چدني که در آن تمامي کربن موجود به حالت ترکيب و به صورت سمنتيت وجود دارد. ساختمان چدن سفيد به صورت زير است:
1-چدن سفيد يوتکتيکي لدبوريت(P+Fe3C) 2-چدن سفيد هيپويوتکتيکي پرليت + لدبوريت(Ld+P) 3-چدن هيپويوتکتيکي سمنتيت + لدبوريت(Ld+Fe3C) سطح مقطع چدن سفيد به صورت سياه و سفيد است ، نواحي سياه رنگ پرليت و سفيدها لدبوريت يوتکتيکي مي باشند.اين چدن چندان مصارف صنعتي نداشته و اکثرا براي ساخت چدن ماليبل از آن استفاده مي شود. چدن سفيد محتوي کربن و سيلسيم کمي بوده و لذا داراي سياليت کم ، تمايل به انقباض و ترک هاي حرارتي گرم و سرد زياد مي باشد.علاوه بر آن قطعات ريختگي چدن سفيد در جريان انجماد و سرد شدن داراي تنش هاي پسماند زيادي هستند. استفاده از تغذيه و مبرد در چدن هاي سفيد به خصوص در قسمت هاي ضخيم قطعه به منظور پرهيز از ايجاد حفره هاي ريز و درشت انقباض ضروري است. اگر چدن سفيد را آلياژي کنيم مبدل به يکي از پرمصرفترين چدن هاي خانواده چدن هاي آلياژي مي شود.که عمدتا به عنوان قطعات مقاوم در برابر سايش و هم چنين به عنوان قطعات مقاوم در مقابل اکسيداسيون و حرارت کابرد دارد. چدن هاي سفيد غير آلياژي و کم آلياژي که کاربيد آنها از نوع سمانتيت است طي گذشت زمان هاي طولاني به دليل مقاومت آنها در مقابل سايش ( که از سخت بودن فاز سمانتيت ناشي مي شود)مورد استفاده قرار گرفته و هم اکنون نيز جهت پاره اي از مصارف محدود صنعتي کاربرد دارد. در حالي که در شرايط کاري شديد سايش و ضربه عملکرد آنها محدود نيست. محدوديت آنها مربوط به شبکه پيوسته کاربيد آهن مي شود که دانه هاي آستنيت را در خود احاطه کرده است و باعث تردي زياد آنها مي شود. توليد چدن سفيد در مقاطع ضخيم با مشکل روبرو است زيرا امکان به وجود آمدن گرافيت آزاد و کاهش مقاومت به سايش وجود دارد. به وسيله آلياژي کردن مي توان سمنتيت ، يا همان کاربيد آهن را در چدن هاي سفيد با کاربيد هاي ديگر جايگزين کرد. زماني که يک عنصر کاربيدزا در حد معيني وارد آلياژ شود ، سمنتيت را ناپايدار نموده ، به گونه اي که با کاربيد هاي ديگر جايگزين مي شود. به اين طريق اين امکان وجود دارد که چدن هاي سفيدي را توليد نمود که فاز کاربيد آنها از سمانتيت سخت تر بوده و از نظر ساختاري نيز خواص مکانيکي بهتري را حاصل نمايد. شکل و نحوه توزيع کاربيد ها را مي توان با توجه به ميزان کربن معادل تغيير کند. عواملي که روي خواص مکانيکي چدن هاي سفيد از جمله سختي ، ضربه پذيري اثر مي گذارند عبارت اند از: نوع کاربيد - شکل و اندازه کاربيدها – اندازه دانه – ساختار زمينه نوع کاربيد : به عنوان مثال کاربيد هايي از نوع M7C3 نسبت به کاربيد هاي M3C ( هر دو ناشي از اضافه کردن عنصر کروم ) از سختي بيشتري بر خوردار بوده ، ضمن آنکه ساختمان ظريف تري را ايجاد مي کند که منجر به ضربه پذيري بهتري مي شود . در چدن هاي سفيد بدون آلياژ که کاربيد ها از نوع Fe3C هستند و در چدن هاي سفيد کم آلياژ با کروم حدود %3 کاربيد هايي از نوع M3C و از %3 تا حدود %10 مخلوط M3C ، M7C3 و در حوالي % 10 کاملا کاربيد ها به نوع M7C3 تغيير مي يابند. کاربيد هاي M3C عموما داراي شبکه پيوسته و خشن هستند که هم سختي پايين تري از M7C3 دارند و هم ضربه پذيري آنها کمتر است. شکل و اندازه کاربيد ها : هر قدر اندازه دانه ها کوچکتر ، باشد مقاومت به ضربه را بهبود مي بخشند . اصولا ريز بودن کاربيد ها و يک نواختي آنها نيز خواص ضربه پذيري را بهتر مي کند . لذا استفاده از روش هاي انجماد سريع و اضافه کردن پاره اي مواد تلقيحي نظير فرو تيتانيم و يا فرو کروم کم کربن به ذوب مي توان ساختاري ظريف تر و يک نواخت تر را ترغيب نمايد. ساختار زمينه : جهت حصول بهترين مقاومت در مقابل سايش ، بهتر ايت زمينه مارتنزيتي به دست بيايد . در هنگام سرد کردن تبديل آستنيت به پرليت صورت گرفته و حضور پرليت در جوار کاربيد به شدت از مقاومت فرسايشي قطعه مي کاهد و کروم به تنهايي براي جلوگيري از اين تحول کافي نمي باشد ، لذا از عناصر آلياژي نظير موليبدن ، مس ، نيکل جهت کاهش سرعت بحراني سرد شدن مي توان استفاده نمود.هم چنين به دليل حلاليت زياد کربن در آستنيت امکان باقي ماندن مقداري آستنيت باقي مانده تا درجه حرارت محيط وجود دارد. در جايي که مقاومت سايشي مطرح است و ضربه وجود ندارد ، آستنيت باقي مانده نامطلوب تلقي مي شود ، زيرا سختي را کاهش مي دهد ؛ اما در مواردي که سايش توام با ضربه شديد وجود دارد مقاديري آستنيت باقي مانده مجاز است. شرح آزمايش : در آزمايش فوق ابتدا از مدل گوه اي شکل (داراي سطح مقطعي از نازک به ضخيم ) از قالب ماسه اي تهيه گرديد و پس از ذوب ريزي قطعه تهيه شده از قالب خارج گرديد و تا دماي محيط سريعا سرد گرديد . قطعه مذکور از قسمت طولي برش خورد و از سه ناحيه با ضخامت هاي مختلف مورد عمليات متالوگرافي قرار گرفت که نتايج آن در ادامه مذکور است.
در قسمت1ما داراي گرافيت بين دندريتي هستيم و در قسمت2داراي گرافيت نوع A و در قسمت3داراي گرافيت گل بوته اي هستيم.(ما از نايتال و بزرگنمايي 100 استفاده کرديم) و اين در حالي است که ما چدن سفيد داريم و مي دانيم که در چدن سفيد هيچ گونه گرافيتي را نداريم ، پس اين گرافيت هاي موجود در چدن ما ممکن است به خاطر اين باشد که بعد از ريختگري ما قطعه را سريعا در آب سرد نکرديم.که در اين صورت کربن ها فرصت يافته اند تا به شکل گرافيت در آيند . در ضمن نتيجه سختي سنجي نمونه چدن سفيد با راکول C به قرار زير است: در قسمت نوک سختي نمونه 49.9 مي باشد . و قسمت وسط نمونه سختي 47.3 را به ما داد.هم چنين نتيجه سختي سنجي انتهاي قطعه 45.53 مي باشد
منبع: www.castingboys.blogfa.com
/خ