دراسة تأثير العناصر السبائكية على حديد الزهر

Abstract

يتم استخدام حديد الزهر الرمادي في مجموعة واسعة من التطبيقات الصناعية، بما في ذلك صناعة السيارات، وصناعة البناء، وصناعة الآلات. كما يستخدم أيضًا في صب القطع الهندسية المعقدة التي تتطلب جساءة عالية واستقرارًا هيكليًا. يتم إنتاج حديد الزهر الرمادي عن طريق صهر خامات الحديد مع إضافة مواد أخرى لتحقيق التركيب الكيميائي المطلوب. يتبع الإنتاج عمليات تحكم دقيقة لضمان حصول المنتج النهائي على الخصائص الميكانيكية المناسبة. في هذا البحث تم تحضير عينات من الحديد الزهر السبائكي باضافة نسب محددة من عناصر الكروم 0.8% والنحاس 1.5%والنيكل 0.2% والمغنيسيوم 0.002% لدراسة تأثير هذه العناصر على الخواص الميكانيكية لحديد الزهر الرمادي. من المعلوم ان اضافة المغنيسيوم الى حديد الزهر يعزز عملية تكور الجرافيت ويحول رقائق الجرافيت الى شكل كروي. بينما يعمل النحاس على تقليل عملية التكور حيث أضيف بنسة ويميل الجرافيت مع زيادة نسبة النحاس الى التحول الى نوع الحزمي (compacted). ويعمل النحاس على زيادة مقاومة البرلايت وتحسين المتانة. ان هذه البنية ترفع من قيم مقاومة الشد والصلادة بسبب تقليل نسبة الرقائق والتي تكون مركز إجهادات تضعف المعدن وتقلل مقاومة الشد. يعمل الكروم على تثبيت طور البرلايت ويرفع صلادته. ان وجود عناصر الكروم والنيكل والنحاس مجتمعة تعمل على زيادة مقاومة الشد للحديد الرمادي والمرن. ولوحظ ظهور حديد الزهر الابيض في الاسماك القليلة بحدود 5-10 ملم مسبباً ارتفاعا في قيم الصلادة بحدود (65-67 HRC ). حيث أدى اضافة هذه العناصر لتكوين تركيب بنية من حديد الزهر مع جرافيت كروي وكاربيدات من الكروم والنحاس عملت على تحسين الخواص الميكانيكية لحديد الزهر. يمكن بهذه الطريقة الاستفادة من مخلفات حديد الزهر لتقليل كلف الانتاج والحصول على مواصفات يمكن استخدامها لتطبيقات هندسية مهمة.