چدن مالیبل چیست؟ بررسی انواع و کاربردهای چدن چکش خوار

چدن مالیبل، یکی از انواع آلیاژهای آهنی با انعطاف‌پذیری بالا، مقاومت به ضربه و استحکام کششی خوب است که در صنایع مختلف جایگاه ویژه‌ای دارد. این نوع چدن که به چدن چکش خوار نیز معروف است، با انجام عملیات حرارتی خاص روی چدن سفید تولید می‌شود. این فرایند، به ساختار ریزدانه و گرافیت‌های کروی منجر می‌شود. به همین علت، چدن مذکور از دیگر انواع همچون چدن خاکستری، مقاوم‌تر و انعطاف‌پذیرتر است و در تولید قطعاتی مانند سیستم‌های تعلیق خودرو، قطعات ریلی، لوله‌کشی و قطعات ماشین‌آلات صنعتی کاربرد دارد.
در متالکست، ما به‌عنوان یکی از تیم‌های پیشرو در ریخته گری چدن تهران و سایر استان ها به صورت آنلاین با بهره‌گیری از فناوری‌های نوین و تیم متخصص خود، به تولید قطعات چدنی می‌پردازیم. شما می‌توانید با کلیک روی لینک و یا تماس با کارشناسان ما، از نحوه ثبت سفارش و همچنین دریافت اطلاعات مربوط به هزینه تولید مطلع شوید. تمرکز بر دانش روز و تولید باکیفیت‌ترین‌ها، از ویژگی‌های تیم متالکست است.
این مقاله توسط تیم متخصص متالکست در پاسخ به سؤال “چدن مالیبل چیست” و درک جایگاه آن در صنایع تدوین‌شده است. همراه ما باشید.

چدن مالیبل چیست؟

واژه چدن، به گروهی از آلیاژهای آهنی با کربن حدود %۲.۱۱ تا %۴.۵ و سیلیسیم تا ۳.۵% اطلاق می‌شود. چدن‌ها، با توجه به ریزساختاری که دارند و نحوه تولیدشان، انواع و ویژگی‌های متفاوتی دارند که یکی از آن‌ها چدن مالیبل است. برای اینکه به‌طور مفصل بدانید چدن چیست و چه انواعی دارد، می‌توانید با کلیک روی لینک، مقاله‌ای که در این خصوص نوشته‌شده است را مطالعه نمایید.
واژه “مالیبل” از کلمه لاتین “Malleable” به معنای “قابل‌انعطاف” و “شکل‌پذیر” گرفته شده است. این نوع چدن که چدن چکش خوار هم شناخته می‌شود، حاصل انجام عملیات حرارتی خاص بر روی چدن سفید است. درنتیجه این فرایند، خواص مکانیکی آن مانند انعطاف‌پذیری، مقاومت به ضربه و استحکام کششی بهبود می‌یابد.
چدن مالیبل به دلیل ساختار ریزدانه و گرافیت‌های کروی آن، دارای انعطاف‌پذیری بالاتر از چدن‌های معمولی مانند چدن خاکستری و چدن سفید است. چدن خاکستری نسبت به این نوع، شکننده‌تر است و مقاومت کمتری در برابر ضربه دارد. اما ازنظر ریخته‌گری به دلیل سیالیت بالا و قابلیت شکل‌پذیری مناسب در حالت مذاب، برای تولید قطعات پیچیده و بزرگ به کار می‌رود. ازاین‌رو، چدن خاکستری در مواردی که مقاومت به ضربه کم‌اهمیت‌تر است، مانند تولید بلوک‌های موتور و محفظه‌های ماشین‌آلات، کاربرد دارد. چدن خاکستری و علت کاربرد بالای آن در صنعت، مبحثی گسترده است که در این مقاله مجال پرداختن به آن نیست.

فرایند تولید

فرایند تولید چدن مالیبل ابتدا با تولید چدن سفید شروع می‌شود. چدن سفید دارای کربن در حالت کاربیدی است که منجر به سخت و شکننده شدن ساختار می‌شود. برای تبدیل چدن سفید به مالیبل، ابتدا آن را تحت عملیات حرارتی آنیل قرار می‌دهند. عملیات حرارتی این آلیاژ بسیار مهم است و باید به‌دقت انجام شود. زیرا خواص نهایی نوع مالیبل، به‌شدت به نحوه انجام این فرآیند وابسته است.
در حقیقت، این عملیات حرارتی دو مرحله دارد. در مرحله اول، چدن سفید تا دمای بالای ۹۴۰ درجه سانتی‌گراد حرارت دیده و به مدت ۳ تا ۲۰ ساعت در این دما نگه‌داشته می‌شود. در طول این حرارت‌دهی، کاربید آهن در چدن سفید، تجزیه شده و به گرافیت و آستنیت تبدیل می‌شود.
در مرحله دوم، عملیات حرارتی برای تغییر ریزساختار انجام می‌شود. بسته به نوع عملیات حرارتی در این مرحله، آستنیت تشکیل‌شده می‌تواند به فریت، پرلیت یا مارتنزیت تبدیل شود. این تغییرات در دمایی پایین‌تر از مرحله اول رخ می‌دهند و به نوع چدن مالیبل که قرار است تولید شود، وابسته است.

ترکیب شیمیایی

ترکیب شیمیایی چدن مالیبل مشابه چدن سفید است که به‌عنوان پایه اصلی آن استفاده می‌شود. در جدول زیر می‌توانید اطلاعات مربوط به ترکیب شیمیایی آن را ملاحظه فرمایید:

خواص مکانیکی

انواع چدن مالیبل به دلیل داشتن گرافیت‌های آزاد کروی، خواص مکانیکی بهتری نسبت به دیگر انواع ازجمله چدن خاکستری دارند. از ویژگی‌های برجسته این چدن‌ها می‌توان به انعطاف‌پذیری و چکش‌خواری خوب و همچنین مقاومت بالا در برابر ضربه اشاره کرد. برخی از این خواص عبارت‌اند از:

• انعطاف‌پذیری بالا: این آلیاژ به دلیل ساختار گرافیتی کروی خود، انعطاف‌پذیری بالایی دارد که امکان تغییر شکل آن در برابر بارگذاری‌های مکانیکی را بدون ایجاد ترک و شکست فراهم می‌کند.
• قابلیت ماشین‌کاری: یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های این چدن، قابلیت ماشین‌کاری است. به این معنا که می‌توان به‌راحتی آن را برش داد، ماشین‌کاری یا فرم‌دهی کرد.
• استحکام کششی خوب: استحکام کششی این چدن معمولاً بین ۳۵۰ تا ۴۵۰ مگاپاسکال است. این میزان استحکام، نشان‌دهنده این است که قطعه می‌تواند بارهای نسبتاً بالایی را تحمل کند.
• مقاومت به ضربه: این چدن در مقایسه با دیگر انواع، مقاومت بیشتری در برابر ضربه دارد.
• مقاومت به خستگی: به دلیل ساختار ریزدانه و توزیع یکنواخت گرافیت، چدن چکش خوار از مقاومت بالایی در برابر خستگی و بارهای متناوب و چرخه‌ای برخوردار است.
• سختی مناسب: چدن مذکور، درعین‌حال که انعطاف‌پذیر است، از سختی مناسبی نیز برخوردار است که باعث افزایش طول عمر قطعات در برابر سایش می‌شود.

انواع چدن مالیبل

چدن مالیبل با توجه به نوع عملیات حرارتی که دارد به دو نوع اصلی تقسیم می‌شود: چدن مغز سیاه و چدن مغز سفید. هرکدام از این دو ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند:

چدن مغز سفید

چدن مغز سفید، در اثر آنیل چدن سفید در اتمسفر غیر خنثی تولید می‌شود. در اثر آن، کربن از لایه‌های بیرونی قطعه حذف شده و در اثر این کربن‌زدایی، محتوای کربن در سطح کاهش می‌یابد. درصورتی‌که در مغز قطعه، کربن بیشتری باقی می‌ماند.
در این چدن، لایه بیرونی نرم و چکش‌خوار است و ماشین‌کاری آن ساده‌تر انجام می‌شود، اما مغز قطعه سخت و شکننده باقی می‌ماند که ممکن است در برخی کاربردها منجر به شکست شود.
از چدن مغز سفید معمولاً در قطعاتی که نیاز به انعطاف‌پذیری و قابلیت ماشین‌کاری سطحی دارند، استفاده می‌شود.

چدن مغز سیاه

عملیات حرارتی چدن مغز سیاه در اتمسفر خنثی انجام می‌شود. پس از انجام عملیات حرارتی، کربن به شکل دانه‌های کروی گرافیت در سراسر زمینه توزیع می‌شود. زمینه این نوع چدن می‌تواند فریتی یا پرلیتی باشد. با توجه به این ویژگی، چدن مغز سیاه انعطاف‌پذیری، مقاومت و ماشین‌کاری بالایی دارد. این نوع نسبت به نوع مغز سفید، می‌تواند تحت بار بیشتری قرار بگیرد بدون آنکه بشکند و برای کاربردهایی که نیازمند استحکام و انعطاف‌پذیری بالا هستند، مناسب است.

کاربرد چدن مالیبل

چدن چکش خوار به دلیل خواص مکانیکی مناسب در صنایع مختلف مورداستفاده قرار می‌گیرد. برخی از کاربردهای آن شامل موارد زیر می‌شوند:

• قطعات خودرو: مانند سیستم‌های تعلیق، محور و اتصالات.
• صنایع لوله‌سازی: برای تولید اتصالات و لوله‌های مقاوم به فشار در سیستم‌های لوله‌کشی.
• قطعات ماشین‌آلات صنعتی: مانند بوش‌ها، شافت‌ها و قطعات انتقال نیرو.
• قطعات ریلی: مانند چرخ‌ها و اتصالات.
• صنعت نفت و گاز: در سیستم‌های انتقال و پمپاژ صنایع نفت و گاز.

مقایسه چدن مالیبل با دیگر انواع چدن

در مقایسه با این نوع، چدن خاکستری به دلیل ساختار گرافیتی ورقه‌ای خود، شکننده‌تر است و مقاومت به ضربه پایینی دارد.
از سوی دیگر، چدن نشکن و چدن مالیبل، دو نوع خاص از چدن هستند که بسیاری از افراد آن‌ها را با هم مقایسه می‌کنند. در متالکست به‌تفصیل درباره چدن نشکن و خواص آن صحبت کرده‌ایم. بااین‌حال بررسی تفاوت‌های کلی این دو نوع می‌تواند به شما کمک کند. به‌طور خلاصه می‌توان گفت که چدن داکتیل نیز دارای گرافیت کروی است اما به دلیل ترکیب شیمیایی و فرآیند تولید متفاوت، انعطاف‌پذیری و مقاومت به خستگی کمتری نسبت به نوع چکش خوار دارد. همچنین، نوع مالیبل به دلیل ساختار ریزدانه خود، از مقاومت به ضربه و سایش بهتری برخوردار است.
درمجموع، می‌توان گفت که اگر به قطعات با انعطاف‌پذیری و قابلیت بالا نیاز دارید، چدن چکش خوار را انتخاب کنید. اگر به قطعه‌ای برای قرارگیری در معرض بارهای سنگین نیاز دارید، چدن نشکن استحکام بالاتری دارد و گزینه بهتری است.

ثبت سفارش تولید قطعات چدنی به متالکست

چدن مالیبل به دلیل خواص مکانیکی برجسته‌ای مانند چکش‌خواری و انعطاف‌پذیری بالا، مقاومت به ضربه و سایش و خواص خستگی خوب، یکی از بهترین گزینه‌ها برای تولید قطعات حساس و مقاوم است.
مجموعه متالکست، یکی از فعالان حوزه ریخته گری قطعات ازجمله قطعات چدنی است که با تکیه‌بر تجربه و تخصص در این حوزه، آماده ارائه خدمات به شماست. کارشناسان حرفه‌ای ما در متالکست، پاسخگوی سؤالات شما هستند. جهت دریافت مشاوره یا ثبت سفارش، از طریق شماره تلفن ۲۰۵۵ ۸۲۸۰ ۰۲۱ با ما تماس حاصل فرمایید.

سؤالات متداول