چدن مالیبل (چکش خوار) چیست؟

 چدن‌ها از آلیاژهای پایه آهنی هستند که درصد کربن آن‌ها از 2/14% فراتر می‌رود. این آلیاژ آهنی انواع مختلفی دارد که یکی از مهم‌ترین آن‌ها، چدن مالیبل یا چکش خوار (Malleable Cast Iron) است. این چدن به دلیل مقاومت بالا و همین‌طور قابلیت فرم‌پذیری و چقرمگی مطلوبی که دارد، طرفداران بسیاری پیدا کرده است. درواقع، چدن مالیبل مشخصات مکانیکی مناسبی داشته و قابلیت ماشین‌کاری آن در سطح بالایی قرار دارد. ضمن‌اینکه استفاده از این چدن مربوط به دهه‌های اخیر نمی‌شود و تاریخچه به‌کارگیری آن، به اوایل قرن چهارم قبل از میلاد بازمی‌گردد. در ادامه اطلاعات کافی درباره ماهیت چدن مالیبل (چکش خوار) و همین‌طور انواع و کاربردهای آن آورده شده است. سقف‌ کاذب چیست؟

چدن مالیبل چیست؟

چدن مالیبل (چکش خوار) شامل گروهی از چدن‌های کم ‌آلیاژی یا غیرآلیاژی می‌شود که فرآیند حرارتی آنیل را گذرانده‌اند. درواقع، کربن در حین فرآیند ریخته‌گری با آهن آلات به‌شکل ترکیبی منجمد شده که این وضعیت به شکل‌گیری چدن سفید ختم می‌شود. این چدن هم باید در یک پروسه حرارتی قرار بگیرد تا نهایتا، کربن به حالت گرافیت جوانه زده و شروع به رشد کند. در جریان این عملیات، شاهد تغییر ساختار آن از حالت ترد و شکننده به‌حالت چکش خوار هستیم. ضمن‌اینکه کربن در چنین ساختاری یک شکل کلوخه‌ای از گرافیت و اشکال نامنظم دارد. بنابراین، چدن چکش خوار دارای کلوخه‌های گرافیتی است که مشابه برفک هستند. این چدن باتوجه‌به ساختارش از مقاومت کششی بالایی برخوردار است و درعین‌حال، قابلیت شکل‌پذیری مناسبی هم دارد.

عناصر تشکیل دهنده چدن مالیبل

از عناصر تشکیل دهنده چدن مالیبل می‌توان به مس، تلوریم، بیسموت، نیکل و بور اشاره کرد. همچنین، عناصر مهمی مانند کلسیم، باریم و تیتانیوم به‌علت ایجاد پایداری و قدرت گرافیت‌زایی در چدن به‌ترکیب آن اضافه نمی‌شوند. عناصر وانادیوم، قلع و کروم هم که فرآیند گرافیت‌زایی را به‌تعویق می‌اندازند، عملا در چرخه تولید چدن چکش‌خوار کاربردی ندارند. لازم‌به ذکر است که افزایش عناصر مس و مولیبدن منجربه تقویت مقاومت آن در برابر خوردگی می‌شود و همین‌طور در مرحله بازپخت موجبات کاهش تردی چدن را فراهم می‌کند. به‌علاوه، مولیبدن به‌خاطر پایداری در کاربید باعث افزایش زمان فرآیند حرارتی آنیلینگ می‌شود.

انواع چدن مالیبل

چدن مالیبل ازنظر ترکیب شیمیایی، زمان، دما و اتمسفر بازپخت انواع مختلفی دارد که این خصوصیات سبب ایجاد خواص و ریزساختاری مختلف می‌شود. با توجه‌به این موضوع، چدن چکش خوار یا مالیبل را به‌دسته‌های زیر تقسیم می‌کنند:

• چدن مالیبل مغز سفید

چنانچه عملیات حرارتی بر روی چدن سفید در محوطه‌ای اکسیدکننده صورت بگیرد، کربن سطح سوخته و به‌شکل گاز خارج می‌شود. درنهایت، کربن حاضر در لایه‌های پایین‌تر به‌طرف سطح قطعه واردشده و چدنی را به وجود می‌آورند که سطح شکست آن سفیدرنگ است. همچنین، ریزساختار چدن مالیبل مغز سفید به‌شکل واحدهای کوچکی از پرلیت و کربن درون زمینه فریتی درمی‌آید. سه ناحیه در داخل این ریزساختار شامل ناحیه سطحی با فریت خالص، ناحیه میانی با فریت، پرلیت و کربن و همین‌طور، ناحیه هسته با فریت، پرلیت و کربن تمپرشده قابل مشاهده است. این چدن نسبت به مدل مغز سیاه، کربن بیشتر و سیلسیوم کمتری دارد.

•  چدن مالیبل مغز سیاه

اگر عملیات حرارتی را در اتمسفر خنثی انجام دهند، چدنی با گرافیت‌های تقریبا کروی‌شکل در سبک فریتی حاصل می‌شود. این چدن دارای سطح مقطع شکست سیاه رنگی است؛ به‌همین‌دلیل، با نام چدن مالیبل مغز سیاه شناخته می‌شود. ضمنا، ساختار چدن مغز سیاه می‌تواند از نوع فریتی یا پرلیتی باشد. مدل پرلیتی، سخت‌تر و شکننده‌تر است؛ درصورتی‌که مدل فریتی نرمی و انعطاف‌پذیری بالاتری دارد. ضمن‌اینکه هر دو با بازپخت در اتمسفر غیرکربن‌زدایی به‌وجود می‌آیند. درهرحال، این چدن مغز سیاه در مواردی همچون ساخت قطعات ریخته‌گری با کارکرد ضربه نظیر قطعات خودروها و اتصالات لوله‌ها به‌کار گرفته می‌شوند.

کاربردهای چدن مالیبل

این چدن باتوجه‌به خصوصیات شیمیایی و مکانیکی مناسبی که دارد، در بسیاری از حوزه‌های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در قسمت زیر، با مهم‌ترین کاربردهای چدن مالیبل آشنا می‌شوید:

• اتصالات الکتریکی
• تجهیزات کشاورزی
• قطعات ماشین‌آلات
• اتصالات لوله و واشر
• صنعت چاپ و کاغذسازی
• ابزارهای دستی و براکت‌ها
• سخت‌افزار خط برق و معدن
• سیستم‌های سرمایشی و گرمایشی

چدن چکش‌خوار مقاوم و کاربردی در صنایع مختلف

چدن مالیبل یا همان چدن چکش‌خوار یکی از چدن‌های پرمصرف دنیای صنعت است که در مدل‌های مغز سفید و مغز سیاه تولید و عرضه می‌شود. از انواع چدن چکش خوار یا مالیبل با‌توجه‌به مشخصات فنی که دارد می‌توان در حوزه‌های مختلف صنعتی، از صنعت حمل‌ و نقل گرفته تا صنعت چاپ، کاغذسازی و کشاورزی استفاده بهینه کرد. درواقع، مقاومت مناسب چدن‌های مالیبل در برابر ضربه و ماشین‌کاری عالی که دارند، موجب استفاده گسترده از آن‌ها در صنایع مختلف را فراهم کرده است. به‌علاوه از این چدن مقاوم و درعین‌حال منعطف، می‌توان در سیستم‌های تهویه مطبوع و عایق‌های الکتریکی نیز بهره گرفت. به‌طورکلی، این چدن یکی از مواد پایه‌ای صنعتگران از دیرباز تا به امروز بوده است و ضریب اطمینان بالایی دارد.