چدن های مقاوم به حرارت در قالب شمش ریزی

چدن های مقاوم به حرارت در قالب شمش ریزی

برای ریخته گری قطعات چدنی ، چدن های مورد نیاز بررسی کاربرد های بحرانی و حساس مهندسی در دماهای بالا باید خواص مکانیکی خوب در دماهی بالا، پایداری در ساختار و مقاومت به اکسیداسیون را از خود نشان دهند. چدن های خاکستری غیر آلیاژی می توانند به طور رضایت بخشی تا حدود 500 درجه سانتی گراد به عنوان شبکه های مقاوم در برابر حرارت، پشت بندی حرارتی و میله ای مشبک به کار برده شوند. عناصر افزودنی با مقادیر کم cr  و  mo  کاربری مهندسی آنها را در شرایط بحرانی اصلاح می کند.

استفاده از چدن خاکستری گرافیت لایه ای با هدایت حرارتی بالا می تواند تنش های حرارتی را به حداقل برساند. به طور مثال در قالب های شمش ریزی در سطح بین فلز و قالب در طول شمش ریز دمای موضعی معادل 800 – 900 درجه است و اختلاف دمای قالب می تواند متجاوز از 300 درجه بوده و چرخه حرارتی شدیدی را سبب شود.خسارت و آسیب های وارده به قالب خود را به شکل ترک های بزرگ و عمیق آشکار می کند که این ترک ها در اثر اکسیداسیون و تغییر در ساختار است.

زمینه فریتی – پرلیتی  در این حالت آستنیته گشته و در هر شکل پرلیت های ریزتری تولید می کند. اکسیداسیون در سطوح داخلی پیشرفته و توسط کربن زدایی و پوسته زدگی دنبال می شود. با آلیاژ کردن توسط  mn عمر قالب را می توان حدود 20 – 40 % افزایش  داد. در این حالت پرلیت تبدیل به فریتی + کربن آزاد ( این کربن آزاد جذب گرافیت ها شده و زمینه فقط فریتی می شود) می شود بلکه پرلیت به شکل فریت + سمنتیت کروی در می آید.

روش دیگری که اخیرا استفاده می شود به کار گیری چدن های گرافیت فشرده است که با ترکیبی از خصوصیات اشاره شده در جدول قالبی محکم تر از قبل قالب های چدن خاکستری و مقاومت بیشتر به اعواج و خمیدگی بهتر از قالب های چدن با گرافیت های کرومی را داراست.

چدن های گرافیت کروی در مقایسه با چدن و گرافیت لایه ای از هدایت حرارتی پایینی برخوردار است و مقاومت به کششی بالایی دارند. گرچه درجه نهایی گرافیت کروی شیب حرارتی بالا باعث افزایش تنش های حرارتی وارده می شود ولی این قالب های با جنس گرافیت کروی خیلی مقاوم تر به ترک هستند. در هر حال حد تسلیم و مقاومت آن ها در تنش حرارتی بالا کافی نیست.