چدنهای گرافیت فشرده یا کرمی شکل ( Worm – shape or Compacted graphite cast iron ) گروهی از چدنهای معمولی ( عمومی ) هستند که نسبت به سایر چدن‌ها از استحکام بالاتر و وزن کمتری برخوردارند [۱] .

انواع چدنهای گرافیت فشرده یا کرمی شکل

امروزه روش‌های مختلفی برای ریخته گری محصولات CGI توسعه یافته است که سعی شده است بهترین روش برای کنترل دقیق بر ساختار نهایی کشف شود .

استاندارد بین المللی ISO 16112 برای CGI برای پنج گرید CGI  در نظر گرفته شده است که از حداقل مقاومت کششی ۳۰۰ MPa تا ۵۰۰ MPa ( GJV 300 تا GJV 500 ) متغیر است .

برای هر یک از این گریدها ، مشخصات ریز ساختار نیاز به دامنه Nodularity ( کروی شدن ) بین صفر تا ۲۰ درصد دارد .

محتوای پرلیت در چدن‌های گرافیت فشرده یا کرمی شکل را می‌توان متناسب با کاربرد انتخاب کرد . گرید GJV 300 دارای ریزساختار کاملا فریتی و گرید GJV 500 دارای ریزساختار کاملا پرلیتی است ( وجود گرافیت ورقه‌ای در این چدن‌ها غیر قابل قبول است ) . همانند چدن خاکستری و چدن نشکن ، عناصر آلیاژی خاصی را می‌توان به منظور تقویت مقاومت در برابر دمای بالا ، مقاومت در برابر سایش یا سایر خصوصیات به این چدن‌ها اضافه کرد . طیف کاملی از عملیات حرارتی ، از جمله آستمپرینگ ( Austempering )  ، نیز می‌تواند در این چدن‌ها اعمال شود [۲] .

خواص چدنهای گرافیت فشرده یا کرمی شکل

چدن‌ گرافیت فشرده یا کرمی شکل یا به اختصار CGI دارای یوتکتیک پایدار با گرافیت کرمی شکل ( Worm ‐ like shaped graphite ) است که به این نوع گرافیت‌ها گرافیت فشرده یا گرافیت ورمیکولر ( Vermicular graphite ) نیز گفته می‌شود [۲] .

چدنهای گرافیت فشرده در سال ۱۹۶۵ توسط R . D . Schelleng اختراع شدند [۱] . موفولوژی آهن گرافیت فشرده ( Compacted graphite iron ( CGI ) ) یا چدنهای گرافیت فشرده یا کرمی شکل میانگینی از موفولوژی چدن گرافیت لایه‌ای و چدن گرافیت کروی است .

CGI خواص بسیار مفیدی را برای طیف وسیعی از کاربردهای مهندسی ، با استحکام کششی و مدول الاستیک بسیار بالاتر از چدن خاکستری ، ارائه می‌دهد [۲] . ساختار گرافیت موجود در آهن گرافیت فشرده با آهن خاکستری متفاوت است زیرا ذرات گرافیت کوتاه‌تر و ضخیم‌تر هستند [۱] .

شکل زیر ریزساختار چدن‌های گرافیت فشرده یا کرمی شکل را نمایش می‌دهد [۲] .

• 

الف ) ریزساختار چدن گرافیت فشرده با Nodularity 10 درصد را نشان می‌دهد . ب ) میکروگراف SEM ( تحت اچ عمیق ) ، گرافیت شبه مرجانی ( Coral – like graphite ) پیچیده‌ای را در سه بعد نشان می‌دهد [۲]  .

خواص مکانیکی و فیزیکی چدنهای گرافیت فشرده میانگینی از خواص چدن‌های خاکستری و چدن‌های نشکن است . بعنوان مثال استحکام کششی چدن گرافیت فشرده ۷۰ درصد بالاتر از چدن خاکستری ، مدول الاستیک آن ۳۵ درصد بالاتر از چدن خاکستری و استحکام خستگی آن نیز دو برابر چدن خاکستری است . بنابراین چدن‌های گرافیت فشرده یا کرمی شکل شامل ترکیبی بهینه از خواص مختلف مانند استحکام ، انعطاف پذیری و رسانایی حرارتی هستند که در طی سال‌های اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده‌اند . بدلیل این خصوصیات ، CGI در تولید موتورهای خودرو ، قطعات ماشین آلات و همچنین بسیاری از کاربردهای مختلف نقش موثری را ایفا می‌کند [۲] .

کاربردهای چدنهای گرافیت فشرده یا کرمی شکل

اولین کاربرد تجاری چدنهای گرافیت فشرده برای دیسک‌های ترمز در قطارهای سریع السیر بود . اخیرا از چدنهای گرافیت فشرده برای قطعات موتور دیزل نیز استفاده می‌شود . ثابت شده است که استفاده از این مواد در ساخت موتورهای دیزلی V شکل و برای وسایل نقلیه سنگین که از موتورهای دیزلی با فشار احتراق زیاد استفاده می‌کنند ، مفید است . از این چدن‌ها همچنین برای محفظه‌های توربو و منیفولدهای اگزوز استفاده می‌شود ( برای کاهش خوردگی) [۱] .

چدن های گرافیت فشرده یا کرمی شکل گروهی از چدن‌ها هستند که دارای گرافیت‌های فشرده یا کرمی شکل هستند. 

این نوع از گرافیت‌ها خواص ویژه‌ای به این چدن‌ها بخشیده است .

خواص این چدن‌ها ترکیبی بهینه از خواص مختلف مانند استحکام ، انعطاف پذیری و رسانایی حرارتی است و در کاربردهای زیادی مورد استفاده قرار می‌گیرند .

منابع

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

[۲]         “https://www.totalmateria.com/page.aspx?ID=CheckArticle&site=kts&NM=492.” .