تأثیر تیتانیم بر خواص مکانیکی، ریزساختار و ماشینکاری قطعات ریخته گری چدن خاکستری

🧪 تأثیر تیتانیم بر ساختار و خواص چدن خاکستری

چدن خاکستری با گرافیت ورقه‌ای یکی از پرکاربردترین مواد در صنعت خودروسازی است. مهم‌ترین چالش در تولید قطعات چدنی، دستیابی هم‌زمان به خواص مکانیکی مطلوب و صرفه اقتصادی در تولید است.

ساختار گرافیت، شامل شکل، اندازه و توزیع آن، نقش مهمی در تعیین استحکام، سختی، و قابلیت ماشینکاری چدن دارد.

در این تحقیق، تأثیر حضور تیتانیم به عنوان یک ناخالصی (عنصر جزئی) بر ریزساختار و خواص نهایی چدن بررسی شده است. تیتانیم اغلب از طریق قراضه‌های آلوده مانند ورق‌های رنگ‌شده، گالوانیزه یا لعاب‌دار به مذاب وارد می‌شود.

🔍 یافته‌های اصلی تحقیق

1. 🎯 کاهش سختی با افزایش تیتانیم

افزایش تیتانیم به بیش از 0.025 درصد وزنی، باعث کاهش حدود ۲۰ واحد برینل در سختی قطعه شد. این کاهش به دلیل افزایش فاز فریت نرم در ریزساختار رخ می‌دهد.

2. 🔬 تأثیر بر ریزساختار

با افزایش تیتانیم، ضخامت لایه فریتی در نواحی سطحی بیشتر شده و ریزساختار قطعه از حالت پرلیتی به سمت فریتی تغییر می‌کند. این پدیده به دلیل افزایش تحت‌تبرید و تشکیل ترکیباتی مانند TiC و TiN رخ می‌دهد.

3. 🛠️ کاهش قابلیت ماشینکاری

وجود ذرات سخت کاربید تیتانیم در ساختار، عمر ابزار برشی را کاهش می‌دهد و مقاومت در برابر برش را بالا می‌برد. این امر منجر به افزایش هزینه‌های ماشینکاری و فرسایش سریع ابزار می‌شود.

4. 🧱 اثر بر استحکام کششی

گرچه کاهش مقاومت کششی بسیار محدود بود، اما در نمونه‌های دارای تیتانیم بیشتر، به‌ویژه در نواحی سطحی با فریت بیشتر، **کاهش جزئی استحکام کششی** مشاهده شد. </div>

📌 پیشنهادات کنترلی

✅ استفاده از شارژ با ترکیب مشخص و کنترل‌شده
✅ پرهیز از به‌کارگیری قراضه‌های مشکوک مانند لعاب‌دار، گالوانیزه یا رنگ‌شده
✅ آنالیز شیمیایی دقیق قبل از ریخته‌گری
✅ استفاده از تجهیزات طیف‌سنجی برای رصد ناخالصی‌ها

📈 نتیجه‌گیری فنی

تیتانیم، حتی در مقادیر بسیار پایین، می‌تواند تأثیرات چشم‌گیری بر ریزساختار، سختی، ماشینکاری و استحکام قطعه چدنی داشته باشد.
ازاین‌رو، کنترل دقیق ترکیب شیمیایی شارژ و جلوگیری از ورود تیتانیم، نقش تعیین‌کننده‌ای در پایداری کیفیت تولید دارد.

☎️ نیاز به مشاوره تخصصی دارید؟

اگر در تولید قطعات چدنی با مشکل افت سختی، کاهش استحکام کششی یا ماشینکاری دشوار مواجه هستید،
تیم فنی ما در شرکت تحلیل‌گران ذوب آماده ارائه مشاوره تخصصی، تحلیل آزمایشگاهی و راهکارهای عملی برای شماست.

📧 ایمیل: info@AFACasting.com