تشخیص چدن از فولاد

آهن عنصری خالص است که همین خلوص آن موجب شده است، که فلزی کاربردی برای استفاده در صنایع گوناگون نباشد. افزودن مقدار ناچیزی عناصر غیر فلزی نظیر کربن به آهن خالص، موجب پیدایش فولاد و چدن می گردد. آلیاژهایی از آهن و کربن که دارای 2.1 درصد الی 6.2 درصد کربن باشند، چدن نامیده می شوند.

عوامل گوناگونی موجب تشخیص چدن از آهن می گردد که در ادامه به معرفی آن ها خواهیم پرداخت.
میزان کربن اضافه شده به آهن، اساسی ترین تفاوت میان فولاد و چدن است. گفتنی است که فولاد دارای صفر الی دو درصد کربن و چدن دارای بیش از دو درصد کربن می باشد. بیش از 95 درصد وزن چدن که اصلی ترین عنصرهای آلیاژی آن کربن و سیلیسیم می باشند، از آهن تشکیل شده است.

تشخیص چدن از فولاد

تشخیص چدن از آهن یکی از پر اهمیت ترین موضوعاتی است که امروزه در صنایع گوناگون همچون جوشکاری، ماشین کاری، مهندسی مواد به کار می آید. آهن را غالباً با استفاده از فولاد کم کربن تولید می کنند. درصد کربن و منگنز پایین، کیفیت آهن را معین می سازد. بد نیست بدانید که در فولاد، کربن به کار رفته باید از 0.08 درصد و منگنز از 0.06 درصد کمتر باشد.

این در حالی است که چدن عموماً دارای 3 الی 5 درصد کربن و حدود 1 الی 3 درصد سیلیسیم می باشد. چدن نقطه ذوبی کمتر از نقطه ذوب آهن دارد. ضمن این که آسیب پذیری چدن در مقایسه با آهن، در برابر خوردگی بیشتر است. گفتنی است که ساختار چدن به نسبت آهن خشک تر بوده و همین امر موجب شده است که انعطاف پذیری آن کمتر باشد.روش های مرسوم به منظور تشخیص چدن از آهن به قرار زیر هستند:

توجه به سطح فلزات مورد نظر

یکی از مهم ترین راه های تشخیص چدن از آهن توجه به سطح هر دو فلز است. آهن دارای سطحی صاف، براق و خاکستری تیره رنگ می باشد. این در حالی است که سطح چدن مات، کدر و خاکستری رنگ است.

تست جرقه

استفاده از تست جرقه در صورت دسترسی به دستگاه سنگ رومیزی، یکی دیگر از شیوه های تشخیص چدن از آهن می باشد. در این حالت می توان لبه ای از چدن و آهن را زیر سنگ رومیزی قرار داده و ماهیت این دو را با در نظر گرفتن جرقه های آن ها تشخیص داد.

در صورتی که جرقه های ایجاد شده قرمز رنگ بوده و دارای نوکی برفکی شکل و طول کم باشند، تشخیص چدن از آهن ساده بوده و می توان گفت این جرقه مربوط به فلز چدن است. اما جرقه های سفید رنگی که دارای نوکی چنگالی و سوزنی شکل و طول زیاد باشند، مربوط به فلز آهن هستند.

تست براده

یکی دیگر از راه های تشخیص چدن از آهن تست براده است. فلز چدن دارای ماهیتی ترد است. همین امر موجب شده است که براده های تشکیل شده از آن نیز ترد و در عین حال شکننده باشند. در صورت دسترسی به دستگاه تراش و یا فرز و ماشینکاری قسمتی از نمونه مورد نظر، تشخیص چدن از آهن راحت است. در صورتی که براده های ایجاد شده ناپیوسته باشند، می توان گفت نمونه مورد نظر فلز چدن و در غیر این صورت نمونه، فلز آهن می باشد.

البته توجه داشته باشید که وجود دستگاه تراش و یا فرز برای انجام این تست و تشخیص چدن از آهن الزامی نیست. تست براده را با به کارگیری یک قلم نیز می توان انجام داد. کافی است با استفاده از یک قلم لایه ای نازک از سطح فلز مورد نظر را بردارید. اگر لایه برداشته شده نواری شکل باشد، فلز آهن و اگر ریز و خورد شود، فلز چدن است.

رنگ فلزات ذوب شده

در این روش به منظور تشخیص چدن از آهن، نمونه مورد نظر را زیر مشعل قرار داده و به آن فرصت می دهیم تا ذوب گردد. در صورتی که رنگ فلز ذوب شده قرمز باشد، می توان نتیجه گرفت که چدن و در صورت سفید بودن می توان نتیجه گرفت که آهن است.

شناسایی ماکرو شکست

یکی از راه های تشخیص چدن از فولاد، با عنوان شناسایی ماکرو شکست نامیده می شود. لازم است بدانید که شکستن فولاد کار راحتی نیست. اما اگر بشکند، ضمن به جا گذاشتن ذرات ردیابی، لبه های شکستگی دارای تغییر شکل پلاستیکی شفافی هستند.این در حالی است که چدن به سهولت شکسته شده و لبه های شکستگی ایجاد شده به شکل پلاستیک تغییر ناپذیر نمی باشد. دانه های ردیابی به جا مانده از شکستن چدن درشت و خاکستری رنگ هستند.

تبعیض تن

یکی دیگر از روش های تشخیص چدن از فولاد، تبعیض رنگ صدا است؛ که تابع صدای تولید شده در زمان زدن فولاد است. به یاد داشته باشید که به هنگام ورود ضربه، فولاد صدای نسبتا واضحی را در محیط انتشار می دهد. تجزیه شیمیایی، تست متالوگرافی و تست سختی از دیگر روش های تشخیص چدن از فولاد می باشد.