چدنهای مالیبل یا چکش خوار ( Malleable Cast Iron ) گروهی از چدنها هستند که بدلیل داشتن گرافیت‌های نسبتا کروی استحکام کششی خوب و قابلیت انعطاف پذیری بالایی دارند .

چدنهای مالیبل یا چکش خوار به صورت چدن سفید ریخته می‌شوند و ساختار آن‌ها شامل یک کاربید کم ثبات ( با پایداری کم ) در یک زمینه پرلیتی است . از طریق عملیات حرارتی آنیل ، ساختار شکننده به ساختاری انعطاف پذیر تبدیل می‌شود . کربن به صورت تجمعات کروی نسبتا کوچک و نامنظم ( برفکی یا کلوخه‌ای ) متراکم می‌شود و تحت یک عملیات حرارتی دقیق زمینه فریتی یا پرلیتی را ترک می‌کند [۱] .

انواع چدنهای مالیبل یا چکش خوار

سه نوع اساسی از چدنهای مالیبل در صنعت ریخته گری شناسایی شده‌اند . این چدن‌ها عبارتند از :

چدن مالیبل مغز سیاه ( Blackheart malleable iron )

چدن مالیبل مغز سفید ( Whiteheart malleable iron )

چدن مالیبل پرلیتی ( Pearlitic malleable iron ) [1] .

سیستم شناسایی چدنهای مالیبل یا چکش خوار

شناسایی چدن مالیبل بر اساس استاندارد ISO 5922 ( 1981 ) انجام می‌شود . این کد گذاری به ترتیب شامل یک حرف مشخص کننده نوع چدن ، دو عدد مشخص کننده استحکام کششی و دو حرف مشخص کننده حداقل ازدیاد طول است [۲] .

حرف W نشان دهنده چدنهای مالیبل یا چکش خوار مغز سفید ، حرف B نشان دهنده چدن مالیبل مغز سیاه و حرف P مشخص کننده چدن مالیبل پرلیتی است . این حروف با فاصله ادامه خواهند داشت [۲] .

دو عدد اول تقسیم بر ۱۰ تعیین کننده‌ی حداقل استحکام کششی ، بر حسب نیوتن بر میلی متر مربع ( در یک نمونه استاندارد با قطر ۱۲ میلی متر ) است . به عنوان مثال اگر حداقل استحکام کششی چدن مالیبل ۳۵۰ N / mm² باشد ، دو عدد اول آن ۳۵ خواهد بود [۲] .

دو عدد بعدی در کد گذاری چدنهای مالیبل یا چکش خوار ، حداقل ازدیاد طول را ( در نمونه استاندارد با قطر ۱۲ میلی متر ) نشان می‌دهد . اگر مقدار حداقل ازدیاد طول کمتر از ۱۰ باشد ، اولین رقم صفر خواهد بود . به عنوان مثال اگر حداقل ازدیاد طول در نمونه‌ای ۴ درصد باشد ، عدد شناسایی آن ۰۴ است و اگر حداقل ازدیاد طول ۱۲ درصد باشد ، عدد شناسایی ۱۲ خواهد بود [۲] .

به عنوان مثال : کد شناسایی چدن مالیبل مغز سفید با حداقل استحکام کششی ۴۰۰ N / mm² و حداقل ازدیاد طول ۵ درصد در یک قطعه استاندارد با قطر ۱۲ میلی متر ، W 40-05 خواهد بود [۲] .

خواص چدنهای مالیبل یا چکش خوار

خواص انواع چدنهای مالیبل در ادامه متن مطرح شده است .

چدن مالیبل مغز سفید

ریز ساختار چدن مالیبل مغز سفید به اندازه مقطع بستگی دارد . مقاطع کوچک حاوی ریز ساختار پرلیتی و کربن تمپر شده در زمینه فریتی هستند [۲] .

در مقاطع بزرگ سه ناحیه مختلف وجود دارد که عبارتند از : منطقه سطحی ( Surface zone ) حاوی فریت خالص ، منطقه میانی ( Intermediate zone ) حاوی پرلیت ، فریت و کربن تمپر شده و ناحیه اصلی ( هسته ) ( Core zone ) شامل پرلیت ، کربن تمپر شده و آخال‌های فریتی [۲] .

ریز ساختار چدنهای مالیبل یا چکش خوار مغز سفید نباید حاوی گرافیت ورقه‌ای باشد [۲] .

چدن مالیبل مغز سیاه و پرلیتی

ریز ساختار چدن مالیبل مغز سیاه دارای زمینه‌ای است که اساسا فریتی است . ریز ساختار چدن مالیبل پرلیتی ، با توجه به نوع گرید ، دارای یک زمینه پرلیتی یا سایر محصولات دگرگونی آستنیتی است . گرافیت به صورت کلوخه‌هایی از کربن تمپر شده وجود دارد . ریز ساختار این چدن نباید حاوی گرافیت ورقه‌ای باشد [۲] .

ترکیب شیمیایی چدنهای مالیبل یا چکش خوار

ترکیب شیمیایی چدن مالیبل به طور کلی با محدوده‌های ذکر شده در جدول زیر مطابقت دارد . مقادیر اندکی از کروم ( ۰.۰۱ تا ۰.۰۳ درصد ) ، بور ( ۰.۰۰۲۰ درصد ) ، مس ( ۱.۰ ≤ درصد ) ، نیکل ( ۰.۵ تا ۰.۸ درصد ) و مولیبدن ( ۰.۳۵ تا ۰.۵ درصد ) نیز گاهی اوقات در این چدن‌ها وجود دارد [۲] .

ترکیب شیمیایی چدن مالیبل [۲] .

عنصر	ترکیب (%)
کربن	۲.۱۶-۲.۹۰
سلیسیم	۰.۹-۱.۹
منگنز	۰.۱۵-۱.۲۵
گوگرد	۰.۰۲-۰.۲
فسفر	۰.۰۲-۰.۱۵

شکل زیر ساختار پلی کریستالی چدن مالیبل را نشان می‌دهد [۱] .

• 

ساختار پلی کریستالی چدن مالیبل با بزرگنمایی ۱۰۰ برابر [۱] .

خواص مکانیکی چدنهای مالیبل یا چکش خوار

در برخی از کاربردهایی که خواص شکل پذیری و چقرمگی بسیار مهم است از چدن مالیبل و چدن نشکن استفاده می‌شود . در بسیاری از موارد ، انتخاب بین چدن مالیبل و نشکن بیش از آن‌که به خواص وابسته باشد ، بر اساس هزینه یا در دسترس بودن است . با این حال ، در کاربردهای خاص ، چدن مالیبل دارای یک مزیت مشخص است . چدن مالیبل برای ریخته گری‌ مقاطع نازک ترجیح داده می‌شود . موارد استفاده از چدنهای مالیبل یا چکش خوارعبارتند از [۲] :

1. برای قطعاتی که به قابلیت ماشینکاری بسیار بالایی ( حداکثر ) نیاز دارند .
2. برای قطعاتی که باید در دمای پایین مقاومت خوبی در برابر ضربه داشته باشند .
3. برای قطعاتی که به مقاومت در برابر سایش نیاز دارند ( فقط چدن مالیبل مارتنزیتی ) .
4. و غیره .

خواص مکانیکی چدن مالیبل مغز سفید در جدول زیر ارائه شده است [۲] .

خواص مکانیکی چدن مالیبل مغز سفید [۲] .

• 

خواص مکانیکی چدن‌های مالیبل مغز سیاه و پرلیتی در جدول زیر ارائه شده است .

خواص مکانیکی چدنهای مالیبل مغز سیاه و پرلیتی .

• 

کاربرد چدنهای مالیبل یا چکش خوار

این مواد اغلب برای ریخته گری مقاطع کوچک که به استحکام کششی خوب و قابلیت انعطاف پذیری ( بدون شکست ) بالایی نیاز دارند ، استفاده می‌شود . سایر موارد استفاده نیز شامل اتصالات برقی ، ابزارهای دستی ، اتصالات لوله ، واشر ، قلاب ، اتصالات حصار ( فنس ) ، فلز آلات خطوط برق ، تجهیزات مزرعه ، فلز آلات معدن و قطعات ماشین آلات است [۱] .

چدن های چکشخوار یا مالیبل گروهی از چدنهای معمولی ( عمومی ) هستند که مانند چدن سفید ریخته می‌شوند ؛ یعنی در ابتدا بدلیل حضور سمنتیت ترد و شکننده هستند . سپس با عملیات حرارتی مناسب سمنتیت موجود در چدن به گرافیت‌های نسبتا کروی تبدیل می‌شود ؛ در نتیجه چدن با قابلیت شکل پذیری بالا حاصل می‌گردد .

منابع

[۱]         “https://en.wikipedia.org/wiki/Malleable_iron.” .

[۲]         “https://www.totalmateria.com/page.aspx?ID=CheckArticle&site=kts&NM=96.” .