కాస్ట్ ఇనుము2% కంటే ఎక్కువ కార్బన్ కంటెంట్ కలిగిన ఇనుము-కార్బన్ మిశ్రమాల సమూహం.దీని ఉపయోగం సాపేక్షంగా తక్కువ ద్రవీభవన ఉష్ణోగ్రత నుండి వచ్చింది.పగుళ్లు ఏర్పడినప్పుడు మిశ్రమం భాగాలు దాని రంగును ప్రభావితం చేస్తాయి: తెల్లని తారాగణం ఇనుము కార్బైడ్ మలినాలను కలిగి ఉంటుంది, ఇది పగుళ్లను నేరుగా వెళ్లేలా చేస్తుంది, బూడిద కాస్ట్ ఇనుము గ్రాఫైట్ రేకులను కలిగి ఉంటుంది, ఇవి పాసింగ్ క్రాక్‌ను విక్షేపం చేస్తాయి మరియు పదార్థం విచ్ఛిన్నమైనప్పుడు లెక్కలేనన్ని కొత్త పగుళ్లను ప్రారంభిస్తాయి మరియు సాగే కాస్ట్ ఇనుము గోళాకారంగా ఉంటుంది. గ్రాఫైట్ "నోడ్యూల్స్" పగుళ్లను మరింత ముందుకు సాగకుండా ఆపుతుంది.

కార్బన్ (C) 1.8 నుండి 4 wt%, మరియు సిలికాన్ (Si) 1-3 wt%, తారాగణం ఇనుము యొక్క ప్రధాన మిశ్రమ మూలకాలు.తక్కువ కార్బన్ కంటెంట్ ఉన్న ఇనుప మిశ్రమాలను ఉక్కు అంటారు.

మెల్లిబుల్ కాస్ట్ ఐరన్‌లు మినహా తారాగణం ఇనుము పెళుసుగా ఉంటుంది.సాపేక్షంగా తక్కువ ద్రవీభవన స్థానం, మంచి ద్రవత్వం, క్యాస్టబిలిటీ, అద్భుతమైన యంత్ర సామర్థ్యం, ​​వైకల్యానికి నిరోధకత మరియు దుస్తులు నిరోధకతతో, కాస్ట్ ఐరన్‌లు విస్తృత శ్రేణి అనువర్తనాలతో ఇంజనీరింగ్ మెటీరియల్‌గా మారాయి మరియు పైపులు, యంత్రాలు మరియు సిలిండర్ వంటి ఆటోమోటివ్ పరిశ్రమ భాగాలలో ఉపయోగించబడతాయి. తలలు, సిలిండర్ బ్లాక్‌లు మరియు గేర్‌బాక్స్ కేసులు.ఇది ఆక్సీకరణం ద్వారా నష్టానికి నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది.

మొట్టమొదటి తారాగణం-ఇనుప కళాఖండాలు 5వ శతాబ్దపు BC నాటివి మరియు ఇప్పుడు చైనాలోని జియాంగ్సులో పురావస్తు శాస్త్రవేత్తలు కనుగొన్నారు.పురాతన చైనాలో యుద్ధం, వ్యవసాయం మరియు వాస్తుశిల్పం కోసం కాస్ట్ ఇనుము ఉపయోగించబడింది.15వ శతాబ్దంలో, సంస్కరణ సమయంలో బుర్గుండి, ఫ్రాన్స్ మరియు ఇంగ్లాండ్‌లో ఫిరంగి కోసం కాస్ట్ ఇనుము ఉపయోగించబడింది.ఫిరంగి కోసం ఉపయోగించే కాస్ట్ ఇనుము మొత్తాలకు పెద్ద ఎత్తున ఉత్పత్తి అవసరం.మొదటి తారాగణం-ఇనుప వంతెనను 1770లలో అబ్రహం డార్బీ III నిర్మించారు, దీనిని ఇంగ్లాండ్‌లోని ష్రోప్‌షైర్‌లో ఐరన్ బ్రిడ్జ్ అని పిలుస్తారు.భవనాల నిర్మాణంలో కాస్ట్ ఇనుము కూడా ఉపయోగించబడింది.

మిశ్రమ మూలకాలు

వివిధ మిశ్రమ మూలకాలు లేదా మిశ్రమాలను జోడించడం ద్వారా తారాగణం ఇనుము యొక్క లక్షణాలు మార్చబడతాయి.కార్బన్ పక్కన, సిలికాన్ చాలా ముఖ్యమైన మిశ్రమం ఎందుకంటే ఇది కార్బన్‌ను ద్రావణం నుండి బయటకు నెట్టివేస్తుంది.సిలికాన్ యొక్క తక్కువ శాతం కార్బన్ ఐరన్ కార్బైడ్‌గా ఏర్పడే ద్రావణంలో ఉండటానికి మరియు తెల్లని కాస్ట్ ఇనుము ఉత్పత్తిని అనుమతిస్తుంది.సిలికాన్ యొక్క అధిక శాతం గ్రాఫైట్ మరియు బూడిద కాస్ట్ ఇనుము ఉత్పత్తిని ఏర్పరుస్తుంది ద్రావణం నుండి కార్బన్‌ను బలవంతం చేస్తుంది.ఇతర మిశ్రమ ఏజెంట్లు, మాంగనీస్, క్రోమియం, మాలిబ్డినం, టైటానియం మరియు వెనాడియం సిలికాన్‌ను ప్రతిఘటిస్తాయి, కార్బన్ నిలుపుదలని మరియు ఆ కార్బైడ్‌ల ఏర్పాటును ప్రోత్సహిస్తాయి.నికెల్ మరియు రాగి బలం, మరియు యంత్ర సామర్థ్యం పెంచుతాయి, కానీ ఏర్పడిన గ్రాఫైట్ మొత్తాన్ని మార్చవు.గ్రాఫైట్ రూపంలో ఉన్న కార్బన్ మృదువైన ఇనుముకు దారితీస్తుంది, సంకోచాన్ని తగ్గిస్తుంది, బలాన్ని తగ్గిస్తుంది మరియు సాంద్రతను తగ్గిస్తుంది.సల్ఫర్, ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు కలుషితమైనది, ఐరన్ సల్ఫైడ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది, ఇది గ్రాఫైట్ ఏర్పడకుండా నిరోధిస్తుంది మరియు కాఠిన్యాన్ని పెంచుతుంది.సల్ఫర్‌తో సమస్య ఏమిటంటే అది కరిగిన కాస్ట్ ఇనుమును జిగటగా చేస్తుంది, ఇది లోపాలను కలిగిస్తుంది.సల్ఫర్ యొక్క ప్రభావాలను ఎదుర్కోవడానికి, మాంగనీస్ జోడించబడింది ఎందుకంటే ఈ రెండూ ఐరన్ సల్ఫైడ్‌కు బదులుగా మాంగనీస్ సల్ఫైడ్‌గా మారతాయి.మాంగనీస్ సల్ఫైడ్ కరిగే దానికంటే తేలికైనది, కనుక ఇది కరుగు మరియు స్లాగ్‌లోకి తేలుతుంది.సల్ఫర్‌ను తటస్థీకరించడానికి అవసరమైన మాంగనీస్ మొత్తం 1.7 × సల్ఫర్ కంటెంట్ + 0.3%.ఈ మొత్తం కంటే ఎక్కువ మాంగనీస్ జోడించబడితే, అప్పుడు మాంగనీస్ కార్బైడ్ ఏర్పడుతుంది, ఇది బూడిద ఇనుములో మినహా కాఠిన్యం మరియు చల్లదనాన్ని పెంచుతుంది, ఇక్కడ మాంగనీస్ 1% వరకు బలం మరియు సాంద్రతను పెంచుతుంది.

నికెల్ అత్యంత సాధారణ మిశ్రమ మూలకాలలో ఒకటి, ఎందుకంటే ఇది పెర్లైట్ మరియు గ్రాఫైట్ నిర్మాణాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది, మొండితనాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది మరియు సెక్షన్ మందం మధ్య కాఠిన్య వ్యత్యాసాలను సమం చేస్తుంది.ఉచిత గ్రాఫైట్‌ను తగ్గించడానికి, చల్లదనాన్ని ఉత్పత్తి చేయడానికి మరియు ఇది శక్తివంతమైన కార్బైడ్ స్టెబిలైజర్ అయినందున క్రోమియం తక్కువ మొత్తంలో జోడించబడుతుంది;నికెల్ తరచుగా కలిపి జోడించబడుతుంది.0.5% క్రోమియంకు ప్రత్యామ్నాయంగా కొద్ది మొత్తంలో టిన్ను జోడించవచ్చు.చల్లదనాన్ని తగ్గించడానికి, గ్రాఫైట్‌ను శుద్ధి చేయడానికి మరియు ద్రవత్వాన్ని పెంచడానికి 0.5–2.5% క్రమంలో రాగి గరిటెలో లేదా కొలిమిలో జోడించబడుతుంది.చలిని పెంచడానికి మరియు గ్రాఫైట్ మరియు పెర్లైట్ నిర్మాణాన్ని మెరుగుపరచడానికి మాలిబ్డినం 0.3-1% క్రమంలో జోడించబడుతుంది;ఇది తరచుగా నికెల్, రాగి మరియు క్రోమియంతో కలిపి అధిక శక్తి గల ఐరన్‌లను ఏర్పరుస్తుంది.టైటానియం డీగాసర్ మరియు డీఆక్సిడైజర్‌గా జోడించబడింది, అయితే ఇది ద్రవత్వాన్ని కూడా పెంచుతుంది.సిమెంటైట్‌ను స్థిరీకరించడానికి, కాఠిన్యాన్ని పెంచడానికి మరియు ధరించడానికి మరియు వేడి చేయడానికి నిరోధకతను పెంచడానికి 0.15-0.5% వనాడియం కాస్ట్ ఇనుముకు జోడించబడుతుంది.0.1–0.3% జిర్కోనియం గ్రాఫైట్‌ను రూపొందించడానికి, డీఆక్సిడైజ్ చేయడానికి మరియు ద్రవత్వాన్ని పెంచడానికి సహాయపడుతుంది.

మెల్లబుల్ ఐరన్ కరుగుతున్నప్పుడు, బిస్మత్ 0.002-0.01% స్కేల్‌లో జోడించబడి, ఎంత సిలికాన్‌ను జోడించవచ్చో పెంచడానికి.తెల్ల ఇనుములో, మెల్లబుల్ ఇనుము ఉత్పత్తిలో సహాయంగా బోరాన్ జోడించబడుతుంది;ఇది బిస్మత్ యొక్క ముతక ప్రభావాన్ని కూడా తగ్గిస్తుంది.

బూడిద కాస్ట్ ఇనుము

బూడిద తారాగణం ఇనుము దాని గ్రాఫిటిక్ మైక్రోస్ట్రక్చర్ ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది, దీని వలన పదార్థం యొక్క పగుళ్లు బూడిద రంగులో కనిపిస్తాయి.ఇది సాధారణంగా ఉపయోగించే తారాగణం ఇనుము మరియు బరువు ఆధారంగా విస్తృతంగా ఉపయోగించే తారాగణం పదార్థం.చాలా తారాగణం ఇనుములు 2.5-4.0% కార్బన్, 1-3% సిలికాన్ మరియు మిగిలిన ఇనుము యొక్క రసాయన కూర్పును కలిగి ఉంటాయి.గ్రే కాస్ట్ ఇనుము ఉక్కు కంటే తక్కువ తన్యత బలం మరియు షాక్ నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది, అయితే దాని సంపీడన బలం తక్కువ మరియు మధ్యస్థ కార్బన్ స్టీల్‌తో పోల్చవచ్చు.ఈ యాంత్రిక లక్షణాలు మైక్రోస్ట్రక్చర్‌లో ఉన్న గ్రాఫైట్ రేకుల పరిమాణం మరియు ఆకారం ద్వారా నియంత్రించబడతాయి మరియు ASTM ఇచ్చిన మార్గదర్శకాల ప్రకారం వర్గీకరించబడతాయి.

తెలుపు కాస్ట్ ఇనుము

సిమెంటైట్ అని పిలువబడే ఇనుప కార్బైడ్ అవక్షేపం కారణంగా తెల్లటి తారాగణం ఇనుము తెల్లటి విరిగిన ఉపరితలాలను ప్రదర్శిస్తుంది.తక్కువ సిలికాన్ కంటెంట్ (గ్రాఫిటైజింగ్ ఏజెంట్) మరియు వేగవంతమైన శీతలీకరణ రేటుతో, తెల్లని తారాగణం ఇనుములోని కార్బన్ మెటాస్టేబుల్ ఫేజ్ సిమెంటైట్, Fe₃సి, గ్రాఫైట్ కాకుండా.కరుగు నుండి అవక్షేపించే సిమెంటైట్ సాపేక్షంగా పెద్ద కణాలుగా ఏర్పడుతుంది.ఇనుప కార్బైడ్ అవక్షేపించబడినప్పుడు, అది అసలు ద్రవీభవన నుండి కార్బన్‌ను ఉపసంహరించుకుంటుంది, మిశ్రమాన్ని యూటెక్టిక్‌కు దగ్గరగా ఉండే దాని వైపుకు కదిలిస్తుంది మరియు మిగిలిన దశ దిగువ ఇనుము-కార్బన్ ఆస్టెనైట్ (శీతలీకరణపై మార్టెన్‌సైట్‌గా రూపాంతరం చెందుతుంది).ఈ యూటెక్టిక్ కార్బైడ్‌లు అవపాతం గట్టిపడటం అని పిలవబడే ప్రయోజనాన్ని అందించడానికి చాలా పెద్దవి (కొన్ని స్టీల్‌లలో వలె, చాలా చిన్న సిమెంటైట్ అవక్షేపాలు స్వచ్ఛమైన ఐరన్ ఫెర్రైట్ మ్యాట్రిక్స్ ద్వారా డిస్‌లోకేషన్‌ల కదలికను అడ్డుకోవడం ద్వారా [ప్లాస్టిక్ వైకల్యాన్ని] నిరోధించవచ్చు).బదులుగా, వారు తమ స్వంత చాలా ఎక్కువ కాఠిన్యం మరియు వాటి గణనీయమైన వాల్యూమ్ భిన్నం కారణంగా తారాగణం ఇనుము యొక్క బల్క్ కాఠిన్యాన్ని పెంచుతారు, అంటే మిశ్రమాల నియమం ద్వారా సమూహ కాఠిన్యాన్ని అంచనా వేయవచ్చు.ఏదైనా సందర్భంలో, వారు దృఢత్వం యొక్క వ్యయంతో కాఠిన్యాన్ని అందిస్తారు.కార్బైడ్ పదార్థంలో ఎక్కువ భాగాన్ని కలిగి ఉంటుంది కాబట్టి, తెలుపు తారాగణం ఇనుమును సహేతుకంగా సెర్మెట్‌గా వర్గీకరించవచ్చు.తెల్ల ఇనుము అనేక నిర్మాణ భాగాలలో ఉపయోగించడానికి చాలా పెళుసుగా ఉంటుంది, కానీ మంచి కాఠిన్యం మరియు రాపిడి నిరోధకత మరియు సాపేక్షంగా తక్కువ ధరతో, ఇది స్లర్రి పంపులు, షెల్ లైనర్లు మరియు బాల్‌లోని లిఫ్టర్ బార్‌ల యొక్క వేర్ ఉపరితలాలు (ఇంపెల్లర్ మరియు వాల్యూట్) వంటి అనువర్తనాల్లో ఉపయోగాన్ని కనుగొంటుంది. మిల్లులు మరియు ఆటోజెనస్ గ్రైండింగ్ మిల్లులు, బొగ్గు పల్వరైజర్‌లలో బంతులు మరియు రింగ్‌లు మరియు బ్యాక్‌హో యొక్క డిగ్గింగ్ బకెట్ యొక్క పళ్ళు (కాస్ట్ మీడియం-కార్బన్ మార్టెన్‌సిటిక్ స్టీల్ అయితే ఈ అప్లికేషన్‌కు సర్వసాధారణం).

మందపాటి కాస్టింగ్‌లను త్వరగా చల్లబరచడం కష్టం, తద్వారా కరుగును తెల్లటి తారాగణం ఇనుము వలె పటిష్టం చేస్తుంది.అయినప్పటికీ, వేగవంతమైన శీతలీకరణను తెల్లని తారాగణం ఇనుము యొక్క షెల్‌ను పటిష్టం చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు, ఆ తర్వాత మిగిలిన భాగం బూడిద కాస్ట్ ఇనుము యొక్క కోర్ని ఏర్పరచడానికి నెమ్మదిగా చల్లబడుతుంది.ఫలితంగా కాస్టింగ్, అని పిలుస్తారుచల్లబడ్డ కాస్టింగ్, కొంత పటిష్టమైన ఇంటీరియర్‌తో గట్టి ఉపరితలం యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంటుంది.

అధిక-క్రోమియం తెల్లని ఇనుప మిశ్రమాలు భారీ కాస్టింగ్‌లను (ఉదాహరణకు, 10-టన్నుల ఇంపెల్లర్) ఇసుక తారాగణానికి అనుమతిస్తాయి, ఎందుకంటే క్రోమియం పదార్థం యొక్క ఎక్కువ మందం ద్వారా కార్బైడ్‌లను ఉత్పత్తి చేయడానికి అవసరమైన శీతలీకరణ రేటును తగ్గిస్తుంది.Chromium ఆకట్టుకునే రాపిడి నిరోధకతతో కార్బైడ్‌లను కూడా ఉత్పత్తి చేస్తుంది.ఈ అధిక-క్రోమియం మిశ్రమాలు క్రోమియం కార్బైడ్‌ల ఉనికికి వాటి అధిక కాఠిన్యాన్ని ఆపాదించాయి.ఈ కార్బైడ్‌ల యొక్క ప్రధాన రూపం యూటెక్టిక్ లేదా ప్రైమరీ M₇C₃కార్బైడ్లు, ఇక్కడ "M" ఇనుము లేదా క్రోమియంను సూచిస్తుంది మరియు మిశ్రమం యొక్క కూర్పుపై ఆధారపడి మారవచ్చు.యుటెక్టిక్ కార్బైడ్‌లు బోలు షట్కోణ రాడ్‌ల కట్టలుగా ఏర్పడతాయి మరియు షట్కోణ బేసల్ ప్లేన్‌కు లంబంగా పెరుగుతాయి.ఈ కార్బైడ్ల కాఠిన్యం 1500-1800HV పరిధిలో ఉంటుంది.

మెల్లబుల్ కాస్ట్ ఇనుము

మెల్లబుల్ ఐరన్ అనేది తెల్లటి ఐరన్ కాస్టింగ్‌గా మొదలవుతుంది, అది దాదాపు 950 °C (1,740 °F) వద్ద ఒకటి లేదా రెండు రోజులు వేడి చేయబడుతుంది మరియు తర్వాత ఒకటి లేదా రెండు రోజుల పాటు చల్లబడుతుంది.ఫలితంగా, ఐరన్ కార్బైడ్‌లోని కార్బన్ గ్రాఫైట్ మరియు ఫెర్రైట్ ప్లస్ కార్బన్ (ఆస్టెనైట్)గా మారుతుంది.నెమ్మదిగా జరిగే ప్రక్రియ ఉపరితల ఉద్రిక్తత గ్రాఫైట్‌ను రేకులుగా కాకుండా గోళాకార కణాలుగా మార్చడానికి అనుమతిస్తుంది.వాటి తక్కువ కారక నిష్పత్తి కారణంగా, గోళాకారాలు సాపేక్షంగా చిన్నవి మరియు ఒకదానికొకటి దూరంగా ఉంటాయి మరియు ప్రచారం చేసే క్రాక్ లేదా ఫోనాన్‌తో పోలిస్తే తక్కువ క్రాస్ సెక్షన్‌ను కలిగి ఉంటాయి.అవి రేకులు కాకుండా మొద్దుబారిన సరిహద్దులను కలిగి ఉంటాయి, ఇది బూడిద కాస్ట్ ఇనుములో కనిపించే ఒత్తిడి ఏకాగ్రత సమస్యలను తగ్గిస్తుంది.సాధారణంగా, మెల్లిబుల్ కాస్ట్ ఇనుము యొక్క లక్షణాలు తేలికపాటి ఉక్కు వలె ఉంటాయి.తెల్లటి తారాగణం ఇనుముతో తయారు చేయబడినందున, మెల్లిబుల్ ఇనుములో ఎంత పెద్ద భాగాన్ని వేయవచ్చో పరిమితి ఉంది.

సాగే తారాగణం ఇనుము