कास्ट फलाम२% भन्दा बढी कार्बन सामग्री भएको फलाम-कार्बन मिश्र धातुहरूको समूह हो।यसको उपयोगिता यसको अपेक्षाकृत कम पग्लने तापक्रमबाट प्राप्त हुन्छ।भाँचिएको बेला मिश्र धातुका घटकहरूले यसको रंगलाई असर गर्छ: सेतो कास्ट आइरनमा कार्बाइड अशुद्धता हुन्छ जसले क्र्याकहरूलाई सीधा पार गर्न अनुमति दिन्छ, खैरो कास्ट आइरनमा ग्रेफाइट फ्लेक्सहरू हुन्छन् जसले गुजरिरहेको क्र्याकलाई विचलित गर्दछ र सामग्री फुट्दा अनगिन्ती नयाँ दरारहरू सुरु गर्दछ, र डक्टाइल कास्ट आइरन गोलाकार हुन्छ। ग्रेफाइट "नोड्युल" जसले क्र्याकलाई थप प्रगति हुनबाट रोक्छ।

1.8 देखि 4 wt% सम्मको कार्बन (C) र सिलिकन (Si) 1-3 wt% कास्ट आइरनका मुख्य मिश्र धातु तत्वहरू हुन्।कम कार्बन सामग्री भएको फलामको मिश्र धातुलाई स्टील भनिन्छ।

कास्ट आइरन भंगुर हुन जान्छ, निन्दनीय कास्ट आइरन बाहेक।यसको अपेक्षाकृत कम पिघलने बिन्दु, राम्रो तरलता, castability, उत्कृष्ट machinability, विरूपण प्रतिरोध र पहिरन प्रतिरोध संग, कास्ट फलाम अनुप्रयोग को एक विस्तृत श्रृंखला संग एक ईन्जिनियरिङ् सामाग्री भएको छ र पाइप, मेशिन र मोटर वाहन उद्योग भागहरु, जस्तै सिलिन्डर मा प्रयोग गरिन्छ। हेड, सिलिन्डर ब्लक र गियरबक्स केसहरू।यो ओक्सीकरण द्वारा क्षति प्रतिरोधी छ।

सबैभन्दा प्रारम्भिक कास्ट-फलामका कलाकृतिहरू ईसापूर्व 5 औं शताब्दीको हो, र पुरातत्वविद्हरूले अहिले चीनको जियाङ्सुमा फेला पारेका थिए।कास्ट आइरन पुरातन चीनमा युद्ध, कृषि र वास्तुकलाको लागि प्रयोग गरिन्थ्यो।15 औं शताब्दीको दौडान, बरगन्डी, फ्रान्स र इङ्गल्याण्डमा सुधारको क्रममा कास्ट आयरन तोपको लागि प्रयोग भयो।तोपको लागि प्रयोग हुने कास्ट आइरनको मात्रालाई ठूलो मात्रामा उत्पादन चाहिन्छ। पहिलो कास्ट-फलामको पुल 1770 को दशकमा अब्राहम डार्बी III द्वारा निर्माण गरिएको थियो, र इङ्गल्याण्डको श्रोपशायरमा रहेको फलामको पुल भनेर चिनिन्छ।भवन निर्माणमा पनि कास्ट आइरन प्रयोग गरिएको थियो।

मिश्र धातु तत्वहरू

कास्ट आइरनको गुणहरू विभिन्न मिश्र धातु तत्वहरू, वा मिश्र धातुहरू थपेर परिवर्तन गरिन्छ।कार्बनको छेउमा, सिलिकन सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण मिश्र धातु हो किनभने यसले कार्बनलाई समाधानबाट बाहिर निकाल्छ।सिलिकनको कम प्रतिशतले कार्बनलाई फलामको कार्बाइड बनाउने र सेतो कास्ट आइरनको उत्पादनलाई समाधानमा रहन अनुमति दिन्छ।सिलिकनको उच्च प्रतिशतले कार्बनलाई ग्रेफाइट बनाउने घोलबाट बाहिर निकाल्छ र ग्रे कास्ट आइरन उत्पादन गर्छ।अन्य मिश्रित एजेन्टहरू, म्यांगनीज, क्रोमियम, मोलिब्डेनम, टाइटेनियम र भ्यानेडियमले सिलिकनलाई प्रतिरोध गर्दछ, कार्बनको अवधारणलाई बढावा दिन्छ, र ती कार्बाइडहरूको गठन गर्दछ।निकेल र तामाले बल, र मेशिनिबिलिटी बढाउँछ, तर ग्रेफाइटको मात्रा परिवर्तन गर्दैन।ग्रेफाइटको रूपमा कार्बनले नरम फलामको परिणाम दिन्छ, संकुचन घटाउँछ, बल कम गर्छ, र घनत्व घटाउँछ।सल्फर, ठूलो मात्रामा एक दूषित पदार्थ जब उपस्थित हुन्छ, फलाम सल्फाइड बनाउँछ, जसले ग्रेफाइटको गठनलाई रोक्छ र कठोरता बढाउँछ।सल्फरको समस्या यो हो कि यसले पग्लिएको कास्ट आइरनलाई चिसो बनाउँछ, जसले दोषहरू निम्त्याउँछ।सल्फरको प्रभावहरूको सामना गर्न, म्यांगनीज थपिएको छ किनभने दुईवटा फलाम सल्फाइडको सट्टा म्याङ्गनीज सल्फाइडमा परिणत हुन्छन्।म्यांगनीज सल्फाइड पग्लिएको भन्दा हल्का हुन्छ, त्यसैले यो पिघलबाट बाहिर र स्ल्यागमा तैरिन्छ।सल्फरलाई बेअसर गर्न आवश्यक म्यांगनीजको मात्रा 1.7 × सल्फर सामग्री + 0.3% हो।यदि म्यांगनीजको यो भन्दा बढी मात्रा थपियो भने, म्यांगनीज कार्बाइड बनाउँछ, जसले कठोरता र चिसो बढाउँछ, खैरो फलाम बाहेक, जहाँ म्यांगनीजको 1% सम्म शक्ति र घनत्व बढ्छ।

निकेल सबैभन्दा सामान्य मिश्र धातु तत्वहरू मध्ये एक हो किनभने यसले मोती र ग्रेफाइट संरचनालाई परिष्कृत गर्दछ, कठोरता सुधार गर्दछ, र खण्ड मोटाई बीचको कठोरता भिन्नताहरू बाहिर निकाल्छ।क्रोमियम थोरै मात्रामा नि:शुल्क ग्रेफाइट कम गर्न, चिल उत्पादन गर्न, र यो एक शक्तिशाली कार्बाइड स्टेबिलाइजर भएको कारण थपिन्छ।निकल अक्सर संयोजन मा थपिएको छ।0.5% क्रोमियमको विकल्पको रूपमा टिनको सानो मात्रा थप्न सकिन्छ।चिसो कम गर्न, ग्रेफाइटलाई परिष्कृत गर्न र तरलता बढाउन ०.५-२.५% को क्रममा तामालाई लाडल वा भट्टीमा हालिन्छ।चिल बढाउन र ग्रेफाइट र मोतीको संरचनालाई परिष्कृत गर्न मोलिब्डेनम ०.३-१% को क्रममा थपिन्छ;यो अक्सर निकल, तामा, र क्रोमियम संग संयोजन मा जोडिएको छ उच्च शक्ति फलाम बनाउन।टाइटेनियम एक degasser र deoxidizer रूपमा थपिएको छ, तर यसले तरलता पनि बढाउँछ।०.१५–०.५% भ्यानेडियम सिमेन्टाइटलाई स्थिर गर्न, कठोरता बढाउन र पहिरन र तातो प्रतिरोध बढाउन कास्ट आइरनमा थपिन्छ।०.१–०.३% जिरकोनियमले ग्रेफाइट बनाउन, डिअक्सिडाइज गर्न र तरलता बढाउन मद्दत गर्छ।

निन्दनीय फलाम पग्लिएको अवस्थामा, ०.००२–०.०१% को स्केलमा बिस्मुथ थपिन्छ, कति सिलिकन थप्न सकिन्छ।सेतो फलाममा, बोरोनलाई निन्दनीय फलामको उत्पादनमा मद्दत गर्न थपिन्छ।यसले बिस्मथको मोटोपन प्रभावलाई पनि कम गर्छ।

खैरो कास्ट फलाम

खैरो कास्ट आइरन यसको ग्राफिक माइक्रोस्ट्रक्चर द्वारा विशेषता हो, जसले सामग्रीको फ्र्याक्चरलाई खैरो उपस्थितिको कारण बनाउँछ।यो सबैभन्दा सामान्य रूपमा प्रयोग हुने कास्ट आइरन हो र वजनमा आधारित सबैभन्दा व्यापक रूपमा प्रयोग हुने कास्ट सामग्री हो।अधिकांश कास्ट आइरनमा २.५–४.०% कार्बन, १–३% सिलिकन र बाँकी फलामको रासायनिक संरचना हुन्छ।खैरो कास्ट आइरनमा स्टीलको तुलनामा कम तन्य शक्ति र झटका प्रतिरोध हुन्छ, तर यसको कम्प्रेसिभ बल कम र मध्यम-कार्बन स्टीलसँग तुलना गर्न सकिन्छ।यी मेकानिकल गुणहरू माइक्रोस्ट्रक्चरमा उपस्थित ग्रेफाइट फ्लेक्सको आकार र आकारद्वारा नियन्त्रित हुन्छन् र ASTM द्वारा दिइएको दिशानिर्देशहरू अनुसार विशेषता गर्न सकिन्छ।

सेतो कास्ट फलाम

सेतो कास्ट आइरनले सिमेन्टाइट भनिने आइरन कार्बाइड अवक्षेपणको उपस्थितिको कारणले सेतो भाँचिएको सतहहरू देखाउँछ।कम सिलिकन सामग्री (ग्राफिटाइजिंग एजेन्ट) र छिटो शीतलन दरको साथ, सेतो कास्ट आइरनमा रहेको कार्बन मेटास्टेबल फेज सिमेन्टाइट, Fe को रूपमा पग्लिन्छ।₃C, ग्रेफाइट भन्दा।सिमेन्टाइट जो पिघलबाट निस्कन्छ अपेक्षाकृत ठूला कणहरूको रूपमा बनाउँछ।फलामको कार्बाइड निस्कने क्रममा, यसले मूल पिघलबाट कार्बनलाई फिर्ता लिन्छ, मिश्रणलाई युटेक्टिकको नजिकको तर्फ लैजान्छ, र बाँकी चरण तल्लो फलाम-कार्बन अस्टेनाइट हो (जुन चिसो हुँदा मार्टेन्साइटमा परिणत हुन सक्छ)।यी eutectic कार्बाइडहरू धेरै ठूला हुन्छन् जसलाई पर्सिपिटेशन हार्डनिङ भनिन्छ (केही स्टिलहरूमा जस्तै, जहाँ धेरै साना सिमेन्टाइट अवक्षेपहरूले शुद्ध फलामको फेराइट म्याट्रिक्सको माध्यमबाट विस्थापनको आन्दोलनलाई रोकेर [प्लास्टिक विकृति] रोक्न सक्छ)।बरु, तिनीहरूले कास्ट आयरनको बल्क कठोरतालाई तिनीहरूको आफ्नै धेरै उच्च कठोरता र तिनीहरूको पर्याप्त मात्रा अंशको आधारमा बढाउँछन्, जस्तै कि बल्क कठोरता मिश्रणको नियमद्वारा अनुमानित गर्न सकिन्छ।कुनै पनि अवस्थामा, तिनीहरू कठोरताको खर्चमा कठोरता प्रस्ताव गर्छन्।कार्बाइडले सामग्रीको ठूलो अंश बनाउँछ, सेतो कास्ट आइरनलाई उचित रूपमा सेर्मेटको रूपमा वर्गीकृत गर्न सकिन्छ।सेतो फलाम धेरै संरचनात्मक घटकहरूमा प्रयोगको लागि धेरै भंगुर छ, तर राम्रो कठोरता र घर्षण प्रतिरोध र तुलनात्मक रूपमा कम लागतको साथ, यसले स्लरी पम्पहरू, शेल लाइनरहरू र बलमा लिफ्टर बार्सको पहिरन सतहहरू (इम्पेलर र भोल्युट) जस्ता अनुप्रयोगहरूमा प्रयोग गर्दछ। मिलहरू र अटोजेनस ग्राइन्डिङ मिलहरू, कोइला पल्भराइजरहरूमा बलहरू र औंठीहरू, र ब्याकहोको खन्ने बाल्टिनको दाँत (यद्यपि यस अनुप्रयोगको लागि कास्ट मध्यम-कार्बन मार्टेन्सिटिक स्टिल बढी सामान्य छ)।

बाक्लो कास्टिङलाई सेतो ढाल फलामको रूपमा पग्लिएको बलियो बनाउनको लागि छिटो चिसो गर्न गाह्रो छ।यद्यपि, छिटो चिसो सेतो कच्चा फलामको खोललाई बलियो बनाउन प्रयोग गर्न सकिन्छ, त्यसपछि बाँकी बिस्तारै चिसो भएर खैरो कास्ट आइरनको कोर बनाउँछ।परिणामस्वरूप कास्टिङ, भनिन्छ aचिसो कास्टिङ, अलि कडा भित्री भागको साथ कडा सतहको फाइदाहरू छन्।

उच्च-क्रोमियम सेतो फलाम मिश्रहरूले ठूलो कास्टिङहरू (उदाहरणका लागि, 10-टन इम्पेलर) बालुवा कास्ट गर्न अनुमति दिन्छ, किनकि क्रोमियमले सामग्रीको ठूलो मोटाईको माध्यमबाट कार्बाइडहरू उत्पादन गर्न आवश्यक शीतलन दर घटाउँछ।क्रोमियमले प्रभावशाली घर्षण प्रतिरोधको साथ कार्बाइडहरू पनि उत्पादन गर्दछ।यी उच्च-क्रोमियम मिश्रहरूले क्रोमियम कार्बाइडहरूको उपस्थितिमा तिनीहरूको उच्च कठोरतालाई श्रेय दिन्छ।यी कार्बाइडहरूको मुख्य रूप eutectic वा प्राथमिक M हो₇C₃कार्बाइडहरू, जहाँ "M" ले फलाम वा क्रोमियमलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ र मिश्र धातुको संरचनाको आधारमा भिन्न हुन सक्छ।युटेटिक कार्बाइडहरू खोक्रो हेक्सागोनल रडहरूको बन्डलको रूपमा बन्छन् र हेक्सागोनल बेसल प्लेनमा लम्बवत बढ्छन्।यी कार्बाइडहरूको कठोरता 1500-1800HV को दायरा भित्र छ।

निन्दनीय कास्ट आयरन

निन्दनीय फलाम सेतो फलाम कास्टिङको रूपमा सुरु हुन्छ जसलाई एक वा दुई दिनको लागि लगभग 950 °C (1,740 °F) मा तातो उपचार गरिन्छ र त्यसपछि एक वा दुई दिनमा चिसो गरिन्छ।फलस्वरूप, फलामको कार्बाइडमा रहेको कार्बन ग्रेफाइट र फेराइट प्लस कार्बन (अस्टेनाइट) मा परिणत हुन्छ।ढिलो प्रक्रियाले सतह तनावलाई फ्लेक्सको सट्टा गोलाकार कणहरूमा ग्रेफाइट बनाउन अनुमति दिन्छ।तिनीहरूको तल्लो पक्ष अनुपातको कारण, स्फेरोइडहरू तुलनात्मक रूपमा छोटो र एकअर्काबाट टाढा छन्, र प्रपोगिङ क्र्याक वा फोनोनको तुलनामा तल्लो क्रस खण्ड हुन्छ।तिनीहरूसँग ब्लन्ट सीमाहरू पनि छन्, फ्लेक्सको विपरीत, जसले ग्रे कास्ट आइरनमा पाइने तनाव एकाग्रता समस्याहरूलाई कम गर्छ।सामान्यतया, निन्दनीय कास्ट फलामको गुणहरू हल्का इस्पातको जस्तै हुन्छन्।सेतो कास्ट आइरनबाट बनेको हुनाले निन्दनीय फलाममा कति ठूलो भाग फ्याँक्न सकिन्छ भन्ने सीमा हुन्छ।

डक्टाइल कास्ट आयरन