, psi	60 000	65 000	80 000	100 000	120 000
استحكام كششي, min, MPa	414	448	552	689	827
تنش تسليم , min, psi	40 000	45 000	55 000	70 000	90 000
تسليم , min, MPa	276	310	379	483	621
مدول كشساني  in 2 in. or 50 mm, min, %	18	12	6.0	3.0	2.0
استحكام مورد نياز براي كاربرد
	Grade 60/42/10		Grade 70/50/05		Grade 80/60/03
استحكام كششي, min, psi	60 000		70 000		80 000
استحكام كششي, min, MPa	415		485		555
تنش تسليم, min, psi	42000		50 000		60 000
تنش تسليم, min, MPa	290		345		41
مدول كشساني  in 2 in. or 50 mm, min, %	10		5		3

ASTM A 571 قطعات جدن داكتيل آستينيتي براي كاربرد هايتحت فشار  مقدار عناصر مناسب براي كاربردها كه تحت درجه حرارت پائين قرارميگيرند
طبق اين استانداردها قطعات ريختگي بايد تحت يك عملياتحرارتي آنيل بين1600_1800درجه فارنهايت براي يك ساعت در اينچ و سپس قطعات در كورهآرام سرد شوند
ترکيب شيميائي مورد نظر		خواص مکانيکي مورد نياز
عنصر	% مقدار	دسته 1		دسته 2
کربن نهائي	2.2-2.7A	استحكام كششي, min, ksi	65	60
سيليسيم	1.5-2.50	استحكام تسليم  0.2 % min,ksi	30	25
منگنز	3.75-4.5	مدول كشساني , min, %	30	25
نيكل	21.0-24.0	, 3000 kgسختيبرينل	121.171	111.171
كرم	0.20 max	متوسط 3 آزمايشft-lbf	15	20
فسفر	0.08 max	min, آزمايش منحصر به فرد	12	15
ممكناست مطلوب باشدin 4/1 براي قطعاتي باقطر زير. براي تنظيم كردن كربن تا بالاي مقدار ماكزيمم خود%9/2		چگونگي تحت عمليات گرمائي قرار گرفتن

ASTM A 897          چدن داكتيل آستمپرشده            A897 M
	Min. استحكام كششي		Min. تنش تسليم		مدول كشساني	انرژي پيچش*		سختي
Grade	MPa	Ksi	MPa	Ksi	Percent	Joules	Ft-lb	BHN**
125/80/10		125		80	10		75	269-321
850/550/10	850		550		10	100		269-321
150/100/7		150		100	7		60	302-363
1050/700/7	1050		700		7	80		302-363
175/125/4		175		125	4		45	341-444
1200/850/4	1200		850		4	60		341-444
200/155/1		200		155	1		25	388-477
1400/1100/1	1400		100		1	35		388-477
230/185/-		230		185				444-555
1600/1300/-	1600		1300					444-555
* مقدار شكست بدست آمده در( درجه سانتيگراد 72oF (20. ونتايج از حد متوسط بيش از چهار نمونه آزمايش بدست آمده است. ** سختي فقط براي نشان دادن اطلاعات است ، و تعيين كننده نتايج نيست. تمام نتايج بدست آمده ممكن است ، بدست آيند از : انجمن تست مواد امريكا " 345 East 47th Street. New York, NY10017 جامعه مهندسي خودرو " 485 Lexington Ave., New York , NY 10017. جامعه مهندسي مكانيك امريكا" 1916 Race Street, Philadelphia, PA19103

نكته: SAE براي تعيين قطعات ريختگي چدن داكتيل است ، و قطعات چدن داكتيل كه آستمپر ميشوند چون معمولاً تحت عمليات اصلاح قرار ميگيرند ، بنابراين نميتوان از آن براي اين چدنها استفاده كرد.

SAE J434C   قطعات ريخته گري شده از چدن داكتيل مربوط ماشينآلات
Grade	استحكام تسليم, Rm1 min.				نشانه تنش, Rpo.2 min.				مدول كشساني A, min.	سختي	ساختار
	N/mm2	kgf/mm2	tonf/in2	lbf/in2	N/mm2	kgf/mm2	tonf/in2	lbf/in2	%	HB
D4018	414	42.2	26.8	60,000	276	28.1	17.9	40,000	18	170 max.	فريت
D4512	448	45.7	29.0	65,000	310	31.6	20.1	45,000	12	156-217	فريت -پرليت
D5506	552	56.2	35.7	80,000	379	38.7	24.6	55,000	6	187-255	پرليت -فريت
D7003	689	70.3	44.6	100,000	483	49.2	31.3	70,000	3	241-302	پرليت-مارتنزيت
* اين چدن اصولاً بر اساس سختي و ساختار تعيين ميشود.خواص مكانيكي فقط براي نشان دادن اطلاعات است. ** كوئنچ و درجه تمپركردن ، سختي مطلوب بين خريدار و كارپرداز را فراهم ميكند.

JAPAN چدن با گرافيت لايه اي آستمپر شده JIS G 5503-1995
خواص مكانيكي تفكيكي از قطعات ريخته گري شده
نشانهءدرجه	استحكام كششيN/mm2	استحكام تسليم  N/mm2	مدول كشساني %	سختي برينل  HB
FCAD 900-4	900 min.	600 min.	4 min.	-
FCAD 900-8	900 min.	600 min.	8 min.	-
FCAD 1000-5	1000 min.	700 min.	5 min.	-
FCAD 1200-2	1200 min.	900 min.	2 min.	341 min.
FCAD 1400-1	1400 min.	1100 min.	1 min.	401 min.

JAPAN قطعات ريختگي ، با گرافيت لايه اي JIS G 5502-1995
خواص مكانيكي تفكيكي از قطعات ريخه گري شده
نشانهءدرجه	استحكام كششيN/mm2	تسليمN/mm2	مدول كشساني %	Charpy absorption energy			منابع اطلاعات
	350 min.			حرارت آزمايش. oC	مقدار بدست آمده از 3 نمونه  J	فقط مقدار J	سختيHB	ساختار زمينه
FCD 350-22		220 min.	22 min.	23 ± 5	17 min	14 min.	150 max.	فريت
FCD 350-22L				-40 ± 2	12 min.	9 min.
FCD 400-18	400 min.	250 min.	18 min.	23 ± 5	14 min.	11 min.	130 to 180
FCD 400-18L				-20 ± 2	12 min.	9 min.
FCD 400-15			15 min.	-	-	-
FCD 450-10	450 min.	280 min.	10 min.				140 to 210
FCD 500-7	500 min.	320 min.	7 min.				150 to 230	فريت+پرليت
FCD 600-3	600 min.	370 min.	3 min.				170 to 270	پرليت+فريت
FCD 700-2	700 min.	420 min.	2 min.				180 to 300	پرليت
FCD 800-2	800 min.	480 min.					200 to 330	پرليت يا ساختار تمپرشده

خواص مكانيكي بدست آمده از يك نمونه آزمايش
نشانهءدرجه	ضخامت عمده قطعات ريختگي  mm	استحكام كششسN/mm2	استحكام تسليم  N/mm2	درصد مدول كشساني %	قابليت جذب انرژي			مرجع اطلاعات
					درجه حرارت آزمايش oC	مقدار متوسط از 3 نمونه J	مقدار منحصر به فرد J	سختي برينل  HB	ساختار زمينه
FCD 400-18A	Over 30, up to and incl. 60	390 min.	250 min.	15 min.	23 ± 5	14 min.	11 min.	120 to 180	فريت
	Over 60, up to and incl. 200	370 min.	240 min.	12 in.		12 min.	9 min.
FCD 400-18AL	Over 30, up to and incl. 60	390 min.	250 min.	15 min.	-20 ± 2
	Over 60, up to and incl. 200	370 min.	240 min.	12 in.		10 min.	7 min.
FCD 400-15A	Over 30, up to and incl. 60	390 min.	250 min.	15 min.	-	-	-
	Over 60, up to and incl. 200	370 min.	240 min.	12 min.
FCD 500-7A	Over 30, up to and incl. 60	450 min.	300 min.	7 min.				130 to 230	فريت+پرليت
	Over 60, up to and incl. 200	420 min.	290 min.	5 min.
FCD 600-3A	Over 30, up to and incl. 60	600 min.	360 min.	2 min.				160 to 270	پرليت+فريت
	Over 60, up to and incl. 200	550 min.	340 min.	1 min.

چدنريختگي با گرافيت لايه اي : استاندارد اروپائي EN 1563 : 1997
خواص مكانيكي بدست آمده از نمونه آزمايش ماشينكاري شده كه از قطعاتريختگي بريده شده اند
طراحي كلي		استحكام كششي Rm N/mm2 min.	0.2% مقياستنش Rp0.2 N/mm2 min.	مدولكشساني A % min.
Symbol	Number
EN-GJS-350-22-LT1)	EN-JS1015	350	220	22
EN-GJS-350-22-LT2)	EN-JS1014	350	220	22
EN-GJS-350-22-LT	EN-JS1010	350	220	22
EN-GJS-400-18-LT1)	EN-JS1025	400	240	18
EN-GJS-400-18-LT2)	EN-JS1024	400	250	18
EN-GJS-400-18-LT	EN-JS1020	400	250	18
EN-GJS-450-15	EN-JS1030	400	250	15
EN-GJS-450-10	EN-JS1040	450	310	10
EN-GJS-500-7	EN-JS1050	500	320	7
EN-GJS-600-3	EN-JS1060	600	370	3
EN-GJS-700-2	EN-JS1070	700	420	2
EN-GJS-800-2	EN-JS1080	800	480	2
EN-GJS-900-2	EN-JS1090	900	600	2
1. براي درجه حرارت پائينLT  .  2. براي درجه حرارت اتاقRT. NOTE 1. مقدار اين رفتارها در شرايطي كه از قالب ماسه اي براي ريخته گري قطعات استفاده ميشود ، بدست ميايد. مبحث اصلاح كردن هم در اين تئوري قرار ميگيرد. همچنين آنها در ريخته گري هاي پيوسته بكار ميروند . NOTE 2. هرجند در ساخت قطعات ريختگي از روشهاي مختلفي استفاده ميشود ، مراحل اين روشها روي مقدار خواص مكانيكي اساسي است ،كه اين نمونه هاي ساده از قطعات ريخته گري شده در قالب ماسه اي، بريده ميشود.  N/mm21   .NOTE 3 معادل MPa1 NOTE 4. نام مواد بر اساس EN 1560.

كمترين مقاومت شكست ، كه از روي نمونه هايV كه از ماشينكاري قطعات بريده شده از قطعه ريختگي اندازه گيري مي شود.

نام مواد		كمترين مقدار مقاومت شكست
		در دماي اطاق (23 ± 5) oC		At (-20 ± 2) oC		At (-40 ± 2) oC
علامت	شماره	مقدار متوسط از 3 نمونه	مقدار منحصر به فرد	مقدار متوسط از 3 نمونه	مقدار منحصر به فرد	مقدار متوسط از 3 نمونه	مقدار منحصر به فرد
EN-GJS-350-22-Lt1)	EN-JS1015	-	-	-	-	12	9
EN-GJS-350-22-Rt2)	EN-JS1014			-	-	-	-
EN-GJS-400-18-Lt1)	EN-JS1025	-	-	12	9	-	-
EN-GJS-400-18-Lt2)	EN-JS1024	14	11	-	-	-	-
1.  براي درجه حرارت پائينLT 2.  براي درجه حرارت اتاقRT. نكته 1) مقدار اين رفتارها در شرايطي كه از قالب ماسه اي براي ريخته گري قطعات استفاده ميشود ، بدست ميايد. مبحث اصلاح كردن هم در اين تئوري قرار ميگيرد. همچنين آنها در ريخته گري هاي پيوسته بكار ميروند . نكته 2) هرجند در ساخت قطعات ريختگي از روشهاي مختلفي استفاده ميشود ، مراحل اين روشها روي مقدار خواص مكانيكي اساسي است ،كه اين نمونه هاي ساده از قطعات ريخته گري شده در قالب ماسه اي، بريده ميشود. نكته 3) نام مواد بر اساس EN 1560.

استاندارد اروپائي: EN 1563 : 1997 (continued)
خواص مكانيكي اندازه گيري شده از نمونهآزمايش كه از قطعات ريختگي بريده و ماشينكاري شده است.
نام مواد		ضخامت مناسب ديواره  t mm	استحكام كششيRm N/mm2 min.	0.2% proof stress Rp0.2 N/mm2 min.	مدول كشساني A % min.
علامت	شماره
EN-GJS-350-22U-Lt1)	EN-JS1019	t<30 30<T<60 60<T<200< TD>	350 330 320	220 210 200	22 18 15
EN-GJS-350-22U-Rt2)	EN-JS1029	t<30 30<T<60 60<T<200< TD>	350 330 320	220 210 200	22 18 15
EN-GJS-350-22U	EN-JS1032	t<30 30<T<60 60<T<200< TD>	350 330 320	220 210 200	22 18 15
EN-GJS-400-18U-LT1)	EN-JS1049	t<30 30<T<60 60<T<200< TD>	400 390 370	240 230 220	18 15 12
EN-GJS-400-18U-RT2)	EN-JS1059	t<30 30<T<60 60<T<200< TD>	400 390 370	250 250 240	18 15 12
EN-GJS-400-18U	EN-JS1062	t<30 30<T<60 60<T<200< TD>	400 390 370	250 250 240	18 15 12
EN-GJS-400-15U	EN-JS1072	t<30 30<T<60 60<T<200< TD>	400 390 370	250 250 240	15 14 11
EN-GJS-450-10U	EN-JS1132	t<30 30<T<60 60<T<200< TD>	450 310 10 } براي سازنده و خريداربايد مناسب باشد.
EN-GJS-500-7U	EN-JS1082	t<30 30<T<60 60<T<200< TD>	500 450 420	320 300 290	7 7 5
EN-GJS-600-3U	EN-JS1092	t<30 30<T<60 60<T<200< TD>	600 600 550	370 360 340	3 2 1
EN-GJS-700-2U	EN-JS1102	t<30 30<T<60 60<T<200< TD>	700 700 660	420 400 380	2 2 1
EN-GJS-800-2U	EN-JS1112	t<30 30<T<60 60<T<200< TD>	800 480 2 } براي سازنده و خريدار بايدمناسب باشد.
EN-GJS-900-2U	EN-JS1122	t<30 30<T<60 60<T<200< TD>	900 480 2 } براي سازنده و خريدار بايدمناسب باشد0.
1. براي درجه حرارت پائينLT 2.  براي درجه حرارت اتاق.RT نكته1) خواصي كه از نمونه آ‍‍زمايش بدست ميايد ، نمي تواند درست خواص قطعه ريختگي رابيان كند. نكته 2) 1 N/mm2  معادل MPa1 نكته 3) نام مواد بر اساس  EN1560.

استاندارد اروپائي

EN 1563 : 1997 : كمترين مقاومت شكست ، كه از روي نمونه هايV
كه از ماشينكاري قطعات بريده شده از قطعه ريختگي اندازه گيري مي شود.

نام مواد		محدوده سختي برينل HB	خواص ديگر
			Rm N/mm2	Rp0.2 N/mm2
علامت	شماره
EN-GJS-HB130	EN-JS2010	Less than 160	350	220
EN-GJS-HB150	EN-JS2020	130 to 175	400	250
EN-GJS-HB155	EN-JS2030	135 to 180	400	250
EN-GJS-HB185	EN-JS2040	160 to 210	450	310
EN-GJS-HB200	EN-JS2050	170 to 230	500	320
EN-GJS-HB230	EN-JS2060	190 to 270	600	370
EN-GJS-HB265	EN-JS2070	225 to 350	700	420
EN-GJS-HB3001)	EN-JS20801)	245 to 335	800	480
EN-GJS-HB3301)	EN-JS20901)	270 to 360	900	600
EN-GJS-HB300 (EN-JS2080) and EN-GJS2090) ، براي نمونه هاي ضخيم استفاده نميشوند . نكته 1)  1 N/mm2  معادل MPa1

نام مواد		ضخامت مناسب ديواره t   mm	كمترين مقدار مقاومت به شكست   (in J)
			دردماي اطاق (23+5) oC		At (-20+2) oC		At (-40+2) oC
Symbol	Number		مقدار متوسط از 3 نمونه	مقدار منحصر به فرد	مقدار متوسط از 3 نمونه	مقدار منحصر به فرد	مقدار متوسط از 3 نمونه	مقدار منحصر به فرد
EN-GJS-350-22U-LT1)	EN-JS1019	t<60 60<T<200 t<60 60<T<200< TD>	-	-	-	-	12 10	9 7
EN-GJS-350-22U-RT2)	EN-JS1029	t<60 60<T<200< TD>	17 15	14 12	-	-	-	-
EN-GJS-400-18U-LT1)	EN-JS1049	30<T<60 60<T<200< TD>	-	-	12 10	9 7	-	-
EN-GJS-400-18U-RT2)	EN-JS1059	30<T<60 60<T<200< TD>	14 12	11 9	-	-	-	-
.1  براي درجه حرارت پائينLT 2.  براي درجه حرارت اتاقRT.  نكته 1) اين مقدار معمولاً براي قطعات ريختگي با ضخامت بين200-300mm و هنگاميكه بار بيش از 200kgبكار ميرود ديواره ممكن است در بين 200-300 تغيير كند.  نكته 2) خواص يك قطعه ريختگي از روي نمونه آزمايش نمي تواند بدست آيد ، ولي بعنوان يك معياري براي تخمين زدن نتايج حاصل شده از نمونه هاي ريختگي بسيار مناسب است. بنابراين مقدار معيني در ضميمه Dبراي راهنمائي وجود دارد نكته 3) 1 N/mm2  معادل MPa1 نكته 4) نام مواد بر اساس  EN1560.

استاندارد اروپائي ( چدن داكتيل آستمپرشده)
EN 1564 : 1997 :

خواص مكانيكي از روي نمونه هاي آزمايش كه از قطعات ريختگي بريده و ماشبنكاري شده اند، اندازه گيري ميشوند.

نام مواد		استحكام كششي Rm N/mm2 min.	0.2% proof stress Rp0.2 N/mm2 min.	مدول كشساني A % min.
علامت	شماره
EN-GJS-800-8	EN-JS1100	800	500	8
EN-GJS-1000-5	EN-JS1110	100	700	5
EN-GJS-1200-2	EN-JS1120	1200	850	2
EN-GJS-1400-1	EN-JS1130	1400	1100	1
نكته 1) هزينه هاي موادي كه براي تهيه قطعات ربختگي در قالب ماسه اي بكار ميرود مانند thermal diffusivityاست. مبحث اصلاح با اين تئوري موافق است. آنها ميتوانند براي توليد قطعات از روشهاي پيوسته استفاده كنند.  نكته 2) هرچقدر روشي كه براي بدست آوردن قطعه ريختگي بر اساس خواص مكانيكي درجه بندي شده باشد مانند thermal diffusivityاست. نكته 3) 1 N/mm2  معادل MPa1 نكته 4) نام مواد بر اساس  EN1560.

محدوده سختي

	نام مواد										محدوده سختي برينل HB
	علامت				مقدار
	EN-GJS-800-8				EN-JS1100						260 to 320
	EN-GJS-1000-5				EN-JS1110						300 to 360
	EN-GJS-1200-2				EN-JS1120						340 to 440
	EN-GJS-1400-1				EN-JS1130						380 to 480
	نكته 1) نام مواد بر اساساست  EN15600
		استحكام كششي Rm min.				Proof stress Rp0.2 min.			مدول كشساني A min.	سختي
درجه		N/mm2	kgf/m2	ton/in2		N/mm2	kgf/m2	ton/in2	%	HB		§ساختار
SG38		375	38.0	24.2		245	25.0	16.0	17	<180		فريت
SG42		410	42.0	2.5		275	28.1	17.7	12	<200		فريت
SG50		490	50.0	31.7		345	35.2	22.3	7	§170 - 240		فريت+پرليت
SG60		590	60.0	38.1		390	39.8	25.2	4	§210 - 250		پرليت
SG70		685	70.0	44.4		440	44.9	28.5	3	§230 - 300		پرليت
SG80		785	80.0	50.8		490	50.0	31.7	2	§260 - 330		پرليت يا ساختار حرارتي
§  فقط بمنظور اطلاع.

ريخته گري چدن نشكن
SABS 1656 : 1995

Grade	حداقل استحكام كششي Rm MPa	حداقل مقياس تنش Rp0.2 MPa	حداقل كشساني %	انرژي تحت فشار (energy loss) J	سختي1
ADI 850	850	550	110	100	269-321
ADI 1050	1050	700	7-	80	302-363
ADI 1200	1200	850	4	60	341-444
ADI 1400	1400	1100	1	35	388-477
ADI 1600	1600	1300	-	-	444-555
1. فقط بمنظور اطلاع

آفريقاي جنوبي: چدن آستمپرشده با گرافيت لايه اي

	استحكام كششيRm min.			Proof stress Rp0.2 min.			ازدياد طول A min.	سختي max.
Grade	N/mm2	kgf/m2	ton/in2	N/mm2	kgf/m2	ton/in2	%	HB
ASG-2A	375	38.0	24.2	205	21.0	13.3	8	200
ASG-2B	375	38.0	24.2	205	21.0	13.3	6	255
ASG-3A	375	38.0	24.2	195	20.0	12.5	20	170
ASG-4A	375	38.0	24.2	205	21.0	13.3	10	230
ASG-5A	375	38.0	24.2	205	21.0	13.3	7	200
ASG-6A	410	42.0	26.5	205	21.0	13.3	25	170

خواص فيزيكي برخي از عناصر:

عنصر	وزن اتمي	دماي ذوب		دماي جوش F	چگاليgrs/cc
		F	oC
AL	26.97	1220	660	3272	2.7
Sb	121.76	1167	630	2516	6.62
Ba	137.36	1562	850	2084	3.5
Be	9.02	2462	1350	2732	1.82
Bi	209.00	520	271	2642	9.8
B	10.82	4172	2282	4622	2.30
Cd	112.41	610	321	1408	8.65
Ca	40.08	1564	851	2522	1.55
C	12.00	-	-	6512	2.22
Ce	140.13	1427	640	2552	6.79
Cr	52.01	3326	1812	3992	7.14
Co	58.94	2696	1480	5252	8.90
Nb	92.91	3542	1932	5972	8.57
Cu	63.57	1982	1082	4259	8.94
Au	197.2	1945	1062	4712	1930
Fe	55.84	2795	1535	5430	7.87
Pb	207.22	621	327	2948	11.35
Li	6.94	367	186	2437	0.53
Mg	24.32	1204	652	2007	1.74
Mn	54.94	2273	1245	3452	7.2
Hg	200.61	-38	-	676	13.55
Mo	96.00	4748	2602	6692	10.2
Ni	58.69	2645	1452	5252	8.85
Pd	106.7	2831	1555	3992	12.00
P	31.02	111	42	536	1.82
Pt	195.23	3224	1755	7772	21.45
K	39.09	144	62	1400	0.86
Rh	102.91	3551	1882	4532	12.50
Se	78.96	428	220	1270	4.81
Si	28.06	2588	1420	4712	2.40
Ag	107.88	1761	961	3542	10.50
Na	22.99	207	97	1616	0.97
Sr	87.63	1472	800	2102	2.60
S	32.06	235	112	832	2.07
Ta	180.88	5162	2832	7412	16.60
Te	127.61	846	451	2534	6.24
Thi	204.39	578	302	3002	11.85
Th	232.12	3353	1827	5432	11.50
Sn	118.70	450	232	4100	7.30
Tit	47.90	3272	1782	5432	4.50
W	184.00	6098	3334	10526	19.30
U	238.14	3074	1672	6332	18.70
V	50.95	3110	1692	5432	5.68
Zn	65.38	787	419	1661	7.14
Zr	91.22	3092	1682	5252	6.40

تبديلات : سيستم متريكSI به سيستم غير متريك SI

1 lbf/in2	= 1 psi
1 ksi	= 1000 psi = 6.895 N/m2 = 6.895 MPa = 0.7031 kgf/mm2 =0.4464 tonf/in2
1 N/mm2	= 1 MN/m2 = 1 MPa = 0.06475 tonf/in2 = 145.04 lbf/in2 = 0.10197 kgf/mm2
1 kgf/mm2	= 9.8067 N/mm2 = 0.63497 tonf/in2 = 1422.4 lbf/in2
1 tonf/in2	= 9.8067 N/mm2 = 0.63497 tonf/in2 = 1422.4 lbf/in2
1 ft-lbf	= 1.3558 J = 0.1369 kgf-m
1 J	= 0.73757 ft-lbf = 0.10197 kgf-m
1kgf-m	= 9.8067J = 7.3068 ft lbf

	واحد انگليسي	افزايش فاكتور	واحدSI
مساحت	in2	6.45	cm2
مساحت	ft2	.093	m2
طول	in	2.54	cm
طول	ft	.305	m
حجم	lb.	.454	kg
دما	(oF - 32)	.556	oC

مشخصات برتر:

استاندارد، مشخصات يکنواختي را تامين ميکند. و به هر دو طراح ( ريخته گر) و کارخانه ريخته گري در تعريف مهمترين خواص قطعه ريخته گري کمک ميکند. هرچند اکثر مشخصات شناخته شده اند. از رنج خواص مشخص ميشود که تعريف ميشود ، استنباط ميشود که قطعاتي که خواص آنها در کمترين مقدار يا در هر قسمتي از اين محدوده باشند قابل قبول است. اگرکمتريا بيشتر از اين از اين محدوده قرار بگيرند نتايج قابل قبولي بدست نمي آيد. و اغلب يک محدوده مناسبي را مهندس پيشنهاد ميكند. طبق ضمانت به SPC و بهبود مداوم كيفيت بسياري از كارخانه هاي ريختگي امكانات خود را براي توليد قطعه ريختگي گسترش داده اند. بطوريكه بصورت آماري بتوان نشان داد. طراح بايد از اين توانائي بهره مند باشد تا بتواند كيفيت مطمئني را با مشخصات مناسب براساس نياز حاصل كند.
منابع:
1-Annual Book of ASTM Standards, Volume 01.02, Ferrous Castings, 1987
2-I. C. H. Hughes, "Ductile Iron," Metals Handbook, American Society for Metals. 3-Vol. 15, 9th edition, 1988.
4-American Society of Automotive Engineers Inc., Warrendale, PA, 1989.
5-: http://iranwelding.blogfa.com
6- مجموعه مقاله‌هاي شانزدهمين سمينار سالانه جامعه ريخته‌گران ايران ناشرانتشارات جامعه ريخته گران ايران
7- : http://parsifa.wordpress.com
8- http://www.daneshju.ir
/خ