چگالی چدن؛ راهنمایی جامع برای صنعتگران

چدن به دلیل استحکام، دوام و قابلیت ریخته‌گری آسان، در صنایع مختلف کاربرد فراوانی دارد. اما در ورای این کاربردها، دنیایی از علم نهفته است که چگالی چدن را به عاملی کلیدی در عملکرد آن تبدیل می‌کند. این چگالی بر اساس محاسبات انجام شده چیزی حدود ۷۲۰۰ متر مکعب است. در ادامه این مقاله از گروه صنعتی متالکست با ما همراه باشید تا تفاوت وزن مخصوص با چگالی، چگالی انواع چدن، کاربرد وزن مخصوص فلزات و بررسی عمیق‌تر چگالی چدن و وزن مخصوص آن را بررسی کنیم.
متالکست ارائه دهنده انواع خدمات ریخته‌گری از جمله چدن است. اگر قصد سفارش یا اطلاع از هزینه ریخته گری چدن را دارید روی لینک صفحه خدمات ریخته گری چدن کلیک کنید.

چدن چیست؟ گشتی در میان خواص و مزایای این فلز سنگین

چدن یکی از آلیاژهای آهنی بوده که از آهن، کربن و سیلیسم تشکیل شده است. چدن‌ها به دلیل نقطه ذوب پایین، سیالیت بالا، تغییرشکل ناپذیری و مقاومت به سایش بالا، قابلیت ریخته‌گری آسان و… به‌عنوان موادی با قابلیت و کارایی بالا در مهندسی کاربرد دارند. در مقاله چدن چیست؛ می‌توانید اطلاعات بیشتری درباره جزئیات عناصر تشکیل دهنده این آلیاژ کسب کنید.

چگالی انواع چدن و عوامل موثر بر چگالی آنها

چدن، آلیاژی از آهن با کربن بیش از ۲ درصد است که به طور کلی به چهار دسته اصلی تقسیم می‌شود که چگالی هر کدام از آنها به نوع آن و همچنین مقدار کربن و سیلیسیم موجود در آن بستگی دارد.

• چدن خاکستری: چدن خاکستری رایج‌ترین نوع چدن است. چگالی چدن خاکستری بین ۷ تا ۷.۵ گرم بر سانتی متر مکعب بوده و حاوی ۲ تا ۴ درصد کربن و ۱ تا ۳ درصد سیلیسیم است. گرافیت موجود در چدن خاکستری به صورت ورقه‌ای استفاده شده و باعث ایجاد سطح شکست خاکستری رنگ می‌شود.
• چدن سفید: چگالی این نوع چدن بین ۷.۵ تا ۷.۸ گرم بر سانتی‌متر مکعب است. میزان کربن در این نوع چدن ۲ تا ۳.۵ درصد و سیلیسیم آن کمتر از ۱ درصد است. تقریبا تمام کربن در این نوع چدن به صورت کاربید آهن وجود دارد که باعث سختی و شکنندگی آن می‌شود.
• چدن داکتیل (مالیبل): چگالی چدن داکتیل ۷.۲ تا ۷.۵ گرم بر سانتی‌متر مکعب است. این نوع چدن شبیه به چدن خاکستری بوده، اما با عملیات حرارتی خاصی گرافیت موجود در آن به صورت کروی در می‌آید. این تغییر شکل گرافیت باعث افزایش چقرمگی و انعطاف‌پذیری چدن می‌شود.
• چدن داکتیل نشکن: چگالی چدن نشکن ۷.۴ تا ۷.۸ گرم بر سانتی‌متر مکعب است. این نوع چدن نیز شبیه به چدن داکتیل است، اما با افزودن مقادیر کمی منیزیم به مذاب، گرافیت کروی شکل مستقیما در حین ریخته گری چدن ایجاد می‌شود. این نوع چدن دارای خواص مکانیکی مشابه فولاد معمولی است و می‌توان با عملیات حرارتی آن را تغییر داد.

علاوه بر نوع چدن، مقدار کربن، سیلیسیم، شکل گرافیت و حضور عناصر آلیاژی نیز بر چگالی آن تاثیر می‌گذارند. به‌طورکلی، با افزایش مقدار کربن و عناصر آلیاژی مانند نیکل، کروم و مولیبدن، چگالی چدن افزایش می‌یابد، درحالی‌که افزایش مقدار سیلیسیم و وجود گرافیت کروی شکل به کاهش چگالی آن کمک می‌کند.

جزئیاتی که درباره چگالی چدن باید بدانید

چگالی چدن، وزن مخصوص یا وزن ویژه (specific weight) در فیزیک و شیمی با گاما نشان داده می‌شود و معیاری برای بیان کردن وزن یک ماده در واحد حجم آن است. وزن ویژه را معمولا بر اساس نیوتن بر مترمکعب و در سیستم انگلیسی بر اساس پوند بر فوت مکعب اعلام می‌کنند.
اگر علاقه‌مند به شناخت ویژگی‌های بیشتری از چدن هستید پیشنهاد می‌کنیم مقاله ریخته گری چدن را بخوانید.

تفاوت وزن مخصوص با چگالی چیست؟

در حقیقت تفاوت‌هایی بین وزن ویژه فلزات و چگالی آن‌ها وجود دارد. مهم‌ترین تفاوت بین وزن مخصوص فلزات و چگالی آن‌ها این است که چگالی هر فلز (مثلا چگالی فولاد یا چگالی چدن) در واقع نسبت جرم به حجم است نه نسبت وزن به حجم. درحالی‌که وزن مخصوص به شتاب گرانشی وابسته است و با تغییر مکان و عوض شدن شتاب گرانشی، مقدار آن ممکن است کاهش یا افزایش پیدا کند.
به همین دلیل چگالی هر ماده همواره و در هر شرایطی یکسان است؛ اما وزن مخصوص فلزات تغییرپذیر است و یک مقدار دائم و مطلق نیست. برای کسب اطلاعات بیشتر درباره چگالی فولاد، می‌توانید مقاله چگالی فولاد را مطالعه کنید.
از دیگر فاکتورهای دخیل در وزن مخصوص فلزات، دمای آن‌هاست. با افزایش یا کاهش دما، وزن ویژه فلزات نیز تغییر خواهد کرد. فشار نیز می‌تواند در مقدار وزن مخصوص دخیل باشد، اما تاثیر بسیار جزئی‌تر و کمتری در مقایسه با دو فاکتور دیگر دارد.

کاربرد وزن مخصوص فلزات چیست؟

آگاهی از وزن مخصوص فلزات فایده‌های بسیاری دارد که موارد زیر مهم‌ترین کاربردهای آن است:

• می‌توان از آن در مهندسی مکانیک و سیالات استفاده کرد.
• یکی دیگر از کاربردهای وزن مخصوص فلزات، کاربرد آن در ریخته گری است. با دانستن وزن مخصوص فلزات شما می‌توانید جرم یک فلز خاص در واحد حجم را محاسبه کرده و حجم و ابعاد قالب مورد استفاده خود را به درستی انتخاب کنید.
• به‌این‌ترتیب قادر خواهید بود مقدار دقیق و درستی از ماده مذاب را تخمین بزنید و در قالب مورد استفاده خود در ریخته گری بریزید. در این صورت اگر تنش‌های انقباضی رخ دهند، آسیبی به قطعه فلز شما نخواهد رسید.
• از دیگر کاربردهای وزن مخصوص فلزات می‌توان به محاسبه کردن وزن یک قطعه فلز با ابعاد و حجم مشخص اشاره کرد.

چگالی چدن و وزن مخصوص آن

چدن یکی دیگر از آلیاژهای آهن است. معمولا چدن را از جنس ترکیبی از آهن، کربن و سیلیسیم تهیه می‌کنند. البته گاهی مقدار کمی منگنز و گوگرد نیز به آن اضافه می‌نمایند. از ویژگی‌های بارز اکثر آلیاژهای چدن می‌توان به شکنندگی، سیالیت بالا، آسان بودن برای ریخته گری و مقاومت بالا در برابر خوردگی و سایش اشاره نمود. همین ویژگی‌ها هستند که باعث شده‌اند تا چدن و آلیاژهای آن بسیار محبوب و پرکاربرد باشند.
برای محاسبه چگالی چدن باید دقیقا مثل نحوه محاسبه وزن مخصوص فلزات دیگر، وزن آن را به حجم تقسیم کرده و وزن واحد حجم آن را به دست بیاوریم. میانگین وزن مخصوص چدن که توسط کارشناسان مربوطه محاسبه شده است معادل ۷۲۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب بوده و به این معناست که هر مترمکعب از این فلز ۷۲۰۰ کیلوگرم وزن دارد.
به‌طورکلی، گفته می‌شود که با کاهش یافتن مقدار کربن موجود در آلیاژهای چدن چگالی آن افزایش می‌یابد و برعکس، با افزایش میزان کربن چگالی کاهش خواهد یافت.

انواع چدن با چگالی استاندارد را از متالکست بخواهید

اطلاع از وزن مخصوص و چگالی فلزات و آلیاژهای مختلف، در کیفیت قطعات ریخته گری شده تاثیر مهم و به سزایی دارد. اما با توجه به این که مقدار عناصر موجود در آلیاژهای مختلف فلزات یکسان نیست، محاسبه وزن مخصوص فلزات و چگالی آن‌ها کار راحتی نیست و نیازمند تخصص است.
برای این که ریخته گری فلزات شما به صورت تخصصی و دقیق انجام شود، کافیست به ما اعتماد کنید. عکس نمونه کارهای ما در سایت موجود است و برای اطلاعات بیشتر نیز می‌توانید از ساعت ۸ صبح تا ساعت ۱۸ با شماره ۰۲۱۹۱۰۳۵۵۹۰ تماس گرفته و از کارشناسان متالکست کمک بگیرید و درباره جزئیات محاسبه هزینه اطلاعات بیشتری کسب کنید.

سوالات متداول