ریخته گری چدن داکتیل(نشکن)

ترکیب شیمیایی چدن خاکستری و چدن نشکن بسیار شبیه یکدیگر است لذا در چدن خاکستری نیز واکنش تشکیل حباب رخ می‌دهد و حباب‌های به وجود می‌آیند با این تفاوت که در چدن خاکستری حباب‌های تشکیل شده نسبت به چدن داکتیل بیشتر و بسیار بزرگتر بوده و امکان پر شدن آن‌ها با گرافیت وجود ندارد. در نتیجه کره‌های تو خالی تحت فشار مذاب له شده و باعث ایجاد ساختاری با گرافیت‌های لایه‌ای در ساختار می‌گردد. افزودن منیزیم به مذاب چدن در حین عملیات کروی کردن مذاب باعث می‌شود که مقدار به وجود آمده کمتر و ریزتر باشد
امروزه نظریه حباب طرفداران زیادی نداشته و نظریه جذب سطحی تقریبا مورد قبول اکثر مجامع علمی قرار گرفته است. بسیاری از محققین بر این عقیده هستند که علت کروی شدن گرافیت‌ها در چدن داکتیل به حذف عناصری مانند گوگرد، اکسیژن و تیتانیوم، که به آن‌ها عناصر فعال سطحی اتلاق می‌شود، در مذاب با عملیات کروی کردن مربوط می‌شود. این عناصر از جمله عناصری هستند که گفته می‌شود با جذب شدن در صفحات قاعده گرافیت، که دارای ساختار هگزاگونال است، باعث محدود شدن سرعت رشد در این جهت می‌گردد. این در حالی است که رشد گرافیت‌ها از طریق وجوه جانبی ساختار هگزاگونالی گرافیت اتفاق افتاده و منجر به تشکیل گرافیت‌های ورق‌های می‌شود. گفته می‌شود حضور عناصر قلیایی و قلیایی خاکی که به عناصر کروی کننده معروف هستند منجر به جذب گوگرد و اکسیژن محلول در مذاب شده و بدین ترتیب از آلوده شدن صفحات قاعده گرافیت توسط این عناصر ممانعت می‌نماید. در نتیجه در حضور عناصر کروی کننده که منیزیم مهمترین آن‌ها به شمار می‌آید سرعت رشد در جهات قاعده نیز به سرعت رشد صفحات منشوری نزدیک بوده و گرافیت شکل کروی به خود می‌گیرد
در شکل زیر تغییرات سرعت رشد گرافیت (RGr) در دو جهت (1000) و (1010) در چدن‌های داکتیل و خاکستری با تغییر تحت انجماد نشان داده شده است. همان طور که در شکل الف برای چدن خاکستری مشاهده می‌شود با افزایش تحت انجماد، سرعت رشد در جهت (1010) که عمود بر صفحات منشوری ساختار گرافیت است افزایش می‌یابد همچنین سرعت رشد فاز آستنیت نیز به صورت تابعی از تحت انجماد نشان داده شده است و مشاهده می‌شود که با افزایش تحت انجماد، سرعت رشد فاز آستنیت نیز افزایش یافته است. طبق نظریه جذب اتمی، جذب شدن اتم‌های فعال سطحی بر روی صفحات قاعده در ساختار گرافیت، رشد گرافیت‌ها در جهت (1000) که عمود بر این صفحات است را محدود کرده و سرعت رشد گرافیت‌ها در این جهت بسیار پایین و نزدیک به صفر خواهد بود و لذا در شکل نشان داده نشده است
از طرف دیگر در شکل ب تغییرات سرعت رشد گرافیت‌ها در دو جهت (1000) و (1010) برای یک نمونه چدن داکتیل کروی شده با منیزیم با تغییر تحت انجماد نشان داده شده است. مشاهده می‌شود که در چدن داکتیل، سرعت رشد گرافیت‌ها در جهت (1000) نیز مقدار قابل توجهی است که با افزایش تحت انجماد افزایش یافته است. براساس تئوری مکانیزم جذب سطحی، گفته می‌شود که اضافه کردن منیزیم به مذاب چدن، با جذب عناصر فعال سطحی، امکان رشد گرافیت‌ها از طریق صفحات قاعده را فراهم می‌آورد. با وجود اینکه در چدن داکتیل سرعت رشد گرافیت‌ها در جهت (1000) کمتر از سرعت رشد گرافیت‌ها در جهت (1010) است، اما نرخ افزایش سرعت رشد گرافیت‌ها با افزایش تحت انجماد (شیب منحنی مربوطه) در جهت (1000) به مراتب بیشتر از نرخ افزایش سرعت رشد گرافیت‌ها در جهت (1010) است. در نتیجه می‌توان انتظار داشت که در یک تحت انجماد خاص سرعت رشد گرافیت‌ها در دو جهت مذکور برابر شده و گرافیت‌ها به شکل کروی رشد کنند