آلومینیوم ریخته گری در مقابل چدن - راهنمای انتخاب کامل مواد

فهرست محتوای نشان دادن

1. مقدمه

آلومینیوم ریخته گری و چدن دو مورد از پرمصرف ترین مواد ریخته گری در صنعت هستند.

هر دو مسیرهایی را برای تولید اجزای شبکه پیچیده ارائه می دهند, اما از نظر چگالی تفاوت اساسی دارند, سفتی, حالت های قدرت, رفتار حرارتی, روش های ریخته گری, مقاومت در برابر خوردگی و هزینه چرخه عمر.

انتخاب بین آنها یک معامله بین وزن است, سفتی, مقاومت در برابر پوشیدن, قابلیت تغییر, هزینه و محیط عملیاتی.

این مقاله این دو را در محورهای فنی مقایسه می‌کند و داده‌های عملی و راهنمای انتخاب را ارائه می‌کند.

2. آلومینیوم ریخته گری چیست?

آلومینیوم بازیگران به اجزای تولید شده با ریختن آلومینیوم مذاب اشاره دارد (یا آلیاژ آلومینیوم) در قالب قرار دهید و اجازه دهید تا در هندسه نهایی یا نزدیک به نهایی جامد شود.

زیرا آلومینیوم نقطه ذوب نسبتا پایینی دارد, سیالیت خوب به شکل آلیاژی, و چگالی کم, آلومینیوم ریخته گری یک انتخاب ارجح برای هندسه پیچیده است, وزن سبک, هدایت حرارتی یا مقاومت در برابر خوردگی مهم هستند.

مسیرهای ریخته گری آلومینیوم شامل ریخته گری فشار بالا می باشد, low-pressure and gravity permanent-mold casting, ریخته گری, و سرمایه گذاری (موم گمشده) ریخته گری; هر مسیر محدودیت های متفاوتی در ضخامت دیوار می دهد, پایان سطح, dimensional accuracy and mechanical properties.

ویژگی

سبک وزن: چگالی ≈ 2.6-2.8 گرم بر سانتی متر مکعب (به طور معمول 2.70 g/cm³).
مدول الاستیک کم: مدول یانگ ≈ 6972 گیگا پاسکال (± 69 GPA معمولی).
هدایت حرارتی خوب: آلیاژها متفاوت هستند اما اغلب 100– 200 W·m-1·K-1; pure aluminium is ~237 W·m⁻¹·K⁻¹.
مقاومت در برابر خوردگی خوب: forms a stable oxide film; behaviour improved with anodizing or coatings.
Ductile fracture behavior: many cast Al alloys are reasonably ductile (بسته به آلیاژ و عملیات حرارتی).
به راحتی ماشین کاری می شود: نیروهای برشی نسبتا کم و ماشینکاری خوب برای بسیاری از آلیاژها.
قابل بازیافت: آلومینیوم بسیار قابل بازیافت با انرژی نسبتا کم برای ذوب مجدد در مقابل تولید اولیه است.

آلیاژهای متداول آلومینیوم (خانواده های بازیگران معمولی)

خانواده آلیاژی (نام معمولی)	نمرات نماینده / نام های تجاری	عناصر کلیدی آلیاژی (وزنی ٪)	قابل درمان با گرما?	برنامه های معمولی
آل - بله (عموم)	A356 / AlSi7	و ≈ 6-8; Mg ≈ 0.2-0.5	بارها (T6 موجود است)	مسکن های سازه ای, بدنهای پمپ, ریخته گری عمومی خودرو
Al-Si-Mg (ساختاری, قابل درمان با گرما)	A356-t6, A357	و ≈ 6-7; Mg ≈ 0.3-0.6	بله (T5/T6)	اجزای تعلیق, چرخ, محورهای گیربکس
ریخته گری Al-Si-Cu / آل - بله	A380, ADC12, A383	و ≈ 8-13; مس ≈ 1-4; Fe کنترل می شود	محدود (بیشتر به عنوان بازیگران یا نیمه سالخورده)	محفظه های دیوار نازک, اتصالات, محوطه های مصرف کننده
آل -ندی (موتور & آلیاژهای T بالا)	الیاژ 319	و ~ 6-8; مس ~ 3-4; Mg کوچک است	بله (راه حل + پیری)	سرهای سیلندر, پیستون (با آستر), سخت افزار موتور
بالا Si / آلیاژهای هایپریوتکتیک	آل - بله (10-20% بله)	و 10-20; منیزیم/مس جزئی	تا حدودی (محدود)	پیستون, سایش سطوح, اجزای کم انبساط
السی سن / آلیاژهای بلبرینگ	انواع بلبرینگ Al-Si-Sn	لطفا تعدیل کنید; sn (±Pb) به عنوان روان کننده های جامد	به طور معمول خیر (نرم مانند ریخته گری)	بلبرینگ های ساده, بوش, سطوح کشویی
بازیگران با استحکام بالا آل	انواع Al-Zn-Mg (استفاده محدود از بازیگران)	روی, مگس, اضافات کوچک مس	بله (قابل افزایش سن)	قطعات ساختاری با مقاومت بالا (طاقچه / هوافضا)

3. چدن چیست?

چدن خانواده ای از آلیاژهای آهن-کربن است که از ریختن فلز مذاب در قالب و اجازه دادن به آن برای جامد شدن تولید می شود..

آنچه چدن ها را از فولادها متمایز می کند، نسبتاً آنهاست محتوای کربن بالا (به طور معمول >2.0 وزنی ٪ c) و حضور کربن گرافیتی در ریزساختار به عنوان ریخته گری.

کربن معمولاً به صورت گرافیت ظاهر می شود (در چندین مورفولوژی) یا به عنوان کاربید آهن (سیمانیت) بسته به شرایط شیمی آلیاژ و انجماد.

آن گرافیت - و ماتریسی که آن را احاطه کرده است - رفتار مکانیکی را کنترل می کند, ماشینکاری و فضای کاربرد انواع مختلف چدن.

چدن ها اسب های کار سنگین هستند, کاربردهای مقاوم در برابر سایش و حساس به لرزش، زیرا ریخته گری در اشکال بزرگ یا پیچیده مقرون به صرفه است., میرایی عالی ارائه می دهد, و می تواند از طریق شیمی و عملیات حرارتی پس از ریخته گری طراحی شود (به عنوان مثال, خویشاوند شرقی) به طیف گسترده ای از خواص.

ویژگی های کلیدی

مورفولوژی گرافیت خواص را کنترل می کند. شکل, اندازه و توزیع گرافیت (پوسته پوسته شدن, کروی, فشرده شده) تسلط بر شکل پذیری کششی, سختی, سختی و ماشین کاری:

- پوسته پوسته شدن (خاکستری) گرافیت قابلیت ماشینکاری و میرایی خوبی را ایجاد می کند اما مقاومت کششی و حساسیت بریدگی کمتری دارد.
- کروی (گره دار / شکل پذیر) گرافیت استحکام کششی و شکل پذیری بسیار بالاتری را ایجاد می کند.
- گرافیت فشرده (CGI) متوسط است - استحکام و مقاومت در برابر خستگی حرارتی بهتر از آهن خاکستری در حالی که میرایی خوب را حفظ می کند.

میرایی لرزش عالی. گره ها/فلکه های گرافیت انتشار موج الاستیک را قطع می کنند, بنابراین چدن ها برای قاب های ماشین آلات ترجیح داده می شوند, بلوک‌ها و محفظه‌های موتور که در آن میرایی صدا و لرزش را سرکوب می‌کند.
مقاومت فشاری و مقاومت در برابر سایش خوب. به خصوص در اتوهای پرلیتی و سفید; مناسب برای یاتاقان های سنگین, غلتک ها و قطعات سایش.
در کشش نسبتا شکننده است (برخی از نمرات). آهن خاکستری به بریدگی حساس است و کشیدگی کم را نشان می دهد; چدن داکتیل چقرمگی را به میزان قابل توجهی بهبود می بخشد اما همچنان رفتار متفاوتی با فولاد دارد.
مقرون به صرفه برای ریخته گری های بزرگ / پیچیده. ریخته گری شن و ماسه و قالب گیری پوسته به خوبی تثبیت شده است; انقباض, تغذیه و انجماد جهت دار با تکنیک های ریخته گری استاندارد مدیریت می شود.
پاکت طرح گسترده از طریق عملیات پس از انجماد. از طریق عملیات حرارتی (عادی سازی, آنیل, خویشاوند شرقی) و آلیاژ (در, کلوچه, مس),
چدن‌ها را می‌توان از درجه‌های سایش بسیار سخت تا گریدهای ساختاری سخت طراحی کرد (به عنوان مثال, ADI - آهن داکتیل Austmpered).
پایداری حرارتی خوب در بسیاری از گریدها. برخی از چدن ها پایداری ابعادی و استحکام را در دماهای بالا بهتر از آلیاژهای آلومینیوم حفظ می کنند.

انواع معمولی چدنی

در زیر خلاصه ای کاربردی از خانواده های اصلی چدن آورده شده است, روندهای معمول شیمی, ریزساختار و خواص معرف / برنامه.

نوع	ترکیب معمولی (تقریباً. وزنی ٪)	ویژگی ریزساختار کلیدی	رفتار مکانیکی نماینده	برنامه های معمولی
خاکستری خاکستری (GJL / طبقه بندی شده بر اساس ASTM A48)	C ~ 3.0-3.8; و ~ 1.5-3.0; منگنز ≤0.5; حرف & P کنترل می شود	تکه های گرافیت در ماتریس فریت/پرلیت	استحکام کششی به طور گسترده ~ 150-350 مگاپاسکال (بر اساس کلاس متفاوت است); کشیدگی کم (<1-3 ٪); میرایی عالی; سختی متوسط	بلوک موتور, طبل ترمز, محفظه پمپاژ, پایه ماشین
دوک (گره دار) اتو کردن (GJS / ASTM A536)	C ~ 3.2-3.8; و ~ 1.8-2.8; Mg ~ 0.03-0.06 (گره سازی), ردیابی Ce/RE	گره های گرافیت کروی در فریت/پرلیت	استحکام کششی و شکل پذیری بالا; نمرات رایج مانند 60–40–18 (60 عمل UTS ≈ 414 MPA, 40 ksi YS ≈ 276 MPA, 18% کشیدگی)	محل تجهیزات دنده, لشکر میل لنگ, ریخته گری های سازه ای حیاتی
آهن گرافیتی فشرده (CGI) (GJV)	C ~ 3.2-3.6; و ~ 1.8-2.6; ردیابی Mg/RE	فشرده (ورمیکول) گرافیت - حد واسط بین فلیک ها و کروی ها	استحکام کششی و مقاومت در برابر خستگی حرارتی بهتر از آهن خاکستری, با میرایی خوب; UTS در محدوده متوسط	بلوک های موتور دیزل, اجزای اگزوز, بلوک های سیلندر سنگین
آهن سفید	C ~ 2.6-3.6; سی کم (<1.0); نرخ خنک کننده بالا	سیمانیت / لدبوریت (کاربید) - اساساً گرافیت وجود ندارد	سختی بسیار زیاد (اغلب HB چند صد), مقاومت سایشی عالی; سختی کم	سنگ شکن ها, بشقاب بپوشید, آسترهای شات بلاست, محیط های سایشی شدید
آهن چکش خوار	در ابتدا ترکیب آهن سفید; با گرما	سپس به عنوان آهن سفید ریخته می شود ساکت شده to temper carbon into irregular aggregates (کربن مزاج)	Combines improved ductility/toughness vs. آهن; استحکام متوسط	ریخته گری های کوچک که به شکل پذیری نیاز دارند (اتصالات, براکت)
آهن انعطاف پذیر (ادی)	پایه چدن داکتیل + عملیات حرارتی austempering کنترل شده	Spheroidal graphite in ausferritic matrix (فریت بینیتی + آستنیت تثبیت شده)	Exceptional strength-to-ductility ratio: UTS از ~600 تا >1000 MPA با کشیدگی مفید (3–10% depending on grade); مقاومت در برابر خستگی عالی	High-performance drivetrain, اجزای تعلیق, ماشین آلات سنگین
چدن های آلیاژی (به عنوان مثال, نیکل مقاومت کنید, آهن های با کروم بالا)	پایه با نیکل قابل توجه, کلوچه, اضافات مو	ماتریس برای مقاومت در برابر گرما / خوردگی طراحی شده است; گرافیت ممکن است وجود داشته باشد یا سرکوب شده باشد	مقاومت در برابر خوردگی/اکسیداسیون تخصصی, یا مقاومت در دمای بالا	اجزای پمپ برای سیالات خورنده, بدنهای, قطعات سایش با دمای بالا

4. مقایسه خصوصیات مکانیکی

اعداد به صورت عملی ارائه می شوند, در سطح ریخته گری دامنه های معمولی (حداقل/حداکثر تضمین شده نیست) زیرا مقادیر واقعی به شدت به شیمی دقیق بستگی دارد, مسیر ریخته گری, اندازه بخش, و عملیات حرارتی.

محدوده خصوصیات مکانیکی معمولی - معرف گریدهای آلومینیوم ریخته گری در مقابل چدن

مادی / درجه (تعیین معمولی)	تراکم (g · cm⁻³)	مدول یانگ (معدل)	استحکام کششی, بیدر (MPA)	قدرت عملکرد (MPA)	کشیدگی (بوها, %)	سختی (برینل, HB)	برنامه های معمولی
A356-t6 (Al-Si-Mg, آلومینیوم ریخته گری شده با عملیات حرارتی)	2.68-2.72	68-72	200 - 320	150 - 260	5 - 12	60 - 110	مسکن های سازه ای, قطب های چرخ, محورهای گیربکس
A380 / ADC12 (خانواده ریخته گری معمولی Al-Si, دارای بازار بی نظیر)	2.70-2.78	68-72	160 - 280	100 - 220	1 - 6	70 - 130	محفظه های دیوار نازک, قطعات مصرفی, اتصالات (ریخته گری)
Hypereutectic Al-Si (پیستون / آلیاژهای کم انبساط)	2.70-2.78	68-72	150 - 260	100 - 220	1 - 6	80 - 140	پیستون, اجزای کشویی, قطعات کم انبساط
خاکستری خاکستری (کلاس ASTM A48 معمولی 30)	6.9-7.3	100–140	≈207 (≈30 ksi)	- (بدون بازده مشخص)	<1 - 3	140 - 260	بلوک موتور, قاب های ماشین, طبل ترمز
خاکستری خاکستری (کلاس ASTM A48 40)	6.9-7.3	100–140	≈276 (≈40 ksi)	-	<1 - 3	160 - 260	مسکن های سنگین تر, بدنهای پمپ
دوک (گره دار) آهن - 60-40-18 (ASTM A536)	7.0-7.3	160- 180	≈414 (60 ksi)	≈276 (40 ksi)	18 پوند	160 - 260	محل تجهیزات دنده, اجزای میل لنگ, ریخته گری های ساختاری
آهن گرافیتی فشرده (CGI) (دامنه معمولی)	7.0-7.3	140–170	350 - 500	200 - 380	2 - 8	180 - 300	بلوک های موتور دیزل, اجزای اگزوز (high thermal fatigue resistance)
سفید / آهن سایش با کروم بالا (نمرات پوشیدن)	7.0-7.3	160- 200	کشش کم / شکننده	-	<1 - 2	>300 - 700	سنگ شکن ها, آستر بپوشید, اجزای شات بلاست

5. ملاحظات فرآیند حرارتی و ریخته گری

رفتار ذوب و انجماد

نقطه ذوب / مایع: aluminium alloys melt in the 550-650 درجه سانتیگراد دامنه (آلومینیوم خالص 660.3 درجه سانتیگراد).
Cast iron solidifies at higher temperatures (~1150–1250 °C depending on composition) و بر اساس ترکیب و سرعت سرد شدن، گرافیت یا سمنتیت را تشکیل می دهد.
هدایت حرارتی: aluminum alloys typically conduct heat به طور قابل توجهی بهتر است از چدن (اغلب 2-4× بالاتر), which affects mold cooling, solidification speed and chill behavior.
انقباض انجماد: typical linear shrinkage for aluminum alloys ~1.3-1.6٪; gray cast iron shrinkage is smaller (~0.5–1.0 ٪), هر چند میکرو- و ماکرو انقباض به ضخامت بخش و تغذیه بستگی دارد.

روش های ریخته گری & استفاده معمولی

بازی کردن الومینیوم: معمولا توسط ریخته گری (با فشار زیاد), قالب دائمی, کم فشار, وت ریخته گری.
ریخته گری دایکست سطح عالی و قابلیت دیواره نازک را به همراه دارد; sand casting handles large, سنگین, or complex parts with lower tooling cost.
چدن: به طور معمول ریخته گری (ماسه سبز, پوسته) وت با نام گمشده گمشده/پوسته برای اشکال پیچیده.
ریخته گری های چدن داکتیل معمولاً از ماسه ریخته گری می شوند. چدن قطعات بزرگ و ریخته گری های سنگین را به خوبی تحمل می کند.

تحمل های بعدی & پایان سطح

آلومینیوم دایکاست: بهترین قابلیت ابعادی مسیرهای ریخته گری - تلورانس های معمولی در محدوده ± 0.1-0.5 میلی متر برای بسیاری از ابعاد (بستگی به اندازه دارد), سطح پایان Ra اغلب 0.8-3.2 میکرومتر دارای بازار بی نظیر.
آلومینیوم قالب دائمی: تحمل ± 0.25-1.0 میلی متر, پرداخت سطح بهتر از ریخته گری شن و ماسه.
شن و ماسه چدن: تحمل های درشت تر, به طور معمول ± 0.5-3.0 میلی متر بسته به اندازه و پرداخت; پرداخت سطح خشن تر, Ra اغلب 6-25 میکرومتر به صورت ریخته گری مگر اینکه ماشین کاری شود.
قابلیت ضخامت دیوار: آلومینیوم دایکاست می تواند دیواره های نازکی تولید کند (<2 میلی متر) از نظر اقتصادی;
چدن معمولاً به مقاطع ضخیم‌تری برای جلوگیری از نقص و برای تغذیه انقباض نیاز دارد, اگرچه قالب‌گیری مدرن می‌تواند به بخش‌های نازک متوسط برای قطعات کوچک دست یابد.

ماشینکاری و عملیات ثانویه

آلومینیوم ماشین ها به راحتی در سرعت های بالاتر و نیروهای کمتر; زندگی ابزاری خوب است; هزینه های ماشینکاری برای قطعات دایکاست اندک است.
چدن ماشین آلات متفاوت - آهن خاکستری به دلیل اینکه گرافیت به عنوان تراشه شکن و روان کننده عمل می کند، ماشینکاری نسبتاً آسانی دارد.;
چدن داکتیل سخت تر است و به ابزارهای متفاوتی نیاز دارد; برش چدن اغلب منجر به براده های شکننده می شود و به درجه های ابزار مناسب نیاز دارد.

6. مقاومت در برابر خوردگی و محیط های عملیاتی

آلومینیوم بازیگران: به دلیل فیلم اکسید پایدار به طور طبیعی در برابر خوردگی مقاوم است; عملکرد خوبی در اتمسفر دارد, در صورت انتخاب آلیاژ/روکش مناسب، محیط های خورنده خفیف و دریایی.
سیستم های آندایزینگ و رنگ دوام و ظاهر سطح را بیشتر بهبود می بخشد.
چدن: مواد آهنی مستعد زنگ زدگی (اکسیداسیون) در محیط های مرطوب; نیاز به پوشش های محافظ دارد (رنگ, آبکاری), حفاظت کاتدی یا آلیاژ برای مقاومت در برابر خوردگی.
در برخی از برنامه ها (بلوک موتور), چدن به دلیل حفاظت از روغن و محیط های کنترل شده عملکرد قابل قبولی دارد.
عملکرد در دمای بالا: چدن (به خصوص خاکستری و شکل پذیر) استحکام را در دماهای بالا بهتر از آلومینیوم حفظ می کند.
مقاومت آلومینیوم به سرعت با افزایش دما به بالای 150 تا 200 درجه سانتیگراد کاهش می یابد., محدود کردن استفاده از آن در قطعات موتور داغ یا در معرض اگزوز مگر اینکه از آلیاژهای خاص یا خنک کننده استفاده شود..

7. مزایای آلومینیوم چدنی در مقابل چدن

مزایای آلومینیوم ریخته گری

صرفه جویی در وزن: ~ 62.5٪ سبک تر برای حجم معادل از چدن - در حمل و نقل برای مصرف سوخت بسیار مهم است.
هدایت حرارتی بالا: اتلاف گرمای بهتر (برای مبدل های حرارتی مفید است, سرسیلندر در خودرو پس از طراحی مناسب).
مقاومت در برابر خوردگی خوب دارای بازار بی نظیر; به صورت اختیاری برای محافظت و زیبایی بیشتر قابل آنودایز شدن است.
قابلیت دیوار نازک و پیچیده با ویژگی های نازک (مخصوصاً ریخته گری) - قطعات تلفیقی و صرفه جویی در هزینه را در بالادست فعال می کند.
قابلیت بازیافت مطلوب و هزینه های حمل و نقل مرتبط با انبوه کمتر.

مزایای چدن

سفتی و میرایی بیشتر: برای سازه هایی که نیاز به صلبیت و کنترل ارتعاش دارند خوب است (پایه ابزار, محفظه پمپاژ).
مقاومت در برابر سایش و خواص تریبولوژیکی برتر: اتوهای پرلیتی و سفید در محیط های ساینده/سایشی برتری دارند.
مقاومت فشاری و پایداری حرارتی بالاتر در دماهای بالا - برای بلوک های موتور سنگین استفاده می شود, آستر سیلندر, و روتورهای ترمز.
به طور معمول هزینه مواد خام به ازای هر کیلوگرم کمتر است و رفتار ریخته گری قوی برای مقاطع بسیار بزرگ.

8. محدودیت های آلومینیوم ریخته گری در مقابل چدن

محدودیت های آلومینیوم ریخته گری

سفتی کمتر: نیاز به مقاطع یا دنده های بزرگتر برای دستیابی به سفتی معادل - می تواند برخی از مزایای وزن را کاهش دهد..
استحکام کمتر در دمای بالا: آلومینیوم در دماهای بالا سریعتر از آهن استحکام تسلیم را از دست می دهد.
مقاومت در برابر سایش کمتر: آلومینیوم ریخته گری ساده نرم تر است; نیاز به عملیات سطحی دارد (آنودایز سخت, پوشش) برای سطوح بحرانی سایش.
تخلخل و عیوب مربوط به گاز: اگر عمل ذوب و ریخته گری کنترل نشود، آلومینیوم مستعد تخلخل گاز و نقص در انقباض است..

محدودیت های چدن

سنگین: چگالی بالاتر جرم قطعه را افزایش می دهد - برای کاربردهای حساس به وزن منفی.
رفتار کششی شکننده: آهن خاکستری شکل پذیری کششی کمی دارد و در اثر ضربه مستعد شکستگی شکننده است; design must account for notch sensitivity.
اگر محافظت نشده باشد خورده می شود: requires coatings or corrosion management.
Lower thermal conductivity از آل (اتلاف حرارت آهسته تر); may require cooling design adjustments.

9. آلومینیوم ریخته گری در مقابل چدن: مقایسه تفاوت ها

ویژگی	آلومینیوم بازیگران (به عنوان مثال, A356-t6, A380)	چدن (خاکستری, دوک)	مفهوم عملی
تراکم	~2.6-2.8 g·cm-3	~6.8-7.3 g·cm-3	آلومینیوم 60 تا 63 درصد سبک‌تر است - مزیت بزرگی برای طراحی‌های حساس به وزن.
مدول الاستیک (اشمیه)	≈ 69-72 گیگا پاسکال	≈ 100-170 گیگا پاسکال	Iron is 1.5–2.5× stiffer; آلومینیوم برای مطابقت با سفتی به مواد / دنده های بیشتری نیاز دارد.
استحکام کششی (معمولی)	A356-t6: ~ 200-320 مگاپاسکال; A380: ~ 160-280 مگاپاسکال	خاکستری: ~ 150-300 مگاپاسکال; دوک: ~ 350-700 مگاپاسکال	چدن داکتیل از نظر استحکام و شکل پذیری از Al بهتر عمل می کند; برخی از آلیاژهای Al به استحکام آهن پایین‌تر نزدیک می‌شوند.
قدرت عملکرد	~ 150-260 مگاپاسکال (A356-t6)	خاکستری: بدون بازده واضح; دوک: 200-300 مگاپاسکال	هنگامی که رفتار تسلیم مشخص و استحکام استاتیکی بالاتر مورد نیاز است، از آهن داکتیل استفاده کنید.
کشیدگی (انعطاف پذیری)	~ 5-12٪ (A356-t6) یا 1-6٪ (دایکست)	خاکستری: <1-3 ٪; دوک: ~ 10-20٪	چدن داکتیل و آل با عملیات حرارتی شکل پذیری خوبی دارند; آهن خاکستری در کشش شکننده است.
سختی / پوشیدن	HB ≈ 60-130 (وابسته به آلیاژ)	HB ≈ 140-260 (خاکستری); >300 (سفید/پرلیتیک)	اتو کردن, به خصوص نمرات پرلیت/سفید, بهترین برای سایش ساینده. آلومینیوم برای سایش نیاز به پوشش/درج دارد.
هدایت حرارتی	~80-180 W·m-1·K-1 (وابسته به آلیاژ)	~30-60 W·m-1·K-1	آلومینیوم برای قطعات اتلاف حرارت ترجیح داده می شود (غرق شدن, محوطه).
ثبات حرارتی / استحکام T بالا	قدرت به سرعت به بالای 150-200 درجه سانتیگراد کاهش می یابد	حفظ استحکام در دمای بالا بهتر	از آهن برای تحمل بار در دمای بالا استفاده کنید.
رقیق کننده / ارتعاش	معتاد	عالی (مخصوصاً آهن خاکستری)	آهن ترجیح داده شده برای قاب ماشین, پایه ها و اجزایی که میرایی ارتعاش در آنها اهمیت دارد.
قابلیت استفاده / قابلیت دیوار نازک	عالی (ریخته گری; دیوارهای نازک <2 میلی متر ممکن است)	محدود - برای مقاطع ضخیم تر بهتر است	آلومینیوم را قادر می سازد یکپارچه, قطعات سبک وزن دیوار نازک; اتو برای مقاطع سنگین بهتر است.
پایان سطح & تحمل ها (دارای بازار بی نظیر)	بازیگران: پایان خوب, تحمل های تنگ	ریخته گری شن و ماسه: خشن, تحمل های گسترده تر	ریخته گری قالب پس از ماشینکاری را کاهش می دهد; چدن ماسه ای اغلب به ماشین کاری بیشتری نیاز دارد.
قابلیت تغییر	آسان, نرخ حذف بالا; سایش کم ابزار	ماشین های آهن خاکستری به خوبی (گرافیت به تشکیل تراشه کمک می کند); آهن داکتیل روی ابزار سخت تر می شود	آلومینیوم زمان چرخه ماشینکاری را کاهش می دهد; آهن ممکن است به ابزار سخت تری نیاز داشته باشد، اما اتوهای خاکستری تمیز بریده می شوند.
مقاومت در برابر خوردگی	خوب (اکسید محافظ); با آنودایز/پوشش بیشتر بهبود یافته است	ضعیف در محیط های مرطوب/کلرید بدون حفاظت	آلومینیوم اغلب به حفاظت در برابر خوردگی کمتری نیاز دارد; آهن باید رنگ/آبکاری یا آلیاژی باشد.
بازیافت	عالی; انرژی ذوب مجدد در هر کیلوگرم کمتر از انرژی اولیه است	عالی; بسیار قابل بازیافت	هر دو ارزش قراضه قوی دارند; صرفه جویی در انرژی آلومینیوم به ازای هر کیلوگرم تولید بزرگ در مقایسه با تولید اولیه.
ملاحظات هزینه معمولی	$/kg بالاتر اما جرم کمتر ممکن است هزینه سیستم را کاهش دهد; ابزار ریخته گری بالا	$/kg کمتر; ابزار ریخته گری شن و ماسه کم برای حجم کم	بر اساس جرم قطعه انتخاب کنید, حجم و تکمیل مورد نیاز.
برنامه های معمولی	محاصره خودرو, غرق شدن, قطعات ساختاری سبک وزن	بلوک موتور, پایه ماشین, قطعات بپوشید, مسکن های سنگین	مواد را با اولویت های عملکردی مطابقت دهید - وزن در مقابل سفتی / سایش.

راهنمای انتخاب (قوانین عملی)

زمانی که آلومینیوم ریخته گری را انتخاب کنید: کاهش جرم, اتلاف حرارتی, مقاومت در برابر خوردگی و تثبیت ویژگی های دیواره نازک محرک های اصلی هستند (به عنوان مثال, اجزای بدنه خودرو, غرق شدن, محفظه های سبک وزن).
برای حجم های بالا و دیواره های نازک از ریخته گری آلومینیومی استفاده کنید, قطعات پر ویژگی; از A356-T6 در مواقعی که عملکرد ساختاری بالاتر و عملیات پس از حرارت مورد نیاز است استفاده کنید.
چدن را انتخاب کنید وقتی: سفتی, رقیق کننده, مقاومت در برابر سایش یا افزایش دمای سرویس بسیار مهم است (به عنوان مثال, پایه ابزار, اجزای ترمز, محفظه های سنگین, آسترهای سایش ساینده).
برای قطعات سازه ای که نیاز به چقرمگی و مقداری انعطاف پذیری کششی دارند، آهن داکتیل را انتخاب کنید.
هنگام میرایی و ماشین کاری از آهن خاکستری استفاده کنید (برای عملیات ماشینکاری سنگین) مهم هستند و شکل پذیری کششی کمتر بحرانی است.
وقتی شک دارید, ارزیابی مبادلات در سطح سیستم: یک قطعه آهنی سنگین تر ممکن است به ازای هر کیلوگرم ارزان تر باشد اما هزینه های پایین دستی را افزایش دهد (مصرف سوخت, دست زدن, نصب);
برعکس, آلومینیوم می تواند جرم سیستم را کاهش دهد، اما ممکن است برای دستیابی به اهداف سختی / عمر سایش به بخش ها یا درج های بزرگتر نیاز داشته باشد - یک جرم در سطح نیمه اجرا کنید., مقایسه سختی و هزینه.

10. پایان

آلومینیوم ریخته گری در مقابل چدن مواد مکمل هستند, هر کدام در سناریوهایی که ویژگی‌های منحصربه‌فرد آن‌ها با الزامات برنامه مطابقت دارد، برتری دارند.

ریخته گری آلومینیوم بر سبک وزن غالب است, بخش های با راندمان بالا (خودروهای برقی خودرو, هوا و فضا, لوازم الکترونیکی مصرف کننده) به لطف نسبت قدرت به وزن آن, هدایت حرارتی, و ریخته گری پیچیده. </دهانه>

چدن در کارهای سنگین غیر قابل تعویض باقی می ماند, برنامه های کاربردی حساس به هزینه (ابزار ماشین, لوله های ساختمانی, موتورهای سنتی) به دلیل مقاومت در برابر سایش, میرایی لرزش, و کم هزینه</دهانه>

متداول

چقدر یک قطعه آلومینیومی ریخته گری سبک تر از همان قطعه چدنی است?

چگالی های معمولی: آلومینیوم ~ 2.7 گرم در سانتی متر³ در مقابل چدن ~ 7.2 گرم در سانتی متر³. برای حجم برابر, آلومینیوم است در مورد 62.5% فندک (یعنی, same-volume aluminum mass = 37.5% از توده چدن).

آیا آلومینیوم می تواند جایگزین چدن در بلوک های موتور شود?

آلومینیوم به طور گسترده برای بلوک های موتور مدرن و سرسیلندرها برای کاهش وزن استفاده می شود.

جایگزینی آهن نیاز به طراحی دقیق برای سفتی دارد, انبساط حرارتی, استراتژی های آستر سیلندر (به عنوان مثال, آستر ریخته گری, آستین های آهنی) and attention to fatigue and wear.

برای کاربردهای با بار یا دمای بالا, چدن یا آلیاژها/طرح‌های خاص آلومینیوم ممکن است ترجیح داده شوند.

که ارزان تر است: آلومینیوم ریخته گری یا چدن?

در یک در هر کیلوگرم اساس, آهن تمایل دارد ارزان تر باشد; روی یک در هر قسمت basis the answer depends on volume, ابزار (die-casting dies are expensive), زمان ماشینکاری, and the weight-driven system costs (به عنوان مثال, fuel consumption in vehicles).

برای حجم زیاد, آلومینیوم دایکاست ممکن است علیرغم هزینه مواد بالاتر مقرون به صرفه باشد.

کدام ماده در برابر سایش بهتر مقاومت می کند?

چدن (particularly pearlitic or white iron) به طور کلی در مقایسه با آلومینیوم ریخته گری مقاومت به سایش بالاتری از خود نشان می دهد.

آلومینیوم را می توان برای کاربردهای سایش به صورت سطحی یا روکش کرد، اما به ندرت با آهن سخت شده بدون فرآیندهای اضافی مطابقت دارد..

آلومینیوم ریختگی زنگ می زند?

Aluminum does not rust like iron; یک لایه اکسیدی تشکیل می دهد که از خوردگی بیشتر محافظت می کند. تحت برخی شرایط (قرار گرفتن در معرض کلرید, جفت شدن گالوانیک) آلومینیوم می تواند خورده شود و ممکن است به پوشش یا حفاظت کاتدی نیاز داشته باشد.

یاد بگیرید

ابزار

شرکت