7 أنواع من المسبوكات الحديدية يجب أن تعرفها

ما هو الحديد الزهر؟

مصبوبات الحديد هي سلع مصنوعة عن طريق صب الحديد المنصهر. ومع ذلك، وبسبب عوامل مختلفة، مثل الشوائب، فإن العيوب مثل المسام والثقوب وشوائب الخبث والشقوق والحفر هي من الأمور الشائعة الحدوث.

أنواع الحديد الزهر

1. مصبوبات الحديد الرمادي

تتمتع مصبوبات الحديد بسيولة جيدة أثناء عملية الصب، وتُظهر انكماشاً صغيراً في الحجم وانكماشاً خطياً. ومع ذلك، فإن خواصها الميكانيكية الإجمالية منخفضة نسبيًا، حيث تزيد قوة ضغطها بنحو 3-4 مرات عن قوة الشد.

تُظهر مصبوبات الحديد أيضًا امتصاصًا جيدًا للاهتزازات بسبب معامل المرونة المنخفض. هذه المسبوكات مناسبة ل الأشكال المعقدة والهياكل غير المتماثلة.

على سبيل المثال، يشيع استخدام المسبوكات الحديدية في كتل أسطوانات المحركات، وأكمام الأسطوانات، وقواعد الماكينات المختلفة، والقواعد، والألواح المسطحة، والمنصات، وغيرها من التطبيقات المماثلة.

2. مصبوبات حديد الدكتايل

تشبه سيولة هذه المادة سيولة مادة حديد الزهر الرمادي. ومع ذلك، فإن انكماش جسمها أكبر والانكماش الخطي أصغر، مما يجعلها عرضة لتجاويف الانكماش وتكوين المسامية.

على الرغم من ذلك، تُظهر المادة خواص ميكانيكية شاملة ومعامل مرونة أعلى عند مقارنتها بمادة حديد الزهر الرمادي. كما أنها تتميز بمقاومة ممتازة للتآكل، وصلابة الصدمات، و قوة الإجهاد.

ومع ذلك، فإن قدرته على تخميد الاهتزاز أقل من قدرة الحديد الزهر الرمادي.

فيما يتعلق بالتطبيق، يوصى عمومًا بتصميم أجزاء بسماكة جدار موحدة. بالنسبة للأجزاء السميكة والكبيرة المقطع، يمكن اعتماد هيكل مجوف، مثل مجلة العمود المرفقي المصنوعة من الحديد الزهر العقدي.

3. أجزاء من الحديد الزهر القابل للطرق

سيولة هذه المادة أسوأ من سيولة الحديد الزهر الرمادي. كما أن الانكماش السائب كبير أيضًا، مما يؤدي إلى انكماش خطي نهائي صغير جدًا بعد التلدين. علاوة على ذلك، قبل التلدين، فإن المادة هشة للغاية، مما يجعل من السهل إتلاف الفراغ.

وعلى الرغم من أن الخواص الميكانيكية الشاملة أقل قليلاً من خواص الحديد الزهر العقدي، إلا أن صلابته في الصدمات أعلى 3-4 مرات من الحديد الزهر الرمادي.

تُستخدم هذه المادة عادةً في الأجزاء رقيقة الجدران المنتظمة ذات الجدران الرقيقة بسُمك شائع يتراوح بين 5-16 مم. ويعني اشتراط الفم الأبيض كقالب أن شكل المقطع العرضي غالبًا ما يكون على شكل حرف I أو على شكل حرف T أو على شكل صندوق لتجنب المقطع العرضي. يجب تدعيم الأجزاء البارزة من المكوّن بأضلاع لزيادة صلابته.

4. مصبوبات الصلب

سيولة المادة ضعيفة، وهي حساسة للغاية للانكماش الحجمي والانكماش الخطي والتشقق.

يتميز بخصائص ميكانيكية شاملة عالية، مع قوة انضغاطية مساوية تقريبًا لقوة الشد.

ومع ذلك، فإن امتصاص الاهتزازات ضعيف.

للتطبيق، يجب أن يكون للهيكل الحد الأدنى من العقد الحرارية وتوفير شروط للتصلب المتسلسل. يجب أن يكون اتصال وانتقال الجدران المتجاورة أكثر سلاسة. يجب أن يعتمد قسم الصب على أشكال صندوقية أو أشكال أخدود أو غيرها من الهياكل المغلقة التقريبية. يمكن تغيير بعض الجدران الأفقية إلى جدران مائلة أو أشكال متموجة.

لتقليل احتمالية حدوث تشققات، يجب تغيير الجدار المتكامل إلى جدار مزود بنافذة. الأشكال المفضلة للنافذة هي البيضاوية أو الدائرية، مع جعل الحواف على شكل رؤوس.

5. أجزاء برونز القصدير والبرونز الفوسفوري

يشبه أداء الصب لهذه المادة أداء الحديد الزهر الرمادي. ومع ذلك، هناك بعض العيوب. أولاً، نطاق التبلور كبير، مما يعني أنه من المرجح أن يحدث تجويف الانكماش. ثانيًا، السيولة ضعيفة.

بالإضافة إلى ذلك، فإن أداءها ضعيف في درجات الحرارة المرتفعة وتميل إلى أن تصبح هشة. وأخيرًا، تنخفض قوة المادة بشكل كبير مع زيادة المقطع العرضي. وعلى الجانب المشرق، فإنه يتمتع بمقاومة جيدة للتآكل.

من حيث التطبيق، من المهم ملاحظة أن سمك الجدار يجب ألا يكون كبيرًا جدًا. إذا كانت هناك أجزاء بارزة في الأجزاء، فيجب تدعيمها بأضلاع تقوية رقيقة لتجنب التشقق الساخن. علاوة على ذلك، يُنصح بتجنب الأشكال المعقدة للغاية.

6. الأجزاء البرونزية والنحاسية الخالية من القصدير

تُظهر هذه المادة انكماشًا كبيرًا، ونطاق تبلور ضيق، وهي عرضة لإنتاج ثقوب انكماش مركزة. ومع ذلك، فهي تتمتع بسيولة جيدة وتظهر مقاومة ممتازة للتآكل والتآكل.

يمكن استخدام هذه المادة بطريقة مشابهة للمسبوكات الفولاذية.

7. أجزاء سبائك الألومنيوم

تتشابه خاصية الصب مع خاصية الصلب المصبوب، ولكن تنخفض القوة بشكل كبير مع زيادة سُمك الجدار. لذلك، يوصى بألا يكون سمك الجدار كبيرًا جدًا. بالإضافة إلى ذلك، ينطبق ذلك على المسبوكات الفولاذية المماثلة الأخرى أيضًا.

ما هي العوامل التي تؤثر على جودة المسبوكات الحديدية؟

1. عملية تصميم الحديد الزهر.

أثناء عملية التصميم، من الضروري تحديد هندسة وحجم الحديد المصبوب بناءً على ظروف العمل وخصائص المواد المعدنية. ومع ذلك، من المهم أيضًا مراعاة عقلانية التصميم من منظور سبيكة الصب و عملية الصب الخصائص. ويشمل ذلك مراعاة تأثير الحجم الواضح، والتصلب، والانكماش، والانكماش، والإجهاد، وغيرها من المشكلات المحتملة الأخرى لتجنب أو تقليل حدوث انفصال التركيب والتشوه والتشقق وغيرها من العيوب في حديد الزهر.

2. يجب أن تكون هناك عملية صب معقولة.

وفقًا لهيكل حديد الصب ووزنه وحجمه، بالإضافة إلى خصائص سبيكة الصب وظروف الإنتاج، من المهم اختيار سطح الفراق المناسب، وطريقة التشكيل والقولبة وصنع اللب. بالإضافة إلى ذلك، يعد ضبط أضلاع الصب، والحديد البارد، والناهضة، ونظام البوابات بطريقة معقولة أمرًا بالغ الأهمية لضمان جودة المنتج النهائي.

3. جودة المواد الخام المستخدمة في الصب.

يمكن أن يؤدي استخدام مواد منخفضة الجودة، بما في ذلك الشحنة المعدنية والحراريات والوقود والتدفق والمعدل ورمل الصب ومواد الصب ومواد ربط رمل الصب والطلاء وغيرها من المواد، إلى عيوب مثل المسامية والثقوب وشوائب الخبث والتصاق الرمل في حديد الصب. لا تؤثر هذه العيوب على المظهر فحسب، بل تؤثر أيضًا على الجودة الداخلية لحديد الزهر. وفي الحالات الشديدة، قد يحتاج حديد الزهر إلى التخلص منه.

4. تشغيل العملية.

من الضروري تطوير الإجراءات المناسبة لعمليات المعالجة، وتعزيز الكفاءة الفنية للعاملين، وضمان التنفيذ الدقيق لهذه الإجراءات.