همان گونه که می دانید یکی از عناصر مهم جدول مندلیف، عنصر منگنز می باشد که به دلیل داشتن ویژگیهای خاص و منحصربه فردی که دارد، کاربردهای فروانی درصنایع مختلف وتحقیفات علمی دارد.
اخیرا مقاله ای منتشر شد تحت عنوان تاثیر منگنز در ورق فولاد و چدن خاکستری؛ که در این مقاله به بیان تاثیر افزایش درصد منگنزدر نمودار لایه های گرافیتی چدن پرداخته شد.
در این آزمایش به صورت مرحله میزان درصد نصر منگنز خالص را به صورت مرحله ای بالا بردند که در مرحله ی اول زمانی که درصد افزایش عنصر خالص منگنز20 درصد بود، دما در منحنی نهایی افزایش چشمگیری داشت اما در طی مرحله دوم که درصد منگنز خالص را بیشتر اضافه کردند، دما به طرز بسیار چشمگیری کاهش یافت.
این افزایش درصد عنصر منگنز در چدن تنها برروی دما اثر نداشت بلکه بر روی طول لایه های گرافیتی چدن، چگالی چدن، مقاومت و استحکام فلز چدن و غیره نیز تاثیر گذار بود.
با افزایش درصد منگنز در چدن طول لایه ها افزایش داشت اما نکته ی جالب این جاست که این افزایش طول لایه هیچ تاثیری در ضخامت لایه نداشت. تاثیر دوم افزایش درصد منگنز بر روی دانسیته یا همان چگالی چدن می باشد که کاهش محسوسی را داشتیم.
پس از طی این آزمایشات، آزمایش دیگری تحت عنوان اندازه گیری نسبت استحکام چدن به مقاومت آن است که در طی این آزمایش مشخص شد که هرچه این درصد بیشتر شود نسبت استحکام به مقاومت کاهش بیشتری دارد و کشسانی چدن نیز افزایش خواهد یافت.
تاثیر منگنز در فولاد
شاید شما تصور کنید که منگنز تنها عنصر جدول تناوبی است که می توان با افزایش یا کاهش درصد آن در فولاد یا چدن تاثیرگذاشت اما بر طبق آخرین یافته های علمی محققان در این زمینه، می توان گقت که عناصر بسیاری مانند هیدروژن، ازت، مس، گوگرد، کروم و غیره در لایه های درونی چدن و فولاد ضد زنگ تاثیر گذار اند.
زمانی که ما فلز آلومینیوم را به محلول مذاب فولاد اضافه می کنیم، میزان درصد جذب هیدروژن از طریق هوا یا رطوبت درون ماده مذاب افزوده می شود و به درون قالبها نفوذ می کند.
در این شرایط با نفوذ هیدروژن، حفرات و سوراخهای گازی شکل درون قطه چدنی ساخته شده ایجاد می شود که این نوعی عیب برای محصول به شمار می آید.
- بیشتر بخوانید: انواع منگنز خوراکی
عنصر هیدروژن علاوه این که حفراتی را ایجاد می کند، باعث تشکیل انواع کاربیدهای خاکستری و افزایش درصد عمق سفیدی چدن نیز می شود که چنین شرایطی برای چدن اصلا مطلوب نمی باشد.
برای کاهش این مشکل تنها می توان از وجود عوامل کاربید زا درفرآیند تشکیل چدن ممانعت به عمل آورد. عنصر تاثیر گذار بعدی درفرآیند مذاب کردن چدن عنصر سرب یا همان Pb 64 می باشد که در این فراِند نوعی خرابکار به حساب می آید.
سرب با تخریب لایه های گرافیتی و مقاوم چدنها باعث کاهش استحکام یک قطعه چدنی می شود. شاید برایتان سوال پیش بیاید که این عناصر خرابکار از کجا وارد این فرآِیند می شوند؟ همان گونه که می دانید اکثر مواد اولیه چدنی بازیافتی هستند و در اثر بازیافت آهن قراضه یا فولاد قراضه و مذاب کردن آنها بوجود می آیند.
اکثر ماشنهای قراضه بر سطح خود رنگ دارند و داخل این رنگ به میزان بسیاری عنصر سرب یافت می شود که از همین طریق این سرب وارد قطعات چدنی می شود و سبب کاهش مقاومت و افزایش شکنندگی چدن خواهد شد.
منگنز دی اکسید با هیدروکلریک اسید
تاثیر منگنز در چدن خاکستری
همان گونه که گفته شد منگنز اصفهان عنصری فلزی و بسیار فعال می باشد که در فرآیند تولید مذاب و ساخت چدن خاکستری تاثیر بسزایی خواهد داشت این درحالی است که عناصر دیگر مانند برمBr، بیسموتBs و تلریم TI نیز هر سه تاثیر شگفت آوری خواهند داشت.
همان گونه که می دانید گرافیت یکی از اصلی ترین متریال تشکیل دهنده لایه های چدنی می باشد و چهار نوع دارد که به گرافیتهای نوع A B C D شهرت یافته اند.
- بیشتر بخوانید: منگنز ضایعاتی خالص
عناصر برم، بیسموت و تلریوم هرسه باهم می توانند در تولید گرافیتهای نوع C و D موثر باشند، همچنین این عناصر نه چندان مشهور و رایج در جدول مندولیف نیز می توانند باعث ایجاد درصد زیادی از کاربیدها در چدن بشوند که از طریق فرآیندهای بخصوصی همچون تلقیحی، سدیمی و جوانه سازی می توان اثر آنها را از بین برد.
منگنز کم عیار پارامغناطیس جوشان
عنصر تاثیر گذار بعدی عنصر نیکل NI می باشد که برخلاف تصور بسیاری از افراد تاثیر بسیار مثبتی در این روند خواهد داشت. نیکل باعث افزایش تولید لایه های گرافیتی موجود در چدن می شود به گونه ای که این افزایش میزان گرافیت باعث افزایش مقاومت و سختی در ساختار چدنها می شود. سیلیسیم نیز عنصری است که درصد گرافیت را افزایش می دهد و تاثیر آن نسبت به عناصری همچون نیکل و مس بیشتر است.
سیلسیم، نیکل و مس هرسه عناصر پرلیت زایی هستند که در نهایت امر برای ساختار چدن مفید خواهند بود چرا که در صد سختی و مقاومت آن را تا حد قابل ملاحضه ای افزایش می دهند.
اگر بخواهیم بر طبق نمودارها میزان تاثیر این سه عنصر را با یکدیگر مقایسه کنیم می توان گفت که عنصر سیلسیم 60 درصد، نیکل 30 درصد و مس 5 درصد موثر خواهد بود.
چدن منگنزدار
از جمله مقاوم ترین و رایج ترین آلیاژهای موجود در بازار، آلیاژ چدن منگنز دار می باشد. شاید بپرسید که چرا با این نام شناخته می شود که در پاسخ به شما خواهیم گفت که این نوع آلیاژ میزان قابل توجهی منگنز دارد که چیزی در حدود 80 درصد می باشد.
منگنز عنصری است که به میزان قابل توجهی کاربید ایجاد می کندو همین مورد باعث افزایش مقاومت و استحکام چدن در برابر ساییدگیها و خودگیها می شود. آلیاژ چدن که در صنای مختلف مانند ساخت قطعات خودرو به کارگرفته می شود، انواع متفاوتی دارد و از جمله مهم ترین آنها می توان به آلیاژ چدن خاکستری اشاره کرد.
- بیشتر بخوانید: رنگ منگنز
چدن خاکستری از عناصری همچون سیلسیم، منگنز، فسفر، کربن و پودر گوگرد تشکیل شده است که بر اساس شکل ظاهری به چند دسته مختلف تقسیم بندی می شود و عبارتند از:
- چدن گرافیتی خاکستری لایه ای
- چدن گرافیتی خاکستری کره ای
- چدن گرافیتی خاکستری گوی مانند
- چدن خاکستری چشمی درشت
منگنز در صنعت
بر طبق مطالب گفته شد در قسمتهای قبلی مقاله دریافتیم که عنصر منگنز در صنایع مختلف علی الخصوص صنایع پتروشیمی و ساخت آلیاژهای چدنی کاربرد فراوانی دارد. نوع بسیار جدیدی از آلیاژهای چدنی در بازار وحود دارد و تحت عنوان چدن داکتیل به فروش می رسد.
این نوع آلیاژ چدن به سبب داشتن مقاومت و استحکام بیشتر نسبت به چدنهای خاکستری، استفاده های بسیاری در صنایع خودرو سازی و ساخت لوله دارد.
اگر شما نیز جزافرادی هستید که برای کارتان نیاز به متریالی همچون انواع آلیاژ چدن با سطح مقاومتهای مختلف دارید، می توانید با کیفیت ترین نوع این محصول را از طریق راه های ارتباطی سایت مجموعه ما به صورت عمده سفارش دهید.