معلومات تقنية

Skip Navigation Links

حول الصب

لمحة عامة عن الحديد الزهر 

يحتوي الحديد الزهر على 2 - 4% من الكربون و0.4 - 3% من السيليكون و0.4 - 0.8% من المنغنيز 
و0.1 - 0.8% من الفوسفور و0.05 – 0.10% من الكبريت. وتؤثر الشوائب الموجودة في الحديد الغفل مثل الكبريت والفسفور سلباً على خصائص المنتج النهائي، لذا يتم تخفيضها إلى مستوى مقبول. لكلا العنصرين درجات انصهار بين 1150-1200 درجة مئوية، وهي أقل من أي من العنصرين الرئيسيين في سبائك الحديد (الحديد والكربون)، لذا فإنهما ينصهرا أولاً، ويسهل إزالة أغلبهما. تتأثر الخصائص الميكانيكية للسبائك الحديدية كثيراً بالهيئة التي يتخذها الكربون في السبيكة.


الحديد الزهر الرمادي

الحديد الزهر الرمادي هو سبيكة من الحديد الزهر لها بنية مجهرية جرافيتية رقائقية. يرجع تسميتها بالرمادي لأنه اللون الذي يظهر داخلها عند الكسر، الذي يدل على وجود الجرافيت. يستخدم الحديد الزهر الرمادي في التطبيقات التي لا تتعرض لإجهادات شد عالية مثل المسبوكات التجميلية.

الحديد الزهر المرن

الحديد الزهر المرن ليس سبيكة واحدة، ولكنه مجموعة من السبائك التي يمكن أن تنتج للحصول على خصائص معينة عن طريق التحكم في البنية المجهرية. السمة المشتركة المميزة لهذه السبائك هو الهيئة التي يتواجد عليها الجرافيت. ففي الحديد الزهر المرن، يتواجد الجرافيت على شكل عُقيدات كروية بدلا من شكل الرقائق كما في الحديد الزهر الرمادي، مما يقلل من فرص تكوّن الشروخ ويحسن مرونتها، حيث تتكون العقيدات الكروية يإضافة عناصر كيمياوية مثل الماغنيسيوم و السيريوم أثناء عملية الصهر.

 

 

 


لمحة عامة عن الحديد الزهر المرن (الدكتايل)

يحتوي الحديد الزهر المرن على التراكيب الكيميائية حسب النسب التالية:

التركيب الكيميائي

كاربون

(C)

3-4

سيليكون

(Si)

2-3

منغنيز

(Mn)

0.10 – 0.90

فوسفور

(P)

0.10 الحد الأعظمي

كبريت

(S)

0.03 الحد الأعظمي

منعنزيوم

(Mg)

0.030 – 0.080


البنية المجهرية والخصائص الكيماوية للحديد الزهر المرن

نوع المادة

GGG 40

GGG 50

GGG 60

GGG 70

GGG 80

البنية المجهرية

الفيريت

http://www.istikamet.com.tr/images/sertifikalar/ok.gif

البيرليت


بالإضافة إلى العقيدات الكروية والكبريت، إلا أن أثر وجود الكربون والسيليكون والمنغنيز والفوسفور في التركيب على ميزات السبيكة لها نفس التأثير على خصائص سبك الحديد. فكلما زادت كمية الكربون في السبائك فإن مقاومة السبيكة تنخفض. كما ما هو موجود في الحديد الزهر الرمادي فإن العنصر الفوسفور أيضاً يعمل على هشاشة الحديد الزهر المرن.
وبالتالي يجب أن لا تتعدى كمية الفوسفور في السبيكة والذي يقدر تقريباً 0.10%. ويجب ان تكون الكمية المقدرة من المنغنيز 0.50% كحد أعظمي لتجنب هشاشة وتصلب السبيكة. إن العنصر الكبريتي إحدى العناصر الحساسة التي يجب أخذ الحيطة باستخدامها في الحديد الزهر المرن والذي يمكن أن يأثر على العناصر الكروية إن زاد كميتها عن 0.02% في تركيبة السبيكة.


البنية المجهرية للحديد الزهر المرن ( الدكتايل)

تتغير البنية المجهرية للحديد الزهر المرن (الدكتايل) حسب درجة الحرارة، حيث تصبح البنية في مرحلة الأوستينيت عند بلوغ أقصى درجات الحرارة، في حين تصبح لديها بنية مختلفة عندما تبلغ درجة الحرارة أقل من 735˚C أثناء عملية الانصهار. إن كمية الكربون المذابة في البنية الأوستينيت حوالي 1%. حيث ينحل مادة الكربون بنسبة قليلة جداً في مرحلة الفيريت. وبالتالي إن نسبة الكربون 1% تنفصل خلال مرحلة التغيير من مرحلة الأوستنيت إلى الفيريت. هذا العنصر الكربوني المنفصل يصبح عنصر كاربيدي ومتصلب في مرحلة العقيدات الكروية (الداكتايل).   
بالإضافة إلى إمكانية التحكم في جعل الجرافيت كروي الشكل، يمكن أيضاً التحكم في نسبة الفيريت إلى نسبة البيرليت عن طريق التحكم العناصر السبائكية المضافة والتحكم في درجات الحرارة أو بمعالجة السبيكة حرارياً بعد الصب، لتعديل نسب البيرليت والفيريت. التحكم في نسبة الفيريت إلى نسبة البيرليت، يغير من قيمة إجهاد الشد وإجهاد الخضوع والاستطالة للحديد الزهر المرن، وبالتالي يمكن إنتاج كم هائل من سبائك الحديد الزهر المرن تختلف عن بعضها في الخصائص.

الحديد الزهر ذو الغرافيت الكروي الفيريتي

الفيريت هو أحد أنواع الحديد ، يتبلور طبقا نظام بلوري مكعب ويرمز له بالرمز ألفا الحديد وتركيبه البلوري نظام بلوري مكعب مركزي الجسم . يكون الحديد النقي في صورة الفريت تحت درجة حرارة 911 مئوية، وبين درجة حرارة 1392 حتى درجة انصهاره فيكون في شكل دلتا فريت.
الألفا حديد ذو ذوبانية ضعيفة للكربون حيث تصل أعلي ذوبانية للكربون في حديد ألفا 0.025% عند درجة حرارة 723 مئوية، أي عند درجة حرارة الايوتيكتويد وتنخفض إلى 0.0025% عند درجة حرارة الغرفة. حيث من الفريت يصنع الحديد المطاوع وكذلك الحديد الزهر بحسب نسبة الكربون الموجودة فيه.

 


 


 

الحديد الزهر ذو الغرافيت الكروي البيرليتي

البيرليت بنية رقائقية تتكون من طبقات متبادلة من الفيريت 88٪ من الوزن والسمنتيت  12% من الوزن وهو الطور الذي يتواجد في في بعض أنواع الصلب الحديد الزهر. وفي الواقع فإن المظهر الطبقي مضلل لأن تلك الطبقات ثلاثية الأبعاد؛ لذا فكل رقاقة من الفريت أو السمنتيت محاطة برقائق أخرى من الفريت والبرليت. في سبائك الحديد والكربون، يتكون البرليت خلال التبريد البطئ للأوستينيت من خلال تفاعل إيوتكتويدي يتم عند 727°م.
يحتوي الأوستينيت عند نقطة الإيوتكتويد من حوالي 0.77 % كربون، وإذا احتوى الصلب على نسبة كربون أقل فستكون بالصلب نسبة من بلورات الفريت النقية نسبيًا والتي لا تشارك في التفاعل الإيوتكتويدي ولا يمكن تحويلها إلى برليت. وعلى العكس إذا احتوى الصلب على نسبة كربون أكثر من 0.77 % كربون، فسيتكون بالصلب بلورات من السمنتيت قبل وصوله إلى نقطة الإيوتكتويد. يمكن حساب نسبة الفريت أو السمنتيت التي تكونت فوق نقطة الإيوتكتويد من منحنى الحديد والكربون باستخدام قاعدة الذراع.
 




الحديد الزهر ذو الجرافيت الكروي الأوستيني 

يتمتع هذا الخليط المعدني بمواصفات ميكانيكية مثل المقاومة العالية للتصدأ حيث بنيته مصنوعة من الأوستينيت وكمية محدودة من البيرليت.