1. مقدمه
آهن, همچنین به عنوان آهن گرافیتی گره یا کروی شناخته می شود, چدن به دلیل عالی بودن آن مشهور است قدرت, شکل پذیری, و مقاومت در برابر خستگی, به دلیل گره های گرافیتی آن.
در استاندارد ASTM A536, 65‑ 45-12 نمره ای با 65 قدرت کششی KSI, 45 قدرت عملکرد KSI, و ≥12 % کشیدگی - تعادل ایده آل برای بسیاری از برنامه های مهندسی.
این ماده همه کاره به طور گسترده ای در آن استفاده می شود اجزای ساختاری, سیستم های خودرو, پمپ ها, و تجهیزات صنعتی با توجه به عملکرد مکانیکی قوی و مقرون به صرفه.
2. چیست 65-45-12 چدن داکتیل?
65-45-12 آهن یک است چدن گره درجه یک فریس تعریف شده توسط ASTM A536 مشخصات.
اعداد موجود در تعیین به حداقل آن اشاره دارد استحکام کششی (65 ksi یا 448 MPa), قدرت تسلیم (45 ksi یا 310 MPa), و کشیدگی (12%), نمایانگر ترکیبی متعادل از قدرت, شکل پذیری, و ماشین کاری.
برخلاف آهن خاکستری, که حاوی گرافیت پوسته است که ساختار فلز را تضعیف می کند, 65-45-12 ویژگی های آهن انعطاف پذیر کروی (گره دار) گرافیت در یک غالباً تعبیه شده است ماتریس فریتیک.
این ریزساختار به طرز چشمگیری بهبود می یابد مقاومت در برابر ضربه, سختی, و عملکرد خستگی, مناسب بودن آن برای مؤلفه هایی که باید بارهای مکانیکی و لرزش را تحمل کنند.
آهن 65-45-12 به طور گسترده در صنایعی مانند استفاده می شود خودرو, هیدرولیک, کشاورزی, و زیرساخت شهرداری, که در آن تعادل دوام مکانیکی و قابلیت بازیگری مورد نیاز است.
این ماده اغلب برای اجزای ایمنی یا ساختاری بارگذاری شده از آهن خاکستری مورد علاقه است, و به عنوان یک جایگزین مقرون به صرفه برای فولاد ریخته گری در بسیاری از کاربردهای با استحکام متوسط.
3. ترکیب شیمیایی 65-45-12 چدن داکتیل
ترکیب شیمیایی از 65-45-12 آهن برای ارتقاء شکل گیری مهندسی شده است گرافیت گره در یک عمدتاً ماتریس فریتیک, که این ماده را ترکیبی از قدرت از قدرت می بخشد, شکل پذیری, و ماشین کاری.
ترکیب شیمیایی معمولی
| عنصر | دامنه معمولی (%) | تابع |
| کربن (سی) | 3.40 – 3.80 | شکل گیری گرافیت را ترویج می کند و بر قدرت و ماشینکاری تأثیر می گذارد |
| سیلیکون (و) | 2.20 – 2.80 | ثبات فریت را تقویت می کند, از تشکیل گره گرافیتی پشتیبانی می کند |
| منگنز (منگنز) | ≤ 0.50 | فریت را تقویت می کند اما بیش از حد منگنز می تواند انعطاف پذیری را کاهش دهد |
| منیزیم (Mg) | 0.03 – 0.06 | برای کروی گرافیت بسیار مهم است (ساختار گره) |
| فسفر (پ) | ≤ 0.05 | ناحانی; بیش از حد انعطاف پذیری و سختی را کاهش می دهد |
| گوگرد (اس) | ≤ 0.02 | ناحانی; اگر بیش از حد زیاد باشد ، اثر گره خورده منیزیم را شمارنده می کند |
| مس (مس)(اختیاری) | 0.1 – 0.5 | گاهی اوقات برای افزایش قدرت یا بهبود ماشینکاری اضافه می شود |
4. خصوصیات مکانیکی 65-45-12 چدن داکتیل
درجه ASTM A536 65-45-12 آهن با تعادل قدرت آن تعریف شده است, شکل پذیری, و سختی.
این خصوصیات آن را به یک ماده مهندسی همه کاره مناسب برای هر دو برنامه تحمل بار استاتیک و پویا تبدیل می کند.
خصوصیات مکانیکی معمولی
| اموال | ارزش | واحد |
| استحکام کششی (UTS) | ≥ 65 ksi (به طور معمول 450-550) | ksi (MPa) |
| قدرت تسلیم (0.2% جبران کردن) | ≥ 45 ksi (به طور معمول 310-360) | ksi (MPa) |
| ازدیاد طول (در 2 اینچ) | ≥ 12 (می تواند به 15-18 ٪ برسد) | % |
| سختی برینل | 170 – 210 | HBW |
| مدول الاستیسیته | ~ 24 × 10³ | ksi (165 GPa) |
| قدرت خستگی (پرتوی چرخشی, 10⁷ چرخه) | 30 پوند ksi | ksi (207 MPa) |
5. خصوصیات بدنی 65-45-12 چدن داکتیل
این خواص فیزیکی از درجه ASTM A536 65-45-12 آهن انعطاف پذیر پایه و اساس محکمی برای عملکرد مکانیکی و قابلیت استفاده در کاربردهای صنعتی فراهم می کند.
خصوصیات بدنی معمولی
| اموال | ارزش معمولی & واحد | پیامدهای مهندسی |
| تراکم | 7.0-7.3 گرم در سانتی متر مربع | نسبت استحکام به وزن بالا; کمی سبک تر از فولاد کربن برای قطعات حساس به وزن. |
| نقطه ذوب | 1150-1200 درجه سانتیگراد | مناسب برای ریخته گری با نیازهای انرژی ذوب نسبتاً کم. |
| مدول الاستیسیته (اشمیه) | 160-170 GPA | سفتی بالایی را برای یکپارچگی ساختاری در برنامه های باربری ارائه می دهد. |
| نسبت پواسون | 0.27–0.30 | دامنه استاندارد برای مواد فلزی; بر رفتار فشار استرس تأثیر می گذارد. |
| هدایت حرارتی | 36-46 w/m · k | از اتلاف گرما در بلوک های موتور پشتیبانی می کند, محفظه پمپاژ, و قطعات چرخان. |
| ضریب انبساط حرارتی | 10.8–12.0 میکرومتر در متر · درجه سانتیگراد | رشد حرارتی کم پایداری بعدی را در دوچرخه سواری حرارتی تضمین می کند. |
| مقاومت الکتریکی | ~ 0.7-0.8 میکروگرم · متر | برای قطعات ساختاری کافی است; برای هدایت الکتریکی مناسب نیست. |
| ظرفیت حرارتی خاص | 460 j/kg · k | بافر حرارتی در تجهیزات حساس به دما فراهم می کند. |
6. ریزساختار و خصوصیات متالورژی
65-45-12 عملکرد آهن انعطاف پذیر به ریزساختار آن وابسته است:
- ماتریس: 90+% فریت (نرم, شکل‌پذیر) با <10% مروارید (سخت, لول), اطمینان از کشیدگی بالا.
- گره های گرافیتی: ذرات کروی (10قطر -30 میکرومتر) با >80% گرهگی (در ASTM A536).
تعداد گره ها از 100-200 گره در میلی متر مربع - شمارش های بلندتر باعث بهبود سختی می شود. - گرهگی: برای انعطاف پذیری بسیار مهم است: 80-90 ٪ گرهوری تضمین می کند 12+% کشیدگی; <70% گرهگی باعث کاهش طول می شود <8%.
گزینه های عملیات حرارتی
- آنیل کردن: 800-850 درجه سانتیگراد برای 2 ساعت, آهسته خنک به 600 درجه سانتیگراد, سپس هوا خنک شده است. مروارید را کاهش می دهد <5%, افزایش کشیدگی به 16-18 ٪ اما کاهش مقاومت کششی 5-10 ٪.
- عادی سازی: 900-950 درجه سانتیگراد برای 1 یک ساعت, سرد. مروارید را به 15-20 ٪ افزایش می دهد, تقویت قدرت کششی به 75 KSI اما کاهش کشیدگی به 10-12 ٪.
7. ویژگی های ریخته گری از 65-45-12 چدن داکتیل
65-45-12 آهن داکتیل به دلیل رفتار عالی ریخته گری در صنعت ریخته گری بسیار مورد توجه قرار می گیرد, تعادل قابل اعتماد بین سیالیت, ثبات ابعادی, و نرخ نقص پایین.
ساختار گره گرافیتی آن ضمن حفظ یکپارچگی مکانیکی ، عملکرد ریخته گری را افزایش می دهد.
خصوصیات اصلی ریخته گری
| مشخصه | توضیحات |
| قابلیت ریخته گری | عالی; آلیاژ به خوبی در قالب های پیچیده جریان می یابد, پشتیبانی از هندسه های پیچیده و بخش های دیواری نازک. |
| نرخ انقباض | کم; فشارهای داخلی و تغییر بعدی را در حین جامد کردن به حداقل می رساند. |
| سیالیت | خوب; انواع قالب های مختلف مانند ماسه را در خود جای می دهد, پوسته, و ریخته گری فوم را با نتایج مداوم از دست داد. |
| مقاومت در برابر پارگی داغ | بالا; ماتریس فریتیک و گره های گرافیتی گرد باعث کاهش فشار داخلی و تمایل به ترک خوردگی گرم می شوند. |
| گرایش تخلخل | کم در هنگام کنترل فرآیند; درمان و دفع منیزیم به از بین بردن نقایص ناشی از گاز کمک می کند. |
| حساسیت سرد | متوسط; خنک کننده بیش از حد می تواند منجر به تشکیل کاربید یا ساختارهای مروارید شود - خنک کننده کنترل برای حفظ انعطاف پذیری لازم است. |
| ضخامت دیواره | خواص مکانیکی با ضخامت دیوار متفاوت است; بخش های ضخیم تر کندتر خنک تر, طرفداری از ساختارهای فریتیک, در حالی که مناطق نازک تر ممکن است سخت شود. |
| ثبات ابعادی | خوب. به دلیل استحکام یکنواخت و استرس باقیمانده در قسمت های بزرگتر دقت می کند. |
| روش های ریخته گری | سازگار با ریخته گری شن و ماسه, قالب گیری پوسته, ریخته گری موم گمشده, ریخته گری فوم گمشده, و ریخته گری قالب دائمی. |
8. قابلیت ساخت و ساخت
65-45-12 قابلیت ماشینکاری آهن انعطاف پذیر باعث افزایش کارایی و عمر ابزار می شود:
- رتبه پذیری: 70-80 ٪ (در مقابل. 100% برای برنج برش رایگان), برتر از فولاد ریخته گری (50-60 ٪).
- انتخاب ابزار: درج کاربید (روکش شده) 20-30 ٪ بیشتر از فولاد, با سرعت برش 150-200 متر در دقیقه برای چرخش.
- عملیات معمولی:
-
- چرخش/فرز: به پایان می رسد RA 1.6-3.2 میکرومتر, مناسب برای اجزای هیدرولیک.
- حفاری/ضربه زدن: نخ های تمیز را بدون جوش چیپ تشکیل می دهد, برای اتصالات لوله بسیار مهم است.
- قابلیت جوشکاری: محدود اما با پیش گرم (200-300 درجه سانتیگراد) و الکترودهای کم هیدروژن.
اتصالات جوش داده شده 70 ٪ از استحکام فلز پایه را حفظ می کنند اما بندرت مورد استفاده قرار می گیرند - بست مکانیکی ترجیح داده می شود.
9. مقاومت در برابر خوردگی و درمان سطحی 65-45-12 چدن داکتیل
هر چند 65-45-12 آهن انعطاف پذیر خصوصیات مکانیکی و ریخته گری عالی را ارائه می دهد, ذاتاً مقاوم در برابر خوردگی نیست.
برخلاف فولاد ضد زنگ یا آهنین مخصوص آلیاژ, سطح آن مستعد اکسیداسیون و تخریب محیطی است - به ویژه در مرطوب, اسیدی, یا محیط های نمک.
در نتیجه, درمان ها و پوشش های سطح مناسب برای گسترش عمر خدمات و اطمینان از عملکرد در برنامه های کاربردی ضروری است.
خصوصیات مقاومت در برابر خوردگی
| جنبه | عملکرد 65-45-12 |
| در شرایط جوی | مقاومت متوسط; یک لایه اکسید پایدار در محیط های خشک ایجاد می کند |
| در آب یا خاک | محدود; مستعد به زنگ زدگی بدون محافظت, به خصوص در شرایط اسیدی یا اکسیژن |
| در محیط های دریایی/کلرید | مقاومت ضعیف بدون پوشش; گودال سریع و خوردگی عمومی انتظار می رود |
| خطر خوردگی گالوانیک | زیاد هنگام تماس با فلزات متفاوت در محیط های رسانا |
درمان های سطح مشترک
| نوع درمان | هدف | برنامه های کاربردی معمولی |
| نقاشی / پوشش پودری | محافظت از مانع در برابر رطوبت و مواد شیمیایی | ماشین آلات, قطعات ساختمانی |
| روکش اپیوکسی | مقاومت در برابر مواد شیمیایی و رطوبت عالی | شیرآلات, لوله کشی, آبش |
| گالوانیزه کردن (روی چیدمنی) | لایه قربانی برای مقاومت در برابر خوردگی, به خصوص در محیط های بیرونی یا دریایی | زیرساخت شهرداری, قطعات سخت افزاری |
| روکش فسفات | چسبندگی رنگ را بهبود می بخشد, مقاومت در برابر خوردگی سبک را فراهم می کند | اجزای خودرو و هیدرولیکی |
| منفعل شدن (کمتر رایج) | آلاینده های سطح را از بین می برد, اگرچه اثربخشی محدود بر آهن انعطاف پذیر است | گاهی اوقات قبل از پوشش استفاده می شود |
| القاء/نیترید (سخت شدن سطح) | سایش و سختی سطح را افزایش می دهد; سود خوردگی ثانویه | چرخ دنده ها, بوش ها, بشقاب بپوشید |
10. برنامه های کاربردی از 65-45-12 چدن داکتیل
به دلیل ترکیب عالی از قدرت, شکل پذیری, سختی, قابلیت استفاده, و مقرون به صرفه بودن, 65-45-12 آهن (همانطور که توسط ASTM A536 تعریف شده است) به طور گسترده ای در چندین بخش صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.
کاربردهای کلیدی صنعتی توسط بخش
| بخش صنایع | برنامه های کاربردی معمولی |
| خودرو | اجزای تعلیق, بازوهای کنترل, گره های فرمان, هاب, محاصره دیفرانسیل |
| شهرداری & آبش | اتصالات لوله, دریچه ها, بدنهای, پمپ, درپوش های منهول |
| کشاورزی & کشاورزی | جعبه دنده, براکت ها را پیاده سازی کنید, قطب های چرخ, قاب ابزار خاکورزی |
| تجهیزات صنعتی | بدنهای کمپرسور, اجزای هیدرولیکی, محفظه های موتور, پشتیبانی از |
| ماشین آلات ساختمانی | سنهای متضاد, قاب ها, براکت ها, صفحات پایه, بازوهای لودر |
| انرژی & قدرت | براکت های توربین بادی, ترانسفورماتور, قطعات کمپرسور گاز |
| راه آهن & عبور | اجزای ترمز, کوپلینگ ها, قطعات تعلیق |
| ماشین آلات عمومی | گیره, اهرم, خالی دنده, سوار می شود, بازوها |
11. مزایای از 65-45-12 چدن داکتیل
- مقاومت کششی بالا: یکپارچگی ساختاری قابل مقایسه با بسیاری از فولادها را فراهم می کند (65 ksi / 448 MPa).
- شکل پذیری خوب: حداقل کشیدگی 12% سختی و مقاومت بهتری نسبت به ترک خوردگی نسبت به آهن خاکستری تضمین می کند.
- مقاومت عالی در برابر خستگی: مناسب برای برنامه های بارگذاری چرخه و ضربه.
- مقرون به صرفه: هزینه تولید پایین و مواد اولیه در مقایسه با فولاد, در حالی که عملکرد مکانیکی مشابهی را ارائه می دهد.
- قابلیت بازیگران برتر: اجازه می دهد تا اشکال پیچیده و اجزای نزدیک به شکل با کوچک شدن و نقص کم.
- ماشین کاری: ماشین سازی آسانتر از بسیاری از فولادها, کاهش زمان سایش و تولید ابزار.
- مقاومت در برابر سایش: مناسب برای قطعاتی که نیاز به مقاومت در برابر سایش متوسط و بدون تیمارهای سطح سنگین دارند.
- میرایی لرزش: گره های گرافیتی به جذب لرزش کمک می کنند, بهبود طول عمر و کاهش نویز.
- تطبیق پذیری: سازگار با چندین روش ریخته گری و عملیات حرارتی برای خصوصیات خیاطی.
- دوستدار محیط زیست: قابل بازیافت و اغلب با انرژی کمتری در مقایسه با فولاد تولید می شود.
12. محدودیت های 65-45-12 چدن داکتیل
- آسیب پذیری خوردگی: نیاز به پوشش برای استفاده در فضای باز/دریایی - ADD 10-15 ٪ به هزینه مؤلفه.
- کلاه قدرت: استحکام کششی پایین تر از آهن های انعطاف پذیر مروارید (به عنوان مثال, 80-55-06 در 80 ksi) یا فولاد با استحکام بالا.
- حساسیت هندسه: بخش های ضخیم (>50 میلی متر) ممکن است تعداد گره های پایین تری داشته باشد, کاهش انعطاف پذیری به <10%.
- محدودیت های جوش: الزامات قبل از گرمای/گرمای گرم باعث می شود جوشکاری گران قیمت باشد..
13. مقایسه با سایر نمرات آهن انعطاف پذیر
| اموال / درجه | 65-45-12 | 80-55-06 | 60-40-18 | 65-40-12 | 70-50-05 |
| استحکام کششی (ksi / MPa) | 65 / 448 | 80 / 552 | 60 / 414 | 65 / 448 | 70 / 483 |
| ازدیاد طول (%) | ≥ 12 | ≥ 6 | ≥ 18 | ≥ 12 | ≥ 5 |
| سختی (HB) | 170–210 | 230- 280 | 160- 200 | 170–210 | 210–250 |
| برنامه های کاربردی معمولی | قطعات خودرو, محفظه پمپاژ, دریچه ها | اجزای سنگین, قطعات استرس بالا | برنامه های کاربردی که نیاز به انعطاف پذیری بالاتر دارند | مهندسی عمومی, قطعات ساختاری | قطعات مقاوم در برابر سایش و ضربه |
| تفاوت های کلیدی | قدرت و انعطاف پذیری متعادل, همه کاره | استحکام بالاتر, انعطاف پذیری پایین, سخت تر | کشیدگی بیشتر, استحکام کمتر | قدرت مشابه, عملکرد کمی پایین تر | سختی بالاتر, کشیدگی کاهش یافته |
14. استانداردها و مشخصات
- ASTM A536: محدودیت های مکانیکی و ریزساختاری را برای درجه مشخص می کند 65-45-12.
- ISO 1083 - 400‑12: معادل جهانی.
- SAE J434C D50006: مشخصات مشترک خودرو.
- ریخته گری ها معمولاً تعریف می کنند گرهگی, سختی, و ترکیب شیمیایی معیارها.
15. نتیجه گیری
65-45-12 آهن انعطاف پذیر به عنوان یک ماده مهندسی همه کاره قرار دارد, ارائه ترکیبی نادر از انعطاف پذیری, قدرت, و قابلیت ریخته گری.
ریزساختار فریسی آن اسفروئیدی برنامه های کاربردی از قطعات تعلیق خودرو گرفته تا دریچه های شهری را امکان پذیر می کند, جایی که تغییر شکل قبل از شکست و مقرون به صرفه بسیار مهم است.
در حالی که با آسیب پذیری خوردگی محدود است, مزایای آن - از جمله مقاومت در برابر خستگی برتر و هزینه های کم تولید - نقش مداوم خود را به عنوان اصلی در طراحی صنعتی حسادت می کند.
سوالات متداول
است 65-45-12 انعطاف پذیر آهن قابل جوشکاری?
بله, اما معمولاً جوش داده نمی شود. برای جلوگیری از ترک خوردگی به 200-300 درجه سانتیگراد و پس از جوشکاری نیاز دارد, ایجاد چفت مکانیکی اقتصادی تر.
چگونه می کند 65-45-12 با فولاد مقایسه کنید?
65-45-12 با استحکام کششی فولاد کم کربن در 30% هزینه کمتری اما مقاومت در برابر خوردگی کمتری دارد. فولاد برای برنامه های گرم یا بسیار خورنده ترجیح داده می شود.
می تواند 65-45-12 برای برنامه های فشار استفاده شود?
بله, تا 1000 psi (69 نوار) در انتقال سیال (به عنوان مثال, لوله های آب) هنگامی که به درستی با رتبه های فشار در هر ASME B16.42 طراحی شده است.
آیا عملیات حرارتی لازم است 65-45-12?
خیر-خواص آن به عنوان خواص آن نیازهای ASTM A536 را برآورده می کند. بازپرداخت می تواند انعطاف پذیری را بهبود بخشد, در حالی که عادی سازی قدرت را تقویت می کند, اما هر دو هزینه اضافه می کنند.
