| |
|
شرح مطلب علمی:
|
|
|
|
« استانداردهای چدن »
فهرست مطالب:
-
مقدمه
-
آمريكاي شمالي
-
ساير استانداردها
-
استاندارد اروپائيEN1563 1997
-
استاندارد اروپائي چدن نشكن آستمپر شدهEN1564 1997
-
محدودهء سختي
-
آفريقاي جنوبي چدن خاكستري آستمپرشده
-
خواص فيزيكي برخي ازعناصر
-
تبديلات: سيستم متريك SI به سيستم غير متريك
-
مشخصات برتر
-
منابع ومراجع
مقدمه:
هدف از مشخصات استاندارد براي ريخته گري چدن داكتيل تهيه بك مجموعه اي
از اطلاعات است كه هر دو، طراح و ريختگر ميتوانند با اطمينان از آن استفاده كنند.كه طراح توسط اين مجموعه ميتواند براي انتخاب مجموعه اي از خصوصيات ويژه مورد نظر خود، كارگاهاي ريخته گري را به استفاده ازطرح،
متقاعد كند. استفاده از استاندارد مشخصات فني از خريد قطعات ريختگي توسط كارپردازكه طراح نيازي به آنها ندارد، جلوگيري ميكند. چون يك ريخته گري استاندارد بيان ميكند كه چه چيزهائي نيازهاي طراح را برطرف ميكند.
بدون توجه به مكان و يا اينكه قطعه ريختگي چطور توليد ميشود . اين مشخصات بايد با دقت انتخاب و استفاده شوند به طوري كه مقرون به صرفه باشد تا متقاعد كند كه آنها به قدر كافي نيازهاي طراح را برطرف ميكند، بدون اينكه هزينه هاي غير ضروري را افزايش دهد
و بي جهت سبب محدود كردن انتخابات كارپرداز ميشود.از جمله وظايف طراح وريختگر به منظورجلوگيري ازپيچيده شدن فرايند ريخته گري و افزايش هزينه ها، اين است كه هر دو آنها آگاه باشند از نقش عواملي كه خواص را محدود ميكند. و همچنين هر دو آنها روي يك مشخصه كه يك نسبت
بهينه از هزينه هاي اجراء را فراهم ميكند ، موافق باشند. اين مربوط به طراح است كه يك مجموعه ازمناسبترين خواص مكانيكي ، فيزيكي و شيميائي يا ابعادي را براي اهداف طراحي خود، تعيين بكند. اين خواص يكبار انتخاب ميشوند و كارخانه ريختگري بايد اين همه قطعه
تحويل داده شده را تضمين بكند يا خواص را بالا ببرد. مواد خام و روش توليد بوسيله كارخانه ريخته گري بكار ميرود بمنظور فراهم كردن تطابق با قطعات ريختگري و معمولاً بوسيله طراح محدود نميشوند. مگر اينكه خواص جزئي شامل اين چنين دستور العملي باشد
. و يا طراح و ريختگر به اضافه كردن چنين دستورالعملهائي موافق باشند.چنين دستورالعملهائي بايد عاقلانه باشد چون آنها تقريباً به طور ثابت هزينه ها را افزايش ميدهند. و فقط محدود ميشود به تعدادي از كارخانه هاي ريخته گري كه بحثهاي رقابتي را مطرح ميكند.
|
|
|
ASTM پنج استاندارد در مورد چدن داكتيل دارد. ASTM A536 بيشترين كاربرد را در زمينه مهندسي پوشش چدن
داكتيل دارد . ساير استانداردها با پوشش آستنيتي كه مخصوص چدن داكتيل است . ASTM يك جزئيات جديدي از خواص چدن داكتيل آستمپر شده را تعريف ميكند كه در سال 1990 بيان شد . استاندارد ASTM J434
معمولاً براي تعيين خواص قطعاتي از جنس چدن داكتيل كه در خودرو استفاده ميشود ، بكار مي رود . به منظور بوجود آمدن يك سيگنال ، سيستم جامعي براي تعيين فلزات وآلياژها
بيان ميشود كه از اشتراك ASTM و ASA حاصل شده است. كه سيستم شمارگذاري متحد ناميده ميشود (UNS) . زماني اين سيستم ناشناخته بود ولي UNS در حال حاضر داراي مقدار قابل قبولي در امريكاي شمالي است و به عنوان يك وسيله مناسب در خلاصه كردن
انواع مشخصات موجود بكار ميرود. UNS هم براي چدن داكتيل بكار برده ميشود. crossreferenced به ASTM corresponding و AMS و SAE و مشخصات mil در پائين نشان داده شده است.
|
مشخصاتUNS
مطابق مشخصات امريكايئ |
|
استاندارد |
Numbers/Grades |
|
UNS |
F3000 |
F32800 |
F32900 |
F33100 |
F33101 |
F33800 |
F34100 |
|
ASTM A395 |
|
60-40-18 |
|
|
|
|
|
|
ASTM A536 |
|
60-40-18 |
|
65-45-12 |
|
80-55-06 |
|
|
ASTM A476 |
|
|
|
|
|
|
80-60-03 |
|
ASTM A716 |
|
|
****** |
|
|
|
|
|
AMS |
|
|
|
|
5315 |
|
5316 |
|
SAE J434 |
DQ & T |
D4018 |
|
D4512 |
|
D5506 |
|
|
MIL-I-24137 |
|
|
|
|
(A) |
|
|
|
|
|
UNS |
F34800 |
F36200 |
F43000 |
F43001 |
F43002 |
F43003 |
F43004 |
|
ASTM A439 |
|
|
D-2 |
D-2B |
D-2C |
C-3 |
C-3A |
|
ASTM A536 |
100-70-03 |
120-90-02 |
|
|
|
|
|
|
SAE J434 |
D7003 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UNS |
F43005 |
F43006 |
F43007 |
F43010 |
F43020 |
F43021 |
F43030 |
|
ASTM A439 |
D-4 |
D-5 |
D-5B |
|
|
|
|
|
ASTM A571 |
|
|
|
D-2M |
|
|
|
|
AMS |
|
|
|
|
|
|
5395 |
|
MIL-I-24137 |
|
|
|
|
(B) |
(C) |
|
|
|
|
در اين بخش همچنين استانداردهاي عمومي چدن داكتيل براي كشورهاي صنعتي اصلي و استاندارد بين المللي ISO بيان شده است . به جاي اين استاندارد،استاندارد اروپائي EU ) EuroNorm) اهميت بيشتري پيداخواهد كرد به شكلي كه به عنوان انجمن اوپائي بيان ميشمود .
علاوه بر اين استانداردهائي براي چدن داكتيل ،كه برخي عمومي و برخي ديگر فقط براي يك تكنيك فني يا سازمان تجاري است بكار ميرود. ممكن است هر ويژگي مشخصات مخصوص به خودش را داشته باشد، و يا ممكن است شباهتهائي بين مشخصات وجود داشته باشد . قبل از استفاده كردن از هر مشخصه طراح بايد يك كپي كاملي از موضوعات رايج از specifying body براي آشنا كردن خود با اينكه هر دو اين خصوصيات و حالات مشخص شده تحت چه عواملي سنجيده ميشوند . مشخصات استاندارد براي چدن داكتيل معمولاًمبني بر خواص مكانيكي است به جز چدن داكتيل آستنيتي كه بر مبناي تركيب تعريف ميشود .خواص مكانيكي مشخصات سطح را بيان ميكند و متغيرهاي سيستم متريك SI است كه در پايان اين قسمت قرار دارد و در مقايسه مشخصات كمك خواهد كرد.
مشخصات چدن داكتيل
|
چدن داكتيل فريتي با تنش حرارتي بالا
ASTM A 395 |
|
اين استاندارد مشخصات فيزيكي ، شيميائي و سختي را بيان
ميكند
. |
|
خواص شيميائي
قطعات ريخته گري شده بايد خواص شيميائي درج شده در
قسمت جلو را داشته باشد( نكته 3)
|
خواص فيزيكي
خواص كششي چدن داكتيل بايد با خواص بدست آمده ازنمونه
هاي آزمايش مطابقت داشته باشد.
|
|
كمترين درصد كربن
بيشترين درصد سيليسيم
بيشترين درصد فسفر
|
3.00
2.50
0.08 |
Tensile
strength, min, psi (MPa)
Yield strength, min, psi (MPa)
Elongation in 2 in. or 50 mm min. |
60 000
(414)
40 000 (276)
18% |
|
سختي : سختي چدن داكتيل عمليات حرارتي شده بايد بوسيله
آزمايش بدست آيد و سختي قطعات در حدود زير باشد
|
| HB,
3000-kgf load |
143
to 187 |
|
ASTM A439 ريخته گري چدن داكتيل آستينيتي |
|
تركيبات مورد نياز |
|
عنصر |
نوع |
|
D-2A |
D-2B |
D-2C |
D-3A |
D-3A |
D-4 |
D-5 |
D-5B |
D-5S |
| |
% تركيبات |
|
بيشترين كربن نهائي |
3.00 |
3.00 |
2.90 |
2.60 |
2.60 |
2.60 |
2.40 |
2.40 |
2.30 |
|
سيليسيم |
1.50-3.00 |
1.50-3.00 |
1.00-3.00 |
1.00-2.80 |
1.00-2.80 |
5.00-6.00 |
1.00-2.80 |
1.00-2.80 |
4.90-5.50 |
|
منگنز |
0.70-1.25 |
0.70-1.25 |
1.80-2.40 |
1.00 maxB |
1.00 maxB |
1.00 maxB |
1.00 maxB |
1.00 maxB |
1.00 max |
|
يشترين مقدار فسفر |
0.088 |
0.08 |
0.08 |
0.08 |
0.08 |
0.08 |
0.08 |
0.08 |
0.08 |
|
نيكل |
18.00-22.000 |
18.00-22.000 |
21.00-24.00 |
28.00-32.00 |
28.00-32.00 |
28.00-32.00 |
34.00-36.00 |
34.00-36.00 |
34.00-37.00 |
|
كرم |
1.75-2.75 |
2.75-4.00 |
0.50-maxB |
2.50-3.50 |
1.00-1.50 |
4.50-5.50 |
0.10 max |
2.00-3.00 |
|
|
افزايش موليبدن از 7/0 درصد به 1درصد سبب
افزايش خواص مكانيكي در حدود
800oF
(425oC) |
|
خواص مكانيكي مورد نياز |
|
عنصر |
نوع |
| D-2 |
D-2B |
D-2C |
D-3 |
D-3A |
D-4 |
D-5 |
D-5B |
D-5S |
|
مقدار |
|
استحكام كششي, min, ksi (MPa) |
58 (400) |
58 (400) |
58 (400) |
55 (379) |
55 (379) |
60 (414) |
55 (379) |
55 (379) |
65 (449) |
| استحكام تسليم(0.2 percent offset), min, ksi (MPa) |
30 (207) |
30 (207) |
28 (193) |
30 (207) |
30 (207) |
-- |
30 (207) |
30 (201) |
30 (207) |
|
مدول كشساني j2 in. or 50mm, min, % |
8.0 |
7.0 |
20.0 |
6.0 |
10.0 |
-- |
20.0 |
6.0 |
10 |
| (300 kg)سختي برينل |
139-202 |
148-211 |
121-171 |
139-202 |
131-193 |
202-273 |
131-185 |
139-193 |
131-193 |
| ASTM A 476 ريخته گري چدن داكتيل براي كارخانه توليد ابزار مته |
| تركيب شيميائي مورد نياز |
استحكام مورد نياز |
| قطعات ريختگي بايد از تركيبات شيميائي مورد نظرپيروي كنند |
Test Coupon Section Thickness |
1 in. |
3 in.
|
| Total carbon, min, % |
3.0 |
Tensile strength, min, ksi |
80 |
80 |
| Silicon, max, % |
3.0 |
Yield strength, min, ksi |
60 |
60 |
| Sulfur, max, % |
0.05 |
|
كربن معادل قطعه ريختگي بايدشامل
3.8الي4.5 بايد باشد |
| ASTM A 536 ريخته گري چدن داكتيل |
| خواص مورد نياز |
| |
Grade
60/40/18 |
Grade
65/45/12 |
Grade
80/55/06 |
Grade
100/70/03 |
Grade
120/90/02 |
استحكام كششي
, min, psi |
60 000 |
65 000 |
80 000 |
100 000 |
120 000 |
| استحكام كششي, min, MPa |
414 |
448 |
552 |
689 |
827 |
تنش تسليم
, min, psi |
40 000 |
45 000 |
55 000 |
70 000 |
90 000 |
تسليم
, min, MPa |
276 |
310 |
379 |
483 |
621 |
مدول كشساني
in 2 in. or 50 mm,
min, % |
18 |
12 |
6.0 |
3.0 |
2.0 |
| استحكام مورد نياز براي كاربرد |
| |
Grade
60/42/10 |
Grade
70/50/05 |
Grade
80/60/03 |
| استحكام كششي , min, psi |
60 000 |
70 000 |
80 000 |
| استحكام كششي , min, MPa |
415 |
485 |
555 |
| تنش تسليم, min, psi |
42000 |
50 000 |
60 000 |
| تنش تسليم, min, MPa |
290 |
345 |
41 |
مدول كشساني
in 2 in. or 50 mm, min, % |
10 |
5 |
3 |
ASTM A 571 قطعات جدن داكتيل آستينيتي براي كاربرد هاي تحت فشار
مقدار عناصر مناسب براي كاربردها كه تحت درجه حرارت پائين قرار ميگيرند |
|
طبق اين استانداردها قطعات ريختگي بايد تحت يك عمليات حرارتي آنيل بين1600_1800درجه فارنهايت براي يك ساعت در اينچ و سپس قطعات در كوره آرام سرد شوند |
| ترکیب شیمیائی مورد نظر |
خواص مکانیکی مورد نیاز |
| عنصر |
% مقدار |
دسته 1 |
دسته 2 |
| کربن نهائی |
2.2-2.7A |
استحكام كششي, min, ksi |
65 |
60 |
| سيليسيم |
1.5-2.50 |
استحكام تسليم 0.2
% min,ksi |
30 |
25 |
| منگنز |
3.75-4.5 |
مدول كشساني
, min, % |
30 |
25 |
| نيكل |
21.0-24.0 |
, 3000 kgسختی برینل |
121.171 |
111.171 |
| كرم |
0.20 max |
متوسط 3 آزمايشft-lbf |
15 |
20 |
| فسفر |
0.08 max |
min, آزمايش منحصر به فرد |
12 |
15 |
ممكن است مطلوب باشد in 4/1
براي قطعاتي با قطر زير .
براي تنظيم كردن كربن تا بالاي مقدار ماكزيمم خود %9/2
|
چگونگي تحت عمليات گرمائي قرار گرفتن |
ASTM A 897 چدن داكتيل آستمپر شده
A897 M |
| |
Min. استحكام كششي |
Min. تنش تسليم |
مدول كشساني |
انرژي پيچش* |
سختي |
| Grade |
MPa |
Ksi |
MPa |
Ksi |
Percent |
Joules |
Ft-lb |
BHN** |
| 125/80/10 |
|
125 |
|
80 |
10 |
|
75 |
269-321 |
| 850/550/10 |
850 |
|
550 |
|
10 |
100 |
|
269-321 |
| 150/100/7 |
|
150 |
|
100 |
7 |
|
60 |
302-363 |
| 1050/700/7 |
1050 |
|
700 |
|
7 |
80 |
|
302-363 |
| 175/125/4 |
|
175 |
|
125 |
4 |
|
45 |
341-444 |
| 1200/850/4 |
1200 |
|
850 |
|
4 |
60 |
|
341-444 |
|
200/155/1 |
|
200 |
|
155 |
1 |
|
25 |
388-477 |
|
1400/1100/1 |
1400 |
|
100 |
|
1 |
35 |
|
388-477 |
|
230/185/- |
|
230 |
|
185 |
*** |
|
*** |
444-555 |
|
1600/1300/- |
1600 |
|
1300 |
|
*** |
*** |
|
444-555 |
|
* مقدار شكست بدست آمده در( درجه سانتيگراد 72oF (20 . ونتايج از حد متوسط بيش از چهار نمونه آزمايش بدست آمده است.
** سختي فقط براي نشان دادن اطلاعات است ، و تعيين كننده نتايج نيست. تمام نتايج بدست آمده ممكن است ، بدست آيند از :
انجمن تست مواد امريكا " 345 East 47th Street. New York, NY 10017
جامعه مهندسي خودرو " 485 Lexington Ave., New York , NY 10017.
جامعه مهندسي مكانيك امريكا" 1916 Race Street, Philadelphia, PA 19103 |
|
|
|
SAE J434C قطعات ريخته گري شده از چدن داكتيل مربوط ماشين آلات |
| Grade |
استحكام تسليم, Rm1 min. |
نشانه تنش, Rpo.2 min. |
مدول كشساني
A, min. |
سختي |
ساختار
|
| N/mm2 |
kgf/mm2 |
tonf/in2 |
lbf/in2 |
N/mm2 |
kgf/mm2 |
tonf/in2 |
lbf/in2 |
% |
HB |
| D4018 |
414 |
42.2 |
26.8 |
60,000 |
276 |
28.1 |
17.9 |
40,000 |
18 |
170 max. |
فريت |
| D4512 |
448 |
45.7 |
29.0 |
65,000 |
310 |
31.6 |
20.1 |
45,000 |
12 |
156-217 |
فريت -پرليت |
| D5506 |
552 |
56.2 |
35.7 |
80,000 |
379 |
38.7 |
24.6 |
55,000 |
6 |
187-255 |
پرليت -فريت |
| D7003 |
689 |
70.3 |
44.6 |
100,000 |
483 |
49.2 |
31.3 |
70,000 |
3 |
241-302 |
پرليت-مارتنزيت |
|
* اين چدن اصولاً بر اساس سختي و ساختار تعيين ميشود.خواص مكانيكي فقط براي نشان دادن اطلاعات است.
** كوئنچ و درجه تمپركردن ، سختي مطلوب بين خريدار و كارپرداز را فراهم ميكند. |
JAPAN چدن با گرافيت لايه اي آستمپر شده
JIS G 5503-1995 |
| خواص مكانيكي تفكيكي از قطعات ريخته گري شده |
| نشانهء درجه |
استحكام كششي N/mm2 |
استحكام تسليم
N/mm2 |
مدول كشساني % |
سختي برينل
HB |
| FCAD 900-4 |
900 min. |
600 min. |
4 min. |
- |
| FCAD 900-8 |
900 min. |
600 min. |
8 min. |
- |
| FCAD 1000-5 |
1000 min. |
700 min. |
5 min. |
- |
| FCAD 1200-2 |
1200 min. |
900 min. |
2 min. |
341 min. |
| FCAD 1400-1 |
1400 min. |
1100 min. |
1 min. |
401 min. |
JAPAN قطعات ريختگي ، با گرافيت لايه اي
JIS G 5502-1995 |
| خواص مكانيكي تفكيكي از قطعات ريخه گري شده |
| نشانهء درجه |
استحكام كششي N/mm2 |
تسليم N/mm2 |
مدول كشساني
% |
Charpy absorption energy |
منابع اطلاعات |
| |
350 min. |
|
|
حرارت آزمايش. oC |
مقدار بدست آمده از 3 نمونه
J |
فقط مقدار J |
سختي HB |
ساختار زمينه |
| FCD 350-22 |
220 min. |
22 min. |
23 ± 5 |
17 min |
14 min. |
150 max. |
فريت |
| FCD 350-22L |
|
|
-40 ± 2 |
12 min. |
9 min. |
|
|
| FCD 400-18 |
400 min. |
250 min. |
18 min. |
23 ± 5 |
14 min. |
11 min. |
130 to 180 |
|
| FCD 400-18L |
-20 ± 2 |
12 min. |
9 min. |
|
|
| FCD 400-15 |
15 min. |
- |
- |
- |
|
|
| FCD 450-10 |
450 min. |
280 min. |
10 min. |
140 to 210 |
|
| FCD 500-7 |
500 min. |
320 min. |
7 min. |
150 to 230 |
فريت+پرليت |
| FCD 600-3 |
600 min. |
370 min. |
3 min. |
170 to 270 |
پرليت+فريت |
| FCD 700-2 |
700 min. |
420 min. |
2 min. |
180 to 300 |
پرليت |
| FCD 800-2 |
800 min. |
480 min. |
|
200 to 330 |
پرليت يا ساختار تمپرشده |
|
خواص مكانيكي بدست آمده از يك نمونه آزمايش |
|
نشانهء درجه |
ضخامت عمده قطعات ريختگي
mm |
استحكام كششس N/mm2 |
استحكام تسليم
N/mm2 |
درصد مدول كشساني
% |
قابليت جذب انرژي |
مرجع اطلاعات |
| |
|
|
|
|
درجه حرارت آزمايش
oC |
مقدار متوسط از 3 نمونه
J |
مقدار منحصر به فرد
J |
سختي برينل
HB |
ساختار زمينه |
| FCD 400-18A |
Over 30, up to and incl. 60 |
390 min. |
250 min. |
15 min. |
23 ± 5 |
14 min. |
11 min. |
120 to 180 |
فريت |
| |
Over 60, up to and incl. 200 |
370 min. |
240 min. |
12 in. |
12 min. |
9 min. |
| FCD 400-18AL |
Over 30, up to and incl. 60 |
390 min. |
250 min. |
15 min. |
-20 ± 2 |
| |
Over 60, up to and incl. 200 |
370 min. |
240 min. |
12 in. |
10 min. |
7 min. |
| FCD 400-15A |
Over 30, up to and incl. 60 |
390 min. |
250 min. |
15 min. |
- |
- |
- |
| |
Over 60, up to and incl. 200 |
370 min. |
240 min. |
12 min. |
| FCD 500-7A |
Over 30, up to and incl. 60 |
450 min. |
300 min. |
7 min. |
130 to 230 |
فريت+پرليت |
| |
Over 60, up to and incl. 200 |
420 min. |
290 min. |
5 min. |
| FCD 600-3A |
Over 30, up to and incl. 60 |
600 min. |
360 min. |
2 min. |
160 to 270 |
پرليت+فريت |
| |
Over 60, up to and incl. 200 |
550 min. |
340 min. |
1 min. |
|
چدن ريختگي با گرافيت لايه اي : استاندارد اروپائي
EN 1563 : 1997 |
|
خواص مكانيكي بدست آمده از نمونه آزمايش ماشينكاري شده كه از قطعات ريختگي بريده شده اند |
|
طراحي كلي |
استحكام كششي
Rm
N/mm2
min. |
0.2% مقياس تنش
Rp0.2
N/mm2
min. |
مدول كشساني
A
%
min. |
| Symbol |
Number |
| EN-GJS-350-22-LT1) |
EN-JS1015 |
350 |
220 |
22 |
| EN-GJS-350-22-LT2) |
EN-JS1014 |
350 |
220 |
22 |
| EN-GJS-350-22-LT |
EN-JS1010 |
350 |
220 |
22 |
| EN-GJS-400-18-LT1) |
EN-JS1025 |
400 |
240 |
18 |
| EN-GJS-400-18-LT2) |
EN-JS1024 |
400 |
250 |
18 |
| EN-GJS-400-18-LT |
EN-JS1020 |
400 |
250 |
18 |
| EN-GJS-450-15 |
EN-JS1030 |
400 |
250 |
15 |
| EN-GJS-450-10 |
EN-JS1040 |
450 |
310 |
10 |
| EN-GJS-500-7 |
EN-JS1050 |
500 |
320 |
| | | | | | |
