ग्रे आयरन बनाम डक्टाइल आयरन: प्रमुख अंतर

1. परिचय

सलेटी लोहा बनाम नमनीय लोहे कच्चा लोहा के दो सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले प्रकार हैं, प्रत्येक अद्वितीय गुण और लाभ प्रदान करता है जो उन्हें उद्योगों की एक विस्तृत श्रृंखला में अपरिहार्य बनाता है.

कच्चा लोहा परिवार के सदस्यों के रूप में - लौह-कार्बन-सिलिकॉन मिश्र धातु जो पिघली हुई धातु को साँचे में डालकर बनाई जाती है - दोनों सामग्रियों को उनकी ताकत के लिए महत्व दिया जाता है, मशीन की, कास्टेबिलिटी, और लागत-प्रभावशीलता.

2. कच्चा लोहा क्या है?

कच्चा लोहा लौह-कार्बन मिश्र धातुओं का एक समूह है जिसमें कार्बन सामग्री आमतौर पर अधिक होती है 2%.

इसका उत्पादन पिग आयरन को पिघलाकर किया जाता है - जो आमतौर पर लौह अयस्क से प्राप्त होता है - भट्टी में और पिघली हुई धातु को वांछित आकार देने के लिए सांचों में डाला जाता है।.

परिणाम कठिन है, नाज़ुक, और मजबूत सामग्री जो अपने विशिष्ट फॉर्मूलेशन और उपचार के आधार पर उत्कृष्ट कास्टेबिलिटी और यांत्रिक गुणों की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदान करती है.

सामान्य रचना

कच्चा लोहा की मूल संरचना में शामिल हैं:

• लोहा (फ़े) - प्राथमिक तत्व
• कार्बन (सी) – 2.0–4.0%, कास्टेबिलिटी को बढ़ावा देना और कठोरता और भंगुरता को प्रभावित करना
• सिलिकॉन (और) – 1.0–3.0%, जो जमने के दौरान ग्रेफाइट निर्माण को बढ़ावा देता है
• की मात्रा का पता लगाएं मैंगनीज (एम.एन.), गंधक (एस), और फास्फोरस (पी) भी उपस्थित हो सकते हैं

कच्चा लोहा की मुख्य विशेषताएं:

• उत्कृष्ट कास्टेबिलिटी: जटिल सांचों में अच्छी तरह प्रवाहित होता है, इसे जटिल आकृतियों के लिए आदर्श बनाना
• अच्छी मशीनेबिलिटी: विशेषकर ग्रे आयरन जैसे कुछ ग्रेडों में
• उच्च संपीड़न शक्ति: इसे संरचनात्मक अनुप्रयोगों में भार वहन करने के लिए उपयुक्त बनाता है
• सुपीरियर कंपन डंपिंग: मशीनों और उपकरणों में शोर और गति को कम करता है
• प्रभावी लागत: बड़ी मात्रा में उत्पादन करना सस्ता है

कच्चा लोहा के सामान्य प्रकार:

3. ग्रे आयरन क्या है??

सलेटी लोहा, के रूप में भी जाना जाता है स्लेटी कच्चा लोहा, कच्चा लोहा का सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला प्रकार है. इसका नाम इसकी फ्रैक्चर सतह के भूरे रंग के कारण रखा गया है, जो की उपस्थिति के कारण है ग्रेफाइट के टुकड़े इसकी सूक्ष्म संरचना में.

ये ग्रेफाइट के टुकड़े लौह मैट्रिक्स में एक असंतोष पैदा करते हैं, ग्रे आयरन को इसकी विशिष्ट उपस्थिति और यांत्रिक गुण प्रदान करना.

सूक्ष्म

ग्रे आयरन की परिभाषित विशेषता यह है परतदार ग्रेफाइट संरचना के एक मैट्रिक्स के भीतर एम्बेडेड फेराइट, पर्लिट, या दोनों का संयोजन.

ये परतें जमने के दौरान बनती हैं और सामग्री के लिए जिम्मेदार होती हैं:

• उत्कृष्ट कंपन अवमंदन
• अच्छा ऊष्मीय चालकता
• उच्च सम्पीडक क्षमता

तथापि, गुच्छों के नुकीले किनारे कार्य करते हैं तनाव सांद्रक, जो तन्य शक्ति को काफी कम कर देता है और सामग्री को भंगुर बनाएं तनाव या प्रभाव में.

ग्रेड और मानक

ग्रे आयरन का वर्गीकरण किसके द्वारा किया जाता है? तन्यता ताकत, जैसे मानकों का उपयोग करके अक्सर निर्दिष्ट किया जाता है एएसटीएम ए48. उदाहरणों में शामिल हैं:

• कक्षा 20 (सीएल20): कम ताकत, उत्कृष्ट मशीनीकरण
• कक्षा 30 (सीएल30): सामान्य प्रयोजन उपयोग
• कक्षा 40 (सीएल40): उच्च शक्ति, भार वहन करने वाले भागों के लिए उपयुक्त

उच्च वर्ग संख्याएँ उच्च तन्यता शक्ति का संकेत देती हैं, आमतौर पर शीतलन दर या मिश्र धातु सामग्री को समायोजित करके प्राप्त किया जाता है.

प्रमुख गुण:

• उच्च संपीड़न शक्ति
• उत्कृष्ट भिगोने की क्षमता
• खराब लचीलापन और प्रभाव प्रतिरोध

ग्रे आयरन के विशिष्ट अनुप्रयोग

ग्रे आयरन की लागत-प्रभावशीलता और संपीड़न-प्रधान अनुप्रयोगों में प्रदर्शन इसे एक उपयोगी सामग्री बनाता है:

• इंजन ब्लॉक और सिलेंडर हेड
• ब्रेक डिस्क और ड्रम
• मशीन टूल बेड और बेस
• गियरबॉक्स और आवास
• पंप और वाल्व

4. तन्य लौह क्या है??

नमनीय लोहे, के रूप में भी जाना जाता है गांठदार कच्चा लोहा या गोलाकार लोहा (एसजीआई), एक प्रकार का कच्चा लोहा है जो ग्रे आयरन की तुलना में विशेष रूप से बेहतर यांत्रिक गुण प्रदान करता है लचीलापन, तन्यता ताकत, और संघात प्रतिरोध.

मुख्य अंतर इसमें निहित है ग्रेफाइट का आकार धातु की सूक्ष्म संरचना के भीतर. तन्य लौह में, ग्रेफाइट रूप के रूप में गोलाकार पिंड, भूरे लोहे की तरह गुच्छों के बजाय.

यह गोल आकृति विज्ञान तनाव एकाग्रता को कम करता है, नमनीय लोहे को बिना फ्रैक्चर के फैलने या विकृत होने की अनुमति देता है - इसलिए इसका नाम "नमनीय" है।

सूक्ष्म

• गांठदार ग्रेफाइट: गोलाकार कण (5-20μm व्यास) जो तनाव एकाग्रता को कम करता है, प्लास्टिक विरूपण की अनुमति देना.
• मैट्रिक्स: ताप उपचार के माध्यम से तैयार किया गया-फेरिटिक (ड्यूक), मोती का (मज़बूत), या बैनिटिक (उच्च शक्ति और क्रूरता).

ग्रेड और मानक

एएसटीएम ए 536 - डक्टाइल आयरन कास्टिंग के लिए मानक विशिष्टता

• 60-40-18 → 60 केएसआई तन्यता, 40 केएसआई उपज, 18% बढ़ाव
• 80-55-06 → उच्च शक्ति, मध्यम लचीलापन
• 100-70-03 → बहुत उच्च शक्ति, कम लचीलापन

आईएसओ 1083 - गोलाकार ग्रेफाइट लोहे के लिए अंतर्राष्ट्रीय पदनाम

• एन-जीजेएस-400-15 (एएसटीएम के समान 60-40-18)
• EN-GJS-700-2 (एएसटीएम के समान 100-70-03)

प्रमुख गुण:

• बहुत अधिक ताकत और लचीलापन
• अधिक प्रभाव प्रतिरोध
• बेहतर थकान प्रतिरोध, चक्रीय लोडिंग के लिए आदर्श
• कुछ भिगोने की क्षमता बरकरार रखती है, यद्यपि ग्रे आयरन से कम

तन्य लौह के सामान्य अनुप्रयोग

इसकी प्रदर्शन विशेषताओं के लिए धन्यवाद, तन्य लौह का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है:

• मोटर वाहन घटक: क्रैंक्शैफ्ट, नियंत्रण हथियार, धुरा आवास
• नगरपालिका जल और अपशिष्ट जल प्रणालियाँ: लचीले लोहे के पाइप और फिटिंग
• भारी उपकरण: गियर, कपलिंग्स, कोष्ठक, संरचनात्मक भाग
• ऊर्जा क्षेत्र: पवन टरबाइन केन्द्र, हाइड्रोलिक सिस्टम
• रेलमार्ग और खनन उपकरण: भागों को ट्रैक करें, बीयरिंग

5. रासायनिक संरचना तुलना

दोनों मिश्रधातुएँ मुख्य रूप से लोहे से बनी हैं (फ़े), साथ ही कार्बन (सी) और सिलिकॉन (और), लेकिन सूक्ष्म अंतर और योजक उन्हें अलग करते हैं:

6. ग्रे आयरन बनाम डक्टाइल आयरन की भौतिक संपत्ति की तुलना

7. ग्रे आयरन बनाम डक्टाइल आयरन की यांत्रिक संपत्ति तुलना

8. विनिर्माण और कास्टिंग

ग्रे आयरन और डक्टाइल आयरन दोनों का उत्पादन स्थापित कास्टिंग विधियों का उपयोग करके किया जाता है, लेकिन उनकी प्रसंस्करण उनकी विशिष्ट सूक्ष्म संरचनाओं और यांत्रिक आवश्यकताओं के कारण भिन्न होती है.

ग्रे आयरन विनिर्माण:

• पिघलना और मिश्र धातु: ग्रे आयरन को आमतौर पर कपोला भट्टियों या इलेक्ट्रिक इंडक्शन भट्टियों में पिघलाया जाता है. मूल संरचना में लोहा शामिल है, कार्बन (अधिकतर ग्रेफाइट के रूप में), और सिलिकॉन.
  मैंगनीज जैसे मिश्रधातु तत्व, गंधक, और फॉस्फोरस को कास्टेबिलिटी और ग्रेफाइट निर्माण को अनुकूलित करने के लिए नियंत्रित किया जाता है.
• ढलाई के तरीके: सबसे आम प्रक्रिया है सैंड कास्टिंग, इसके लचीलेपन और लागत-प्रभावशीलता के लिए पसंदीदा, विशेष रूप से इंजन ब्लॉक जैसे जटिल या बड़े घटकों के लिए, मशीन आधार, और ब्रेक ड्रम.
• ठोस बनाना: ठंडा होने के दौरान ग्रेफाइट लोहे के मैट्रिक्स के भीतर गुच्छे के रूप में बनता है, उत्कृष्ट कंपन अवमंदन प्रदान करता है लेकिन भंगुरता की ओर ले जाता है.
• मशीन की: ग्रे आयरन की परतदार ग्रेफाइट संरचना मशीनिंग के दौरान स्नेहक के रूप में कार्य करती है, डक्टाइल आयरन की तुलना में मशीन बनाना आसान बनाता है.

तन्य लौह विनिर्माण:

• पिघलना और उपचार: तन्य लौह समान कच्चे माल से शुरू होता है, इंडक्शन या इलेक्ट्रिक आर्क भट्टियों में पिघलाया जाता है.
  मुख्य अंतर इसमें निहित है गांठदार उपचार- ग्रेफाइट के टुकड़ों को गोलाकार पिंडों में बदलने के लिए पिघले हुए लोहे में मैग्नीशियम या सेरियम मिलाना.
• ढलाई के तरीके: प्राय: नमनीय लोहे का उपयोग करके ढलाई की जाती है सैंड कास्टिंग या धातु - स्वरूपण तकनीक सटीक भागों के लिए.
  नियंत्रित शीतलन दर और संरचना समायोजन गांठदार ग्रेफाइट गठन और यांत्रिक गुणों को सुनिश्चित करते हैं.
• सूक्ष्म संरचना नियंत्रण: गोलाकार ग्रेफाइट तनाव सांद्रता को कम करता है और लचीलापन और कठोरता बढ़ाता है.
• उष्मा उपचार: तन्य लोहे का ताप-उपचार किया जा सकता है (annealed, सामान्य किया हुआ, या क्रोधित) यांत्रिक गुणों को बढ़ाने के लिए, तन्य शक्ति और थकान प्रतिरोध सहित.
• मशीन की: ग्रे आयरन की तुलना में इसकी उच्च शक्ति और कठोरता के कारण मशीन के लिए थोड़ा अधिक चुनौतीपूर्ण है लेकिन उपयुक्त टूलींग का उपयोग करते समय अभी भी अच्छी मशीनेबिलिटी है.

9. संक्षारण प्रतिरोध और स्थायित्व

ग्रे आयरन और डक्टाइल आयरन के बीच चयन करते समय संक्षारण प्रतिरोध और दीर्घकालिक स्थायित्व महत्वपूर्ण कारक हैं, विशेष रूप से कठोर वातावरण के संपर्क में आने वाले अनुप्रयोगों के लिए.

सलेटी लोहा:

• संक्षारण व्यवहार: ग्रे आयरन शुष्क वातावरण में जंग के प्रति मध्यम रूप से प्रतिरोधी होता है, लेकिन नमी के संपर्क में आने पर जंग लगने की आशंका होती है, विशेष रूप से लवण या अम्लीय स्थितियों की उपस्थिति में.
  ग्रेफाइट के टुकड़े लौह मैट्रिक्स के साथ सूक्ष्म-गैल्वेनिक कोशिकाएं बना सकते हैं, स्थानीयकृत क्षरण में तेजी लाना.
• भूतल संरक्षण: स्थायित्व बढ़ाने के लिए, ग्रे आयरन घटकों को अक्सर पेंटिंग जैसी सुरक्षात्मक कोटिंग प्राप्त होती है, पाउडर कोटिंग, या गैल्वनाइजिंग.
  कुछ मामलों में, आक्रामक वातावरण के लिए विशेष संक्षारण प्रतिरोधी मिश्र धातु या अस्तर का उपयोग किया जाता है.
• सहनशीलता: जबकि ग्रे आयरन में उत्कृष्ट घिसाव प्रतिरोध होता है, जंग पर्याप्त सुरक्षा के बिना बाहरी या गीले अनुप्रयोगों में घटकों के जीवनकाल को कम कर सकती है.

नमनीय लोहे:

• सुधारित संक्षारण प्रतिरोध: लचीले लोहे में गोलाकार ग्रेफाइट संरचना तनाव सांद्रता को कम करती है और एक अधिक समान मैट्रिक्स बनाती है, जो ग्रे आयरन की तुलना में संक्षारण प्रतिरोध में सुधार करता है.
• उन्नत भूतल उपचार: तन्य लौह घटक आमतौर पर एपॉक्सी अस्तर जैसे सुरक्षात्मक कोटिंग्स का उपयोग करते हैं, जिंक कोटिंग्स, या पॉलीयुरेथेन पेंट, विशेष रूप से पानी और अपशिष्ट जल पाइपिंग प्रणालियों में उपयोग के लिए.
• कैथोडिक संरक्षण: भूमिगत या जलमग्न अनुप्रयोगों में, जंग को कम करने के लिए लचीले लोहे के पाइपों में अक्सर कैथोडिक सुरक्षा प्रणालियाँ शामिल होती हैं.
• कठोर परिस्थितियों में स्थायित्व: इसकी उच्च कठोरता और लचीलेपन के लिए धन्यवाद, नमनीय लोहा, संक्षारण प्रक्रियाओं के दौरान यांत्रिक तनाव को ग्रे आयरन की तुलना में बेहतर ढंग से सहन करता है, चक्रीय लोडिंग और संक्षारक वातावरण के तहत लंबे समय तक सेवा जीवन में योगदान देना.

10. लागत तुलना

• कच्चा माल: ग्रे आयरन की कीमत $1-$3/किग्रा है; लचीले लोहे की कीमत $1.5-$4.5/किग्रा है (30-50% अधिक) एमजी/सीई नोड्यूलाइज़र के कारण.
• प्रसंस्करण: ग्रे आयरन को उपचार के बाद किसी उपचार की आवश्यकता नहीं होती है; नमनीय लोहे को एनीलिंग की आवश्यकता हो सकती है ($0.2-$0.5/किग्रा अतिरिक्त).
• जीवनचक्र लागत: उच्च तनाव वाले अनुप्रयोगों में तन्य लौह अक्सर कम दीर्घकालिक लागत प्रदान करता है (उदा।, पाइप: 50-वर्ष जीवनकाल बनाम. 30 ग्रे आयरन के लिए वर्ष).

11. ग्रे आयरन बनाम डक्टाइल आयरन के बीच मुख्य अंतर

अनुप्रयोग आवश्यकताओं के आधार पर उपयुक्त सामग्री का चयन करने के लिए ग्रे आयरन और डक्टाइल आयरन के बीच मूलभूत अंतर को समझना महत्वपूर्ण है.

12. ग्रे और डक्टाइल आयरन के बीच चयन करना

• भिगोना/कंपन नियंत्रण को प्राथमिकता दें: सलेटी लोहा (उदा।, इंजन ब्लॉक, खराद बिस्तर).
• ताकत/लचीलापन की आवश्यकता है: नमनीय लोहे (उदा।, क्रैंक्शैफ्ट, पाइप).
• लागत के प्रति संवेदनशील, कम तनाव वाले ऐप्स: सलेटी लोहा (उदा।, मैनहोल कवर).
• गतिशील भार/प्रभाव जोखिम: नमनीय लोहे (उदा।, निलंबन घटक).

13. निष्कर्ष

ग्रे आयरन बनाम तन्य आयरन, दोनों प्रकार का कच्चा लोहा, विशिष्ट भूमिकाएँ निभाएँ: ग्रे आयरन कम लागत में उत्कृष्ट है, कंपन-damped, और कंप्रेसिव-लोड अनुप्रयोग, जबकि नमनीय लौह उच्च-तनाव पर हावी है, गतिशील, और प्रभाव-प्रवण परिदृश्य.

उनके मतभेद, ग्रेफाइट आकृति विज्ञान में निहित, उन्हें आधुनिक इंजीनियरिंग में अपूरणीय बनाएं, ऑटोमोटिव में उनकी निरंतर प्रासंगिकता सुनिश्चित करना, आधारभूत संरचना, और मशीनरी.

पूछे जाने वाले प्रश्न

क्या तन्य लोहा स्टील से अधिक मजबूत होता है??

हाँ- नमनीय लोहा निम्न से मध्यम कार्बन स्टील्स को टक्कर दे सकता है (~400-600 एमपीए), हालाँकि यह कम लचीला है.

क्या ग्रे आयरन को ताप-उपचार किया जा सकता है??

नहीं-यह ग्रेफाइट के टुकड़ों के कारण भंगुरता बरकरार रखता है और गर्मी उपचार के माध्यम से इसमें सुधार नहीं होता है.

इंजन ब्लॉक के लिए ग्रे आयरन का उपयोग क्यों करें??

यह उत्कृष्ट कंपन अवमंदन है, तापीय स्थिरता, और कम लागत इसे इंजन घटकों के लिए आदर्श बनाती है.

लचीले लोहे के पाइप कितने समय तक चलते हैं?

उचित कोटिंग और स्थापना के साथ, वे अक्सर 50-100+ वर्ष की सेवा प्राप्त करते हैं.

क्या दोनों प्रकार पुन: प्रयोज्य हैं??

हाँ, दोनों हैं 95% पुनर्चक्रण, पुनर्नवीनीकरण ग्रे/लचीला लौह बरकरार रखने के साथ 90% मूल संपत्तियों का.