چدنهای سوزنی ( Acicular cast irons ) گروهی از چدنهای گرافیت دار هستند که استحکام بالایی دارند و در کاربردهایی که به مقاومت به سایش بالا نیاز دارد مورد استفاده قرار می‌گیرند .

انواع چدن سوزنی

برخی از انواع چدنهای سوزنی عبارت است از : Ac 42N ، Ac 46N ، Ac 50N ، Ac H 54 N ، Ac H 58 N ، Ac H 62 N ، Ac H 66 N ، Ac H 68 N ، Ac H 70 N ، Ac H 72 N ، Ac H 60 CN ، Ac H 62 CN ، Ac H 64 CN ، Ac H 66 CN ، Ac H 68 CN ، Ac H 70 CN ، Ac H 72 CN ، Ac H 74 CN و Ac H 76 CN [1] .

خواص چدنهای سوزنی (چدن ضد سایش)

چدن آسیکولار گروه خاصی از چدنها است که می‌تواند با خنک کردن سریع قطعه ریختگی یا از طریق عملیات حرارتی ایزوترمال ( Isothermal ) بدست آید . چدن های سوزنی ریختگی معمولا با افزودن مولیبدن و نیکل تولید می‌شوند . این نوع از چدنها استحکام بالایی را از خود نشان می‌دهند .

استحکام کششی و تسلیم این چدنها می‌تواند بطور قابل ملاحظه‌ای توسط عملیات تمپرینگ بهبود یابد . گزارش شده است که استحکام تسلیم آن‌ها پس از تمپرینگ به مقدار ۶۹۰ مگاپاسکال افزایش می‌یابد  [۲].

سخت‌ترین گریدهای چدنهای سوزنی دارای ریزساختار بینیتی – مارتنزیتی و گریدهای سوزنی نرم‌تر دارای زمینه بینیتی هستند . ریزساختارهای مارتنزیتی – بینیتی مورد نظر با فرآیندهای مختلف تمپرینگ حاصل می‌گردد . به دلیل هدایت حرارتی و چقرمگی کم این چدنها ، آن‌ها مقاومت کمی در برابر ترک‌های حرارتی دارند . این چدنها مقاومت به سایش بالایی دارند . مقاومت به سایش با افزایش سختی ، افزایش می‌یابد . عملیات حرارتی باعث بهبود مقاومت در برابر ترک خوردگی حرارتی می شود [۱] .

ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی چدنهای سوزنی (چدن مقاوم به سایش)

Ac 42N و Ac 46N : حاوی ۳.۲ تا ۳.۶ درصد کربن ، ۱.۲ تا ۲.۲ درصد سیلیسیم ، ۰.۱ تا ۰.۴ درصد منگنز ، ۰ تا ۰.۳ درصد کروم ، ۲.۲ تا ۳.۵ درصد نیکل ، ۰.۲ تا ۰.۸ درصد مولیبدن است . استحکام کششی ۵۰۰ تا ۸۰۰ N/mm^۲ و استحکام خمشی ۱۱۰۰ تا ۱۳۰۰ N/mm^۲ [۱] .

Ac 50N : حاوی ۳.۲ تا ۳.۶ درصد کربن ، ۱.۲ تا ۲.۲ درصد سیلیسیم ، ۰.۱ تا ۰.۴ درصد منگنز ، ۰.۲ تا ۰.۵ درصد کروم ، ۲.۲ تا ۳.۵ درصد نیکل ، ۰.۲ تا ۰.۸ درصد مولیبدن است .

استحکام کششی چدنهای سوزنی Ac 50N ، ۴۰۰ تا ۵۰۰ N/mm^۲ و استحکام خمشی آن‌ها ۱۱۰۰ تا ۱۳۰۰ N/mm^۲ است [۱] .

Ac H 54 N : حاوی ۳.۲ تا ۳.۶ درصد کربن ، ۱.۲ تا ۲.۰ درصد سیلیسیم ، ۰.۱ تا ۰.۴ درصد منگنز ، ۰.۲ تا ۰.۸ درصد کروم ، ۲.۴ تا ۳.۸ درصد نیکل ، ۰.۲ تا ۰.۸ درصد مولیبدن است . استحکام کششی ۴۰۰ تا ۵۰۰ N/mm^۲ و استحکام خمشی ۱۱۰۰ تا ۱۳۰۰ N/mm^۲ [۱] .

چدنهای سوزنی Ac H 58 N : حاوی ۳.۲ تا ۳.۶ درصد کربن ، ۱.۱ تا ۱.۸ درصد سیلیسیم ، ۰.۲ تا ۰.۶ درصد منگنز ، ۰.۲ تا ۰.۸ درصد کروم ، ۲.۴ تا ۳.۸ درصد نیکل ، ۰.۲ تا ۰.۸ درصد مولیبدن است . استحکام کششی ۴۰۰ تا ۵۰۰ N/mm^۲ و استحکام خمشی ۹۰۰ تا ۱۱۰۰ N/mm^۲ [۱] .

ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی سایر چدنهای مقاوم به سایش

Ac H 62 N : حاوی ۳.۲ تا ۳.۶ درصد کربن ، ۱.۱ تا ۱.۸ درصد سیلیسیم ، ۰.۲ تا ۰.۶ درصد منگنز ، ۰.۲ تا ۰.۸ درصد کروم ، ۲.۶ تا ۴.۲ درصد نیکل ، ۰.۲ تا ۱ درصد مولیبدن است . استحکام کششی این چدنهای سوزنی برابر با ۴۰۰ تا ۵۰۰ N/mm^۲ و استحکام خمشی آن‌ها ۹۰۰ تا ۱۱۰۰ N/mm^۲ است [۱] .

Ac H 66 N : حاوی ۳.۲ تا ۳.۶ درصد کربن ، ۱.۱ تا ۱.۸ درصد سیلیسیم ، ۰.۲ تا ۰.۸ درصد منگنز ، ۰.۳ تا ۱ درصد کروم ، ۲.۶ تا ۴.۲ درصد نیکل ، ۰.۲ تا ۱ درصد مولیبدن است . استحکام کششی ۴۰۰ تا ۵۰۰ N/mm^۲ و استحکام خمشی ۹۰۰ تا ۱۱۰۰ N/mm^۲ [۱] .

چدنهای سوزنی Ac H 68 N : حاوی ۳.۲ تا ۳.۶ درصد کربن ، ۱.۱ تا ۱.۸ درصد سیلیسیم ، ۰.۲ تا ۰.۸ درصد منگنز ، ۰.۳ تا ۱ درصد کروم ، ۲.۶ تا ۴.۲ درصد نیکل ، ۰.۲ تا ۱ درصد مولیبدن است . استحکام کششی ۳۰۰ تا ۴۵۰ N/mm^۲ و استحکام خمشی ۷۵۰ تا ۹۵۰ N/mm^۲ [۱] .

Ac H 70 N : حاوی ۳.۲ تا ۳.۶ درصد کربن ، ۱.۰ تا ۱.۸ درصد سیلیسیم ، ۰.۲ تا ۰.۸ درصد منگنز ، ۰.۴ تا ۱.۲ درصد کروم ، ۰.۴ تا ۱.۲ درصد نیکل ، ۰.۲ تا ۱ درصد مولیبدن است . استحکام کششی این چدنهای سوزنی برابر با ۳۰۰ تا ۴۵۰ N/mm^۲ و استحکام خمشی آن‌ها ۷۵۰ تا ۹۵۰ N/mm^۲ است [۱] .

ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی سایر گریدهای چدن آسیکولار

Ac H 72 N : حاوی ۳.۲ تا ۳.۶ درصد کربن ، ۱.۰ تا ۱.۸ درصد سیلیسیم ، ۰.۲ تا ۰.۸ درصد منگنز ، ۰.۴ تا ۱.۲ درصد کروم ، ۲.۶ تا ۴.۲ درصد نیکل ، ۰.۲ تا ۱ درصد مولیبدن است . استحکام کششی ۳۰۰ تا ۴۵۰ N/mm^۲ و استحکام خمشی ۷۵۰ تا ۹۵۰ N/mm^۲ [۱] .

چدنهای سوزنی Ac H 60 CN ، Ac H 62 CN ، Ac H 64 CN ، Ac H 66 CN ، Ac H 68 CN و Ac H 70 CN : حاوی ۳.۲ تا ۳.۶ درصد کربن ، ۱.۰ تا ۱.۸ درصد سیلیسیم ، ۰.۲ تا ۰.۷ درصد منگنز ، ۰.۳ تا ۰.۹ درصد کروم ، ۲.۶ تا ۴.۲ درصد نیکل ، ۰.۲ تا ۱ درصد مولیبدن است [۱] .

Ac H 72 CN و Ac H 74 CN : حاوی ۳.۲ تا ۳.۶ درصد کربن ، ۱.۰ تا ۱.۸ درصد سیلیسیم ، ۰.۲ تا ۰.۷ درصد منگنز ، ۰.۳ تا ۱.۱ درصد کروم ، ۲.۶ تا ۴.۲ درصد نیکل ، ۰.۲ تا ۱ درصد مولیبدن است [۱] .

چدنهای سوزنی Ac H 76 CN : حاوی ۳.۲ تا ۳.۶ درصد کربن ، ۱.۰ تا ۱.۸ درصد سیلیسیم ، ۰.۲ تا ۰.۷ درصد منگنز ، ۰.۴ تا ۱.۲ درصد کروم ، ۲.۶ تا ۴.۲ درصد نیکل ، ۰.۲ تا ۱ درصد مولیبدن است [۱] .

کاربرد چدن سوزنی

به دلیل استحکام بالای این چدنها ، از آن‌ها در کاربردهای مقاوم در برابر سایش استفاده می‌شود . یکی از موارد استفاده از چدن سوزنی در غلتک‌ها ( Rolls ) است [۱] .

شکل زیر یک غلتک از جنس چدن داکتیل سوزنی ( گروهی از چدنهای سوزنی ) را به همراه ساختار آن نشان می‌دهد [۳] . این چدن یک چدن مقاوم به سایش یا چدن ضد سایش است .

• 

غلتک چدن گرافیت کروی سوزنی و ساختار آن [۳] .

چدنهای سوزنی گروهی از چدنها هستند که استحکام بسیار بالایی دارند . چدن سوزنی نوعی چدن ضد سایش یا چدن مقاوم به سایش است . این چدن در کاربردهای ضد سایش مورد استفاده قرار می‌گیرد .

منابع

[۱]         “http://csroll.com/index.php/en/products/grades/ac-acicular-rolls.” .

[۲]         S. M. Mostafavi Kashani and S. M. A. Boutorabi, “As-cast acicular ductile aluminum cast iron,” J. Iron Steel Res. Int., vol. 16, no. 6, pp. 23–۲۸, Jun. 2009.

[۳]         “http://www.hktxgy.com/page114?product_id=126.” .