कच्चा लोहा कार्बन स्टील से बेहतर संक्षारण प्रतिरोध क्यों करता है?

कच्चा लोहा कार्बन स्टील से बेहतर संक्षारण प्रतिरोध क्यों करता है??

अंतर्वस्तु दिखाओ

1. कार्यकारी सारांश

कच्चा लोहा अक्सर कई सामान्य संक्षारण वातावरणों में सादे कार्बन स्टील से बेहतर प्रदर्शन करता है क्योंकि इसकी रसायन विज्ञान और सूक्ष्म संरचना एक निर्माण करती है दोहरा सुरक्षात्मक प्रभाव: अक्रिय ग्रेफाइट चरण विद्युत रासायनिक रूप से सक्रिय धातु क्षेत्र को कम करते हैं, जबकि मैट्रिक्स में सिलिकॉन एक घनी सिलिका-समृद्ध सतह फिल्म बनाता है जो संक्षारण पैमाने को सील और स्थिर करता है.

ये दोनों प्रभाव मिलकर आधार धातु तक ऑक्सीजन और आयन के परिवहन को धीमा कर देते हैं और तटस्थ और हल्के आक्रामक वातावरण में समग्र संक्षारण दर को कम कर देते हैं।.

लाभ संदर्भ पर निर्भर है: अत्यधिक अम्लीय में, दृढ़ता से कम करना, या अत्यधिक क्लोराइड-असर मीडिया कार्बन-प्रतिरोधी मिश्र धातु (उदा।, स्टेनलेस स्टील्स, डुप्लेक्स) या पंक्तिबद्ध सामग्री बेहतर हो सकती है.

2. संक्षिप्त जवाब

कच्चा लोहाकी तुलना में संक्षारण प्रदर्शन में सुधार हुआ है कार्बन स्टील मुख्य रूप से है सूक्ष्म संरचनात्मक और रासायनिक - ग्रेफाइट एक भौतिक प्रदान करता है, वितरित की गई ढाल, और सिलिकॉन एक कॉम्पैक्ट SiO₂-समृद्ध फिल्म बनाता है जो अन्यथा छिद्रपूर्ण आयरन-ऑक्साइड स्केल को स्थिर और मजबूत करता है.

ये दो तंत्र कई सेवा शर्तों के तहत लोहे के विद्युत रासायनिक ऑक्सीकरण को धीमा कर देते हैं.

ढलवां लोहे के हिस्से
ढलवां लोहे के हिस्से

3. धातुकर्म आधार - संरचना और सूक्ष्म संरचना में अंतर

विशिष्ट रचनाएँ (प्रतिनिधि श्रेणियाँ)

तत्व विशिष्ट कच्चा लोहा (स्लेटी / ड्यूक) विशिष्ट कार्बन (हल्का) इस्पात
कार्बन (सी) ~2.5 - 4.0 भार% (बड़े पैमाने पर ग्रेफाइट के रूप में मौजूद होता है या यूटेक्टिक में संयुक्त होता है) ~0.05 - 0.25 भार% (ठोस घोल में या कार्बाइड के रूप में)
सिलिकॉन (और) ~1.0 – 3.5 भार% (ग्रेफाइट और SiO₂ गठन को बढ़ावा देता है) ~0.10 - 0.50 भार%
मैंगनीज (एम.एन.) ~0.2- 1.0 भार% ~0.3- 1.5 भार%
फास्फोरस (पी) पता लगाना - 0.2 भार% (नियंत्रित) ≤ ~0.04 वजन% (कम रखा गया)
गंधक (एस) पता लगाना - 0.15 भार% (नियंत्रित) ≤ ~0.05 wt%
अन्य (मिश्रधातु) छोटे जोड़ (गांठदारता के लिए एमजी/आरई; विशेष ग्रेड के लिए मिश्रधातु) संभव सूक्ष्ममिश्रण (नायब, वी, का)

निहितार्थ: कच्चे लोहे में कार्बन स्टील की तुलना में अधिक मात्रा में कार्बन और काफी अधिक सिलिकॉन होता है.
महत्वपूर्ण बात, कच्चे लोहे में सबसे अधिक कार्बन मौजूद होता है ग्रेफाइट के चरण; स्टील में कार्बन रासायनिक रूप से लौह मैट्रिक्स में बंधा होता है (फेराइट/पियरलाइट) या सीमेंटाइट के रूप में.

माइक्रोस्ट्रक्चरल कंट्रास्ट

कच्चा लोहा

ग्रेफाइट नोड्यूल या गुच्छे लोहे के मैट्रिक्स में एम्बेडेड होते हैं (फेराइट/पियरलाइट). ग्रेफाइट रासायनिक रूप से निष्क्रिय और विद्युत प्रवाहकीय है; इसकी आकृति विज्ञान (परत बनाम गोलाकार) यांत्रिक और संक्षारण व्यवहार को भी प्रभावित करता है.

कार्बन स्टील (कार्बन की कम मात्रा / हल्का स्टील)

  • सूक्ष्म: मुख्य रूप से फेराइट + पर्लिट (फेराइट = नरम, तन्य α-Fe; पर्लाइट = लैमेलर Fe + Fe ₃c).
  • कार्बन स्थान: थोड़ी मात्रा में फेराइट में घुल जाता है और सांद्रित हो जाता है सीमेन्टाईट (Fe ₃c) पर्लाइट में लैमेला.
    धातु की सतह मूलतः सतत लौह है; कोई अक्रिय परिक्षिप्त कार्बन चरण नहीं है.
  • विशिष्ट परिणाम: एक समान विद्युत रासायनिक गतिविधि के साथ सजातीय धात्विक सतह; असुरक्षित होने पर तीव्र स्थूल ऑक्सीकरण.

4. कच्चा लोहा में दोहरी संक्षारण सुरक्षा - ग्रेफाइट बाधा और सिलिका (SiO₂) अदा करना

कई प्रकार के संक्षारण के प्रति कच्चा लोहा का बेहतर प्रतिरोध दो पूरक तंत्रों से उत्पन्न होता है जो सूक्ष्म संरचनात्मक स्तर पर संचालित होते हैं: (1) ए शारीरिक बाधा प्रभाव ग्रेफाइट चरण से, और (2) ए रासायनिक निष्क्रियता सिलिका द्वारा प्रदान किया गया (SiO₂) गठन.
साथ में ये तंत्र इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रियाओं को धीमा कर देते हैं जो धातु के नुकसान को बढ़ाते हैं और कई बाहरी और जलीय वातावरणों में सेवा जीवन को बढ़ाते हैं.

कार्बन स्टील पार्ट्स
कार्बन स्टील पार्ट्स

ग्रेफाइट - एक भौतिक, सूक्ष्म पैमाने पर ढाल

  • रासायनिक स्थिरता और जड़ता. ग्रेफाइट कार्बन का रासायनिक रूप से निष्क्रिय अपरूप है.
    यह सामान्य पर्यावरणीय परिस्थितियों में आसानी से ऑक्सीकरण नहीं करता है (वायु, नमी), इसलिए धातु मैट्रिक्स में एम्बेडेड ग्रेफाइट कण एनोडिक साइट के रूप में कार्य नहीं करते हैं और सक्रिय संक्षारण में योगदान नहीं करते हैं.
  • सूक्ष्म पैमाने पर परिरक्षण. कच्चा लोहा में ग्रेफाइट परत के रूप में दिखाई देता है (धूसर लोहा) या गोलाकार (नमनीय लोहे).
    ये ग्रेफाइट विशेषताएं पूरी सतह और उपसतह पर वितरित होती हैं और असंख्य सूक्ष्म ढालों की तरह कार्य करती हैं जो प्रतिक्रियाशील लौह मैट्रिक्स के उजागर क्षेत्र को कम करती हैं।.
    लोहे और संक्षारक प्रजातियों के बीच सीधे संपर्क को बाधित करके (ऑक्सीजन, पानी, क्लोराइड आयन), ग्रेफाइट चरण ऑक्सीकरण के लिए उपलब्ध प्रभावी विद्युत रासायनिक क्षेत्र को कम कर देता है.
  • शुद्ध प्रभाव बनाम. कार्बन स्टील. कार्बन स्टील्स में इस आंतरिक कमी होती है, वितरित निष्क्रिय चरण; कार्बन स्टील्स में लौह मैट्रिक्स काफी हद तक उजागर होता है, इसलिए ऑक्सीडेटिव हमला धातु की सतह पर अधिक समान रूप से और अधिक आक्रामक तरीके से होता है.

सिलिकॉन - SiO₂ फिल्म निर्माण के माध्यम से रासायनिक निष्क्रियता

  • विद्युतरासायनिक आधार. लोहे का संक्षारण एक विद्युत रासायनिक ऑक्सीकरण प्रक्रिया है जिसमें Fe परमाणु इलेक्ट्रॉन खो देते हैं और ऑक्साइड प्रजातियां बनाते हैं.
    कच्चे लोहे में सिलिकॉन की उपस्थिति इस ऑक्सीकरण के दौरान रासायनिक मार्गों को बदल देती है.
  • अधिमान्य ऑक्सीकरण और फिल्म निर्माण. सिलिकॉन घने बनाने के लिए लोहे के साथ-साथ या कुछ मामलों में पहले ऑक्सीकरण करता है, अनुयाई सिलिका (SiO₂) धातु की सतह पर फिल्म.
    यह सिलिका परत प्रारंभिक आयरन-ऑक्साइड के भीतर छिद्रों और दोषों को भरती है (जंग) परत और सब्सट्रेट से अच्छी तरह बंध जाता है.
  • SiO₂ के अवरोधक गुण. SiO₂ फिल्म कॉम्पैक्ट और रासायनिक रूप से स्थिर है; यह धातु में ऑक्सीजन और आक्रामक आयनों के प्रसार को कम करता है और इस तरह लोहे के ऑक्सीकरण को धीमा कर देता है.
    बाहरी प्रदर्शन में, कच्चे लोहे पर सुरक्षात्मक स्केल अक्सर आयरन ऑक्साइड और सिलिका की मिश्रित फिल्म होती है; सिलिका घटक सामंजस्य में सुधार करता है और जंग की परत के झड़ने को कम करता है.
  • कार्बन स्टील जंग के साथ तुलना करें. कार्बन स्टील पर जंग आमतौर पर छिद्रपूर्ण लौह ऑक्साइड से बनी होती है (FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄) जिसमें कसावट की कमी है, सिलिका-समृद्ध फिल्मों की अनुवर्ती संरचना.
    कार्बन-स्टील का जंग भुरभुरा होता है, झरझरा और ख़राब ढंग से बंधा हुआ, इसलिए यह परतदार हो जाता है और ताजा धातु को उजागर करता है - प्रगतिशील उत्पादन करता है, क्षरण में तेजी लाना.

दो तंत्र एक साथ कैसे काम करते हैं

  • तालमेल. ग्रेफाइट संक्षारण के लिए उपलब्ध सक्रिय लौह सतह क्षेत्र को कम कर देता है, जबकि सिलिका फिल्म वहां काम करती है जहां लोहे का संक्षारण होता है - इलेक्ट्रोकेमिकल हमले को सील करना और धीमा करना.
    संयुक्त प्रभाव धीमी संक्षारण दर और सादे कार्बन स्टील की तुलना में अधिक सुसंगत सतह पैमाने का निर्माण होता है.
  • व्यावहारिक परिणाम. कई वायुमंडलीय और गैर-आक्रामक जलीय वातावरण में, कच्चा लोहा एक अस्तबल विकसित करता है, अनुवर्ती सुरक्षात्मक परत जो गहरी पैठ और संरचनात्मक हानि में देरी करती है.
    यही कारण है कि कच्चा लोहा घटक नगरपालिका में लंबे समय तक सेवा जीवन दिखा सकते हैं, वास्तुशिल्प और कई औद्योगिक अनुप्रयोग जब अत्यधिक आक्रामक रसायन विज्ञान के अधीन नहीं होते हैं.

सीमाएँ और व्यावहारिक विचार

  • पर्यावरण मायने रखता है. सिलिका-समृद्ध सुरक्षात्मक फिल्म तटस्थ से हल्के संक्षारक वातावरण में प्रभावी है.
    अत्यधिक अम्लीय स्थितियों में, अत्यधिक ऑक्सीकरण मीडिया, या आक्रामक क्लोराइड समाधानों में निरंतर विसर्जन में, निष्क्रिय लाभ कम हो जाते हैं और संक्षारण आगे बढ़ सकता है.
  • स्थानीय गैल्वेनिक कोशिकाएँ. ग्रेफाइट विद्युत सुचालक होता है; यदि ग्रेफाइट के खुले क्षेत्र एक प्रवाहकीय इलेक्ट्रोलाइट से संपर्क करते हैं और एक अधिक एनोडिक धातु मौजूद होती है, स्थानीय गैल्वेनिक इंटरैक्शन हो सकता है. डिज़ाइन को मल्टी-मेटल असेंबलियों में गैल्वेनिक जोखिम से बचना चाहिए.
  • सतह की स्थिति और कोटिंग्स. सुरक्षात्मक लेप, जब कच्चा लोहा आक्रामक रसायनों का विरोध करता है तो अस्तर या कैथोडिक सुरक्षा की अक्सर आवश्यकता होती है, लंबे समय तक विसर्जन, या जब विनियामक आवश्यकताएँ लगभग-शून्य लीचिंग की मांग करती हैं (उदा।, पीने योग्य जल प्रणालियाँ).
    कोटिंग्स प्रारंभिक सेवा अवधि के दौरान लाभकारी SiO₂-समृद्ध पैमाने को संरक्षित करने में भी मदद करती हैं.
  • विनिर्माण नियंत्रण. सिलिकॉन स्तर, मैट्रिक्स रचना, ग्रेफाइट आकृति विज्ञान और कास्टिंग अखंडता (सरंध्रता, समावेश) ये सभी दोहरी सुरक्षा की प्रभावशीलता को प्रभावित करते हैं.
    अच्छा फाउंड्री अभ्यास और रसायन शास्त्र और माइक्रोस्ट्रक्चर का उचित विनिर्देश आवश्यक है.

5. विद्युत रासायनिक और संक्षारण-तंत्र परिप्रेक्ष्य

सक्रिय क्षेत्र और गतिकी

  • संक्षारण धारा घनत्व विद्युत रासायनिक रूप से सक्रिय क्षेत्र के समानुपाती होता है. कच्चे लोहे में, प्रति इकाई स्पष्ट सतह पर सक्रिय लौह क्षेत्र ग्रेफाइट कवरेज से कम हो जाता है - समान वातावरण के तहत एनोडिक वर्तमान और शुद्ध धातु हानि दर कम हो जाती है.
  • स्केल प्रसार प्रतिरोध: एक सघन, सिलिका-समृद्ध पैमाने आयनिक और आणविक प्रसार के प्रतिरोध को बढ़ाता है (ओ₂, H ₂o, सीएल⁻), प्रतिक्रिया दर को प्रभावी ढंग से कम करना.

गैल्वेनिक विचार (एक चेतावनी)

  • ग्रेफाइट चालकता: ग्रेफाइट विद्युत सुचालक होता है.
    जब ग्रेफाइट सतह पर उजागर होता है और एक प्रवाहकीय इलेक्ट्रोलाइट मौजूद होता है, स्थानीय गैल्वेनिक कोशिकाएं बन सकती हैं जहां ग्रेफाइट कैथोडिक साइट के रूप में कार्य करता है और पास का लोहा एनोडिक बन जाता है. कुछ ज्यामितियों में यह कर सकना स्थानीयकृत क्षरण उत्पन्न करें.
  • निवल शेष: कई व्यावहारिक स्थितियों में सुरक्षात्मक फिल्म और कम सक्रिय क्षेत्र स्थानीयकृत गैल्वेनिक जोखिम से अधिक होते हैं, लेकिन डिज़ाइन को ऐसे कॉन्फ़िगरेशन से बचना चाहिए जहां ग्रेफाइट अत्यधिक कैथोडिक पैच बनाता है जो विद्युत रूप से कम उत्कृष्ट धातुओं से जुड़ा होता है.

6. उत्पादन, प्रसंस्करण और सेवा कारक जो संक्षारण प्रदर्शन को प्रभावित करते हैं

  • सिलिकॉन स्तर: उच्चतर सि (फाउंड्री सीमा के भीतर) मजबूत SiO₂ गठन को बढ़ावा देता है; विशिष्ट कच्चा लोहा Si ≈ 1-3 wt% बनाम कार्बन स्टील ≈ 0.1-0.5 wt%.
  • ग्रेफाइट आकृति विज्ञान और वितरण: नमनीय लोहे (गोलाकार ग्रेफाइट) और ग्रे आयरन (फ्लेक ग्रेफाइट) ग्रेफाइट चरण सतह को कैसे काटता है, इसमें भिन्नता है; ठीक है, अच्छी तरह से वितरित ग्रेफाइट चरण अधिक समान सुरक्षा देता है.
  • सतह की स्थिति और पैमाना: मिल/गर्मी उपचार, संलयन कोटिंग्स, और प्राकृतिक अपक्षय प्रभावित करता है कि लाभकारी सिलिका/ऑक्साइड स्केल कितनी तेजी से विकसित होता है.
    ताज़ा मशीनीकृत सतहें स्थिर स्केल बनने तक संक्षारित हो सकती हैं.
  • फाउंड्री की सफाई और सरंध्रता: समावेशन, स्थानीय हमले के लिए ब्लोहोल्स या पृथक्करण आरंभ बिंदु हो सकते हैं. अच्छा कास्टिंग अभ्यास इन जोखिमों को कम करता है.
  • कोटिंग्स & लाइनिंग्स: कच्चा लोहा अक्सर कोटिंग प्राप्त करता है (epoxy, सीमेंट मोर्टार, रबर ही पर्त) जो आक्रामक वातावरण में संक्षारण जीवन को और बेहतर बनाता है.

7. पर्यावरण और सेवा-स्थिति पर निर्भरता

ऐसे वातावरण जहां कच्चा लोहा कार्बन स्टील से बेहतर होता है

  • वायुमंडलीय जोखिम (शहरी/ग्रामीण)-सिलिका घटक पेटिना के आसंजन में सुधार करता है और प्रगतिशील हानि को धीमा करता है.
  • पीने योग्य पानी और अपशिष्ट जल-जब अस्तर/लेपित या स्थिर पीएच रेंज में हो, कच्चे लोहे के पाइप और फिटिंग आमतौर पर असुरक्षित हल्के स्टील से अधिक समय तक चलते हैं.
  • जलीय वातावरण का मध्यम ऑक्सीकरण—सिलिका युक्त शल्क लाभकारी होते हैं.

पर्यावरण जहां कच्चा लोहा है नहीं बेहतर

  • अत्यधिक अम्लीय मीडिया (कम पीएच) - सिलिका फिल्म पर हमला किया जा सकता है या उसे भंग किया जा सकता है; थोक लोहा तेजी से संक्षारित होता है.
  • मजबूत क्लोराइड वातावरण (समुद्री जल, नमकीन) -स्थानीय हमला और गड्ढा सुरक्षात्मक फिल्म को कमजोर कर सकता है; स्टेनलेस मिश्र धातु या डुप्लेक्स को प्राथमिकता दी जाती है.
  • कमी, सल्फाइड युक्त मिट्टी या पानी - सूक्ष्मजीवविज्ञानी रूप से प्रभावित संक्षारण (एमआईसी) और सल्फाइड प्रजातियां लोहे पर गंभीर रूप से हमला कर सकती हैं.

8. सामग्री-चयन व्यापार-बंद

स्टील भारी सिलिकॉन-मिश्रित क्यों नहीं है और इसके बजाय कच्चा लोहा क्यों चुना जाता है

स्टील में उच्च स्तर का सिलिकॉन मिलाने से ऑक्सीकरण के प्रति इसकी प्रतिरोधक क्षमता बढ़ जाती है और सिलिका युक्त सुरक्षात्मक फिल्मों के निर्माण को बढ़ावा मिल सकता है।, लेकिन यह मिश्रधातु की भंगुरता को भी बढ़ाता है.

कई संरचनात्मक इस्पात अनुप्रयोगों के लिए - जहां उच्च प्लास्टिसिटी है, कठोरता और विश्वसनीय वेल्डेबिलिटी अनिवार्य है - बढ़ी हुई सिलिकॉन सामग्री के कारण होने वाली भंगुरता अस्वीकार्य है.

नतीजतन, मुख्यधारा के कार्बन स्टील्स सिलिकॉन को कम रखते हैं और अन्य साधनों पर निर्भर रहते हैं (कोटिंग्स, अवरोधकों, Mn/Cr/Mo के साथ मिश्रधातु बनाना, या स्टेनलेस मिश्र धातुओं का उपयोग करना) संक्षारण या ऑक्सीकरण मांगों को पूरा करने के लिए.

कच्चा लोहा, इसके विपरीत, यह जानबूझकर किया गया एक अलग समझौता है. फाउंड्री धातुकर्म उन लाभों के बदले में कम लचीलापन स्वीकार करता है जो अक्सर विशिष्ट अनुप्रयोगों में निर्णायक होते हैं:

  • उत्कृष्ट कास्टेबिलिटी. उच्च कार्बन, उच्च-सिलिकॉन पिघलने से ग्रेफाइट चरण और एक तरल पदार्थ पिघलता है जो जटिल सांचों को भरता है, निकट-नेट आकार और एकीकृत सुविधाओं को सक्षम करना (पतली पसलियाँ, मालिकों, आंतरिक मार्ग) जिन्हें निर्माण द्वारा बनाना कठिन या महंगा है.
  • आंतरिक क्षरण और घिसाव का व्यवहार. कच्चा लोहा की सूक्ष्म संरचना (ग्रेफाइट + लौह मैट्रिक्स प्लस ऊंचा सिलिकॉन) सतह की घटनाओं का एक संयोजन उत्पन्न होता है - ग्रेफाइट कवरेज और सिलिका-समृद्ध पैमाने का गठन - जो अक्सर संक्षारण को धीमा करता है और तटस्थ या हल्के आक्रामक सेवाओं में पहनने के प्रतिरोध में सुधार करता है.
  • उच्च एज़-कास्ट कठोरता और घर्षण प्रतिरोध. कई कच्चा लोहा ग्रेड घर्षण कणों के संपर्क में आने वाले भागों के लिए उच्च सतह कठोरता और बेहतर पहनने का जीवन प्रदान करते हैं (उदाहरण के लिए पंप वॉल्यूट्स, प्ररित करनेवाला आवास और घोल-हैंडलिंग घटक).
  • जटिल आकृतियों के लिए लागत और विनिर्माण क्षमता. छोटी से मध्यम मात्रा में जटिल ज्यामिति के लिए, कच्चा लोहा अक्सर वेल्डेड या मशीनीकृत स्टील असेंबलियों की तुलना में कम कुल लागत प्रदान करता है.

संक्षेप में: स्टील्स उच्च सिलिकॉन से बचते हैं क्योंकि कठोरता और लचीलापन आमतौर पर संरचनात्मक के लिए अधिक महत्वपूर्ण होते हैं, वेल्डेड असेंबलियाँ;

बेहतर ढलाई क्षमता प्राप्त करने के लिए कच्चा लोहा कम लचीलेपन को स्वीकार करता है, पहनने का प्रदर्शन और आंतरिक संक्षारण प्रतिरोध की एक डिग्री - जो इसे कई पंप हाउसिंग के लिए पसंदीदा विकल्प बनाती है, अपघर्षक या जलीय मीडिया को संभालने वाले वाल्व निकाय और अन्य कास्ट घटक.

प्रतिनिधि सामग्री तुलना

टिप्पणी: मान सामान्य उत्पाद रूपों के लिए विशिष्ट इंजीनियरिंग श्रेणियां हैं (लचीले लोहे के लिए एज़-कास्ट, कार्बन स्टील के लिए सामान्यीकृत/रोल किया गया).

वास्तविक गुण ग्रेड पर निर्भर करते हैं, उष्मा उपचार, अनुभाग का आकार और आपूर्तिकर्ता अभ्यास. हमेशा सामग्री प्रमाणपत्रों और एप्लिकेशन-विशिष्ट परीक्षण से पुष्टि करें.

संपत्ति / पहलू विशिष्ट तन्य कच्चा लोहा (उदाहरण: एन-जीजेएस-400-15) विशिष्ट संरचनात्मक कार्बन स्टील (उदाहरण: एएन एस355 / ए572)
विशिष्ट तन्य शक्ति, आर एम ≈ 370-430 एमपीए ≈ 470-630 एमपीए
0.2% सबूत / उपज (आरपी0.2) 250-300 एमपीए (लगभग।) ≈ 355 एमपीए (मिन)
बढ़ाव, ए (%) ≥ 15% (प्रकार. 15-20%) ≈ 18-25% (विशिष्ट संरचनात्मक मूल्य)
बैगन कठोरता (मॉडिफ़ाइड अमेरिकन प्लान) ≈ 130-180 एचबी (मैट्रिक्स निर्भर) ≈ 120-180 एचबी (ताप उपचार के साथ बदलता रहता है)
यंग का मापांक (जीपीए) ≈ 160-170 ≈ 200-210
घनत्व (जी·सीएम⁻³) ≈ 7.1-7.3 ≈ 7.85
कास्टेबिलिटी / ज्यामितीय स्वतंत्रता उत्कृष्ट (निकट-जाल आकार, पतले खंड संभव) ख़राब → मध्यम (जटिल आकृतियों के लिए आवश्यक निर्माण या भारी मशीनिंग)
मशीन की अच्छा (ग्रेफाइट चिप तोड़ने में सहायता करता है; मैट्रिक्स मायने रखता है) अच्छा → उत्कृष्ट (कार्बन सामग्री पर निर्भर करता है; लो-सी स्टील्स की मशीनिंग आसान होती है)
घिसाव / घर्षण प्रतिरोध
बेहतर (उच्च सतह कठोरता विकल्प और हार्डफेस लाइनर जोड़ने की क्षमता) निचला (पहनने के प्रतिरोध के लिए ताप उपचार या मिश्रधातु की आवश्यकता होती है)
आंतरिक संक्षारण व्यवहार (बेहिचक) प्रायः श्रेष्ठ ग्रेफाइट के कारण तटस्थ/वायुमंडलीय वातावरण में + सिलिका स्केल का निर्माण; लाइन्ड/कोटेड होने पर अच्छा प्रदर्शन करता है आम तौर पर अधिक सक्रिय; झरझरा जंग बनाता है जो संरक्षित न होने पर फैल सकता है
जुड़ने की योग्यता मध्यम से कठिन - उच्च सी और ग्रेफाइट के कारण वेल्डिंग के लिए विशेष प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है (वेल्डिंग की मरम्मत संभव है लेकिन नियंत्रण की आवश्यकता है) उत्कृष्ट - मानक उपभोग्य सामग्रियों और कोड के साथ नियमित वेल्डिंग
बेरहमी (प्रभाव / फ्रैक्चर)
अच्छा नमनीय लोहा के लिए; पतले खंडों या नुकीले निशानों के लिए कई स्टील्स से कम उच्च - स्टील्स आमतौर पर बेहतर कठोरता और पायदान प्रतिरोध प्रदान करते हैं
विशिष्ट लागत प्रोफ़ाइल (भाग) कम कुल लागत जटिल कास्ट भागों के लिए (कम मशीनिंग/असेंबली) प्रति किलो कम सामग्री लागत; जटिल ज्यामिति के लिए उच्च निर्माण/मशीनिंग लागत
विशिष्ट अनुप्रयोग पम्प & वाल्व बॉडीज, आवास, वियर पार्ट्स, नगरपालिका फिटिंग संरचनात्मक सदस्य, वेल्डेड फ्रेम, दबाव वाहिकाओं, शाफ्ट, फोर्जिंग

9. निष्कर्ष

कच्चा लोहा अक्सर कार्बन स्टील की तुलना में अधिक संक्षारण प्रतिरोधी होता है क्योंकि इसकी धातु विज्ञान दो आंतरिक सुरक्षात्मक तंत्र प्रदान करता है:

एक बिखरा हुआ, रासायनिक रूप से निष्क्रिय ग्रेफाइट चरण जो विद्युत रासायनिक रूप से सक्रिय लोहे की सतह को कम करता है, और अपेक्षाकृत उच्च सिलिकॉन सामग्री जो सघनता के निर्माण को बढ़ावा देती है, सिलिका-समृद्ध सतह फिल्म, जो संक्षारण पैमाने को स्थिर करता है और आगे ऑक्सीकरण को धीमा कर देता है.

ये विशेषताएं कच्चा लोहा को तटस्थ से हल्के आक्रामक वातावरण में विशेष रूप से प्रभावी बनाती हैं, विशेष रूप से जहां जटिल कास्ट ज्यामिति, प्रतिरोध पहन, और लागत दक्षता महत्वपूर्ण हैं.

 

पूछे जाने वाले प्रश्न

क्या कच्चा लोहा स्टील की तरह कभी जंग नहीं खाता??

नहीं. कच्चा लोहा अभी भी संक्षारित होता है, लेकिन ग्रेफाइट अवरोध और सिलिका-समृद्ध पैमाने के कारण कई वातावरणों में यह अक्सर धीमी गति से होता है. आक्रामक परिस्थितियों में यह स्टील जितनी तेजी से संक्षारणित हो सकता है.

क्या तन्य लोहा संक्षारण के लिए ग्रे आयरन से बेहतर है??

सिलिका फिल्म से दोनों को फायदा होता है; डक्टाइल आयरन का गोलाकार ग्रेफाइट आमतौर पर ग्रे आयरन में फ्लेक ग्रेफाइट की तुलना में अधिक समान यांत्रिक और संक्षारण व्यवहार देता है.

क्या कोटिंग्स ग्रेफाइट/सिलिका लाभ को समाप्त कर देंगी??

कोटिंग्स (epoxy, रबड़, सीमेंट अस्तर) सुरक्षा जोड़ें और आमतौर पर उपयोग किए जाते हैं - वे आंतरिक लाभों के पूरक हैं.

तथापि, यदि कोटिंग विफल हो जाती है, अवशिष्ट जीवनकाल के लिए सब्सट्रेट तंत्र अभी भी मायने रखता है.

क्या ग्रेफाइट गैल्वेनिक क्षरण का कारण बन सकता है??

उजागर ग्रेफाइट प्रवाहकीय है और कैथोडिक रूप से कार्य कर सकता है; कुछ धातु संयोजनों और ज्यामिति में यह स्थानीय हमले को बढ़ा सकता है. गैल्वेनिक युग्मन से बचने या संपर्कों को अलग करने के लिए डिज़ाइन.

क्या कच्चे लोहे पर अभी भी कोटिंग की आवश्यकता है??

अक्सर हाँ. कोटिंग या अस्तर (epoxy, सीमेंट मोर्टार, रबड़, एफबीई) आंतरिक सुरक्षा का पूरक, प्रारंभिक स्थानीयकृत हमले को रोकें, और पीने योग्य पानी के लिए मानक हैं, आक्रामक तरल पदार्थ या दफन सेवा.

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