آهن پرمصرفترین و پرکاربردترین فلز صنعتی است که بشر دست به استخراج و شکل دهی به آن نموده است که با وقوع انقلاب صنعتی بر مصرف و کاربرد این ماده افزوده شد. آهن خام به صورت طبیعی در طبیعت یافت نمیشود و آهن خالص فلزی نرم بوده که فاقد استحکام و سختی مناسب است به همین دلیل جز مصارف آزمایشگاهی دارای جایگاه صنعتی نیست . آهن فلزی است آلوتروپیک با عدد اتمی 26 و عدد جرمی 84/55 و چگالی 86/7 گرم بر سانتی متر مکعب که در گروه 8 و دوره 4 جدول تناوبی عناصر قرار دارد که با افزایش حرارت در فشار یک اتمسفر در دمای 1539 درجه سانتی گراد ذوب میشود و مهمترین عنصر آلیاژی آن میتوان به کربن و سیلیسیم اشاره داشت
چدن ، آلیاژی از آهن ، کربن و سیلیسیوم است که میزان سیلیسیوم ، کربن و شکل کربن موجود ، آن را از فولادها متمایز میکند . کربن در فولادها به صورت نیمه پایدار وجود داشته و در چدن ها به صورت پایدار (گرافیت) به استثنی چدن سفید (کربن در چدن سفید به صورت نیمه پایدار کاربید آهن) وجود دارد . چدن ها در مقایسه با فولادها دارای مقادیر بالاتر سیلیسیوم و کربن هستند و بر اساس شکل و نحوه حضور کربن در ساختار زمینه آلیاژ ، نامگذاری می شوند . تفاوت دیگر چدن ها با فولادها حضور محصول یوتکتیکی در چدن ها است که در فولادها به دلیل وجود کربن کمتر از 2.1% استحاله یوتکتیکی رخ نمی دهد
چدن داکتیل(نشکن) ، دسته ای از چدن ها هستند که به دلیل استحکام ، مدول الاستیک و چقرمگی مناسبی که دارند ، توان رقابت با برخی فولادها را داشته و از طرف دیگر هزینه تولید ، قیمت نهایی محصول و عملیات کیفی آن بسیار ساده و ارزان تر از فولاد سازی است. در مجموع این مؤلفه ها موجب شد با تولید این چدن ها پس از جنگ جهانی دوم ، روز به روز شاهد گسترش کاربرد این مواد مهندسی در صنایع مختلف باشیم . اما آنچه خواص مکانیکی در این دسته از چدن ها را ارتقا داد ، تغییر شکل گرافیت های لایه ای به کروی شکل بود
چدن های نشکن یا چدن های با گرافیت کروی ، خانواده ای از چدن ها هستند و همانطور که از اسمشان پیداست ، شکل گرافیت در آنها کروی است . همین گرافیت ها باعث افزایش استحکام و چقرمگی در مقایسه با چدن های با گرافیت ورقه ای میشود . اصولا چدن داکتیل با افزودن منیزیوم در مذاب تولید میشود . برای کروی شدن گرافیت های قطعاتی که در قالب ماسه ای تولید میشوند ، مقدار 4-7 درصد منیزیوم در قطعات ریخته گری شده کافی است . در این مطلب به روش های افزودن منیزیوم میپردازیم
یکی از پرکاربردترین چدنهای مقاوم به سایش چدنهای نایهارد نام دارند که از دو عنصر آلیاژی برای بهبود مقاوم به خوردگی در آنها استفاده شده است. کروم و نیکل هر کدام برای میل به هدف خاصی در این آلیاژ مورد استفاده قرار میگیرند، از کروم برای تشکیل کاربیدهای آلیاژی و افزایش سختی همراه با چقرمگی و از نیکل برای تثبیت ساختار آستنیتی و ممانعت از تشکیل پرلیت به کار میرود. زمینه این چدنها شامل ساختار مارتنزینی، کاربید و آستنیت باقی مانده است