چدن چیست؟ انواع چدن، جدول خواص، استانداردها و عملیات حرارتی
چدن (Cast Iron) خانواده‌ای از آلیاژهای پایه آهن است که به دلیل قابلیت ریخته‌گری، مقاومت سایشی، استحکام فشاری، میرایی ارتعاش و امکان تولید قطعات پیچیده، در صنایع مختلف مانند ماشین‌سازی، گیربکس، پمپ، کمپرسور، خودرو، معدن، سیمان و تجهیزات صنعتی استفاده میشود.
اما چدن یک ماده واحد نیست. چدن خاکستری، چدن داکتیل یا نشکن، چدن سفید، چدن مالیبل، چدن با گرافیت فشرده (CGI)، چدن آلیاژی و چدن آستمپرشده (ADI) به دلیل تفاوت در شکل گرافیت، ساختار زمینه، ترکیب شیمیایی و عملیات حرارتی، خواص مکانیکی و کاربردهای متفاوتی دارند.
در این راهنما علاوه بر معرفی انواع چدن، جدول مقایسه خواص، استانداردهای ASTM، EN، ISO و JIS، ساختار گرافیت، روش تولید و انتخاب چدن برای قطعات صنعتی بررسی میشود. همچنین یک بخش اختصاصی برای عملیات حرارتی چدن، عملیات حرارتی چدن مالیبل، چدن خاکستری، چدن داکتیل و چدن نشکن ارائه شده است.
- چدن چیست؟
- ساختار و ریزساختار چدن
- نمودار فازی آهن–کربن
- عناصر تشکیل‌دهنده چدن
- انواع چدن
- چدن خاکستری
- چدن داکتیل یا نشکن
- چدن سفید
- چدن مالیبل
- چدن با گرافیت فشرده
- چدنهای آلیاژی
- خواص مکانیکی و استحکام کششی
- استانداردها و شماره‌گذاری
- روش تولید و ریخته‌گری
- عملیات حرارتی چدن
- انتخاب چدن مناسب برای قطعه
- کاربرد چدن در صنایع مختلف
- پرسش‌های متداول
پاسخ کوتاه: چدن خانواده‌ای از آلیاژهای آهن–کربن (معمولاً بالای ≈ ۲٫۱٪ کربن) با شکل گرافیت یا کاربید متفاوت است: خاکستری (گرافیت ورقهای، میرایی ارتعاش)، داکتیل (گرافیت کروی، استحکام و چقرمگی)، سفید (کاربیدی، مقاوم به سایش)، مالیبل، CGI و ADI. استحکام کششی از ≈ ۱۵۰ MPa برای خاکستری تا ≈ ۱۶۰۰ MPa برای ADI متغیر است؛ عملیات حرارتی رایج شامل تنشزدایی (≈ ۵۰۰–۶۰۰°C)، نرماله، Q+T و آستمپرینگ است.
جدول سریع انواع چدن
| نوع چدن | شکل گرافیت / ساختار | ویژگی اصلی | کاربردهای رایج |
|---|---|---|---|
| چدن خاکستری | گرافیت ورقهای | ماشین‌کاری و میرایی ارتعاش خوب | پوسته گیربکس، بدنه ماشین‌آلات، دیسک ترمز |
| چدن داکتیل / نشکن | گرافیت کروی | استحکام و چقرمگی بالاتر | شفت، فلنج، هوزینگ، قطعات انتقال نیرو |
| چدن سفید | کاربیدی | سختی و مقاومت سایشی بالا | لاینر، رول، قطعات معدنی و سایشی |
| چدن مالیبل | کربن تمپرشده | چقرمگی بهتر از چدن سفید اولیه | اتصالات و قطعات مکانیکی کوچک |
| چدن گرافیت فشرده CGI | گرافیت کرم‌مانند | تعادل استحکام و رسانایی حرارتی | بلوک موتور و قطعات حرارتی |
| چدن ADI | گرافیت کروی + زمینه آسفریتی | استحکام و مقاومت خستگی بالا | قطعات انتقال قدرت و قطعات تحت بار |
| چدن آلیاژی | وابسته به آلیاژ | مقاومت ویژه در برابر سایش، خوردگی یا دما | معدن، سیمان، صنایع شیمیایی و حرارتی |
مبانی: تعریف، ساختار و نمودار فازی
چدن چیست؟
چدن گروهی از آلیاژهای آهنی ریختگی است که معمولاً دارای مقدار نسبتاً بالایی کربن و سیلیسیم هستند و برخلاف بسیاری از فولادها، بخش مهمی از خواص آن‌ها به تشکیل گرافیت یا کاربیدها در حین انجماد وابسته است.
در مهندسی مواد، چدن را نباید فقط بر اساس درصد کربن تعریف کرد. دو چدن با ترکیب شیمیایی نزدیک میتوانند به دلیل تفاوت در سرعت سرد شدن، تلقیح، عملیات منیزیم‌دهی، عناصر آلیاژی و عملیات حرارتی، ریزساختار و خواص کاملاً متفاوتی داشته باشند.
به همین دلیل هنگام انتخاب چدن برای یک قطعه صنعتی باید حداقل این موارد بررسی شوند:
- نوع و شکل گرافیت
- درصد و نوع کربن
- کربن معادل یا CE
- درصد سیلیسیم
- ساختار زمینه؛ فریتی، پرلیتی، بینیتی، آستنیتی و غیره
- ضخامت و هندسه قطعه
- سرعت انجماد
- استحکام کششی و تسلیم
- سختی
- مقاومت به سایش
- مقاومت به ضربه و خستگی
- قابلیت ماشین‌کاری
- شرایط کاری و دمای سرویس
ساختار چدن چگونه تشکیل میشود؟
ساختار چدن نتیجه برهم‌کنش چند عامل است. مهمترین آن‌ها عبارت‌اند از:
- ترکیب شیمیایی
- نسبت کربن به سیلیسیم
- کربن معادل
- نرخ سرد شدن
- نوع جوانه‌زنی و تلقیح مذاب
- عناصر گرافیت‌زا یا کاربیدزا
- شکل گرافیت
- عملیات حرارتی
در چدن خاکستری، گرافیت معمولاً به صورت ورقهای تشکیل میشود. در چدن داکتیل، گرافیت به شکل کروی است. در چدن با گرافیت فشرده، گرافیت شکل کرم‌مانند یا ورمی‌کولار دارد و در چدن سفید، بخش قابل توجه کربن به شکل کاربید و سمنتیت باقی می‌ماند.
چرا شکل گرافیت اهمیت دارد؟
گرافیت از نظر مکانیکی مانند یک ناپیوستگی در زمینه فلزی عمل میکند. بنابراین شکل آن مستقیماً بر تمرکز تنش اثر دارد.
| نوع گرافیت | شکل | اثر اصلی | رفتار مکانیکی |
|---|---|---|---|
| چدن خاکستری | ورقهای | میرایی ارتعاش و ماشین‌کاری خوب | استحکام کششی و چقرمگی پایین‌تر |
| چدن داکتیل | کروی | کاهش تمرکز تنش | استحکام و شکلپذیری بالاتر |
| چدن فشرده | کرم‌مانند | ترکیبی از خواص خاکستری و داکتیل | استحکام و رسانایی حرارتی مناسب |
| چدن سفید | بدون گرافیت آزاد قابل توجه | تشکیل کاربید | سختی و مقاومت سایشی بسیار بالا |
نمودار فازی آهن–کربن و نواحی مهم برای چدن
برای تحلیل چدن، نمودار آهن–کربن اهمیت اساسی دارد. محدوده‌ای که معمولاً برای چدن‌ها مورد توجه قرار می‌گیرد، بخش با کربن بالاتر از محدوده فولادها است.
در سیستم متاستابل آهن–سمنتیت، نقطه یوتکتیک در حدود ۴.۳ درصد کربن و حدود ۱۱۴۷°C قرار دارد. در سیستم پایدار آهن–گرافیت، مسیر انجماد می‌تواند به تشکیل گرافیت منجر شود. بنابراین در بررسی چدن باید بین سیستم متاستابل Fe–Fe3C و سیستم پایدار Fe–C(گرافیت) تفاوت قائل شد.
| ناحیه | محدوده مفهومی کربن | اهمیت در چدن |
|---|---|---|
| زیر یوتکتیک | کمتر از ترکیب یوتکتیک | تشکیل فاز اولیه آستنیت و سپس ساختار یوتکتیکی |
| یوتکتیک | حدود ۴.۳% C در سیستم Fe–Fe₃C | کمترین دمای ذوب در سیستم متاستابل |
| بالای یوتکتیک | بیشتر از ترکیب یوتکتیک | تشکیل فاز اولیه کاربیدی یا گرافیتی بسته به سیستم و شرایط |
عناصر تشکیل‌دهنده چدن و اثر هر عنصر
ترکیب چدن فقط آهن و کربن نیست. عناصر آلیاژی و ناخالصی‌ها نقش مهمی در کنترل گرافیت، کاربید، زمینه فلزی، قابلیت ریخته‌گری و خواص نهایی دارند.
| عنصر | نقش اصلی در چدن | اثر معمول |
|---|---|---|
| Fe | عنصر پایه | تشکیل زمینه فریتی، پرلیتی، آستنیتی و سایر ساختارها |
| C | عنصر اصلی | تشکیل گرافیت یا کاربید و اثرگذاری بر قابلیت ریخته‌گری |
| Si | گرافیت‌زا | تقویت تمایل به تشکیل گرافیت و کاهش تشکیل سمنتیت |
| Mn | پایدارکننده پرلیت و ترکیب با گوگرد | افزایش استحکام و کنترل اثر گوگرد |
| S | ناخالصی/عنصر واکنش‌پذیر | می‌تواند شکل گرافیت و قابلیت فرآیند را تحت تأثیر قرار دهد |
| P | افزایش سیالیت مذاب | در مقادیر بالا می‌تواند تردی ایجاد کند |
| Mg | کنترل شکل گرافیت | عنصر کلیدی برای تولید چدن داکتیل |
| Cu | پرلیت‌زا | افزایش استحکام و کنترل ساختار زمینه |
| Ni | آلیاژساز | بهبود خواص دمای بالا، خوردگی یا پایداری ساختار بسته به نوع آلیاژ |
| Cr | کاربیدزا | افزایش سختی و مقاومت سایشی |
| Mo | افزایش سختی‌پذیری و پایداری دمایی | مناسب برای چدنهای آلیاژی و قطعات دمای بالا |
| V | کاربیدزا | افزایش مقاومت به سایش |
| Al | آلیاژساز | در برخی چدنهای ویژه برای کنترل ساختار و خواص |
کربن معادل چدن چیست؟
یکی از پارامترهای مهم برای ارزیابی رفتار انجماد، Carbon Equivalent یا CE است. یک رابطه ساده و متداول برای بسیاری از چدنهای آهن–کربن–سیلیسیم به صورت زیر نوشته میشود:
CE ≈ %C + (%Si / 3)
اما برای طراحی دقیق ریخته‌گری، ترکیب واقعی آلیاژ، عناصر دیگری مانند فسفر و شرایط فرآیند نیز باید در نظر گرفته شوند.
انواع چدن: خاکستری، داکتیل، سفید، مالیبل، CGI و آلیاژی
انواع اصلی چدن
| نوع چدن | ساختار گرافیت | ساختار زمینه معمول | مزیت اصلی | کاربرد نمونه |
|---|---|---|---|---|
| چدن خاکستری | ورقهای | فریت / پرلیت | ماشین‌کاری و میرایی ارتعاش | بدنه ماشین‌آلات، پوسته گیربکس، دیسک ترمز |
| چدن داکتیل | کروی | فریت / پرلیت / بینیت | استحکام و چقرمگی بالا | چرخدنده، فلنج، شفت، هوزینگ |
| چدن سفید | گرافیت آزاد ناچیز | کاربیدی | مقاومت سایشی بالا | رول، لاینر، قطعات معدنی |
| چدن مالیبل | کربن تمپرشده | فریت / پرلیت | چقرمگی بهتر از چدن سفید اولیه | اتصالات، قطعات مکانیکی کوچک |
| چدن گرافیت فشرده | کرم‌مانند | فریت / پرلیت | ترکیب استحکام و رسانایی حرارتی | بلوک موتور و قطعات حرارتی |
| ADI | کروی | آسفریت | استحکام و مقاومت خستگی بالا | قطعات انتقال قدرت |
| چدن آستنیتی | بسته به گرید | آستنیتی | مقاومت خوردگی و دمای بالا | قطعات شیمیایی و حرارتی |
| چدن پرکروم | کاربیدی | مارتنزیتی/آستنیتی | مقاومت سایشی بسیار بالا | معدن، سیمان، آسیاب |
چدن خاکستری چیست؟ | Gray Cast Iron
چدن خاکستری یکی از رایج‌ترین انواع چدن مهندسی است که گرافیت آن عمدتاً به شکل ورقهای در زمینه فلزی قرار دارد. شکست سطح آن به دلیل وجود گرافیت معمولاً ظاهر خاکستری دارد.
استاندارد ASTM A48/A48M چدن خاکستری را بر اساس حداقل استحکام کششی طبقه‌بندی میکند و EN ۱۵۶۱ نیز برای چدنهای خاکستری غیرآلیاژی و کم‌آلیاژ مورد استفاده قرار می‌گیرد.
مزایای چدن خاکستری
- قابلیت ریخته‌گری بسیار خوب
- ماشین‌کاری مناسب در گریدهای متعارف
- میرایی ارتعاش بالا
- مقاومت فشاری مناسب
- قابلیت تولید قطعات بزرگ و پیچیده
- قیمت مناسب نسبت به بسیاری از آلیاژهای مهندسی
محدودیت چدن خاکستری
گرافیت ورقهای باعث تمرکز تنش میشود؛ بنابراین شکلپذیری و مقاومت ضربه‌ای چدن خاکستری معمولاً از چدن داکتیل پایین‌تر است.
گریدهای رایج چدن خاکستری
| استاندارد | نمونه گرید | توضیح |
|---|---|---|
| ASTM | A48 Class 20 | چدن خاکستری با سطح استحکام مشخص |
| ASTM | A48 Class 30 | گرید متداول‌تر برای قطعات مهندسی |
| ASTM | A48 Class 40 | استحکام بالاتر |
| EN | EN-GJL-150 | گرید طبقه‌بندی‌شده بر اساس خواص مکانیکی |
| EN | EN-GJL-200 | گرید رایج صنعتی |
| EN | EN-GJL-250 | گرید متداول برای قطعات ماشین‌آلات |
| EN | EN-GJL-300 | استحکام بالاتر |
| EN | EN-GJL-350 | چدن خاکستری با استحکام بالاتر |
توجه: عدد گرید در استانداردهای مختلف الزاماً به یک معنی نیست و نباید صرفاً با تطبیق عدد، یک گرید ASTM را جایگزین گرید EN کرد.
چدن داکتیل چیست؟ | چدن نشکن | Ductile Iron
چدن داکتیل یا چدن نشکن نوعی چدن است که در آن گرافیت عمدتاً به شکل کروی تشکیل میشود. این شکل گرافیت نسبت به گرافیت ورقهای، تمرکز تنش بسیار کمتری ایجاد میکند و به همین دلیل چدن داکتیل می‌تواند استحکام، چقرمگی و شکلپذیری بسیار بالاتری داشته باشد.
برای تولید چدن داکتیل، کنترل ترکیب شیمیایی و فرآیند منیزیم‌دهی یا Nodularization اهمیت ویژه‌ای دارد.
استاندارد ASTM A536
ASTM A536 یکی از استانداردهای مهم چدن داکتیل است. در این سیستم گریدهایی مانند ۶۵-۴۵-۱۲، ۸۰-۵۵-۰۶، ۱۰۰-۷۰-۰۳ و ۱۲۰-۹۰-۰۲ وجود دارند. این اعداد به خواص مکانیکی مشخص‌شده در استاندارد مربوط هستند و باید همراه با شرایط تولید و عملیات حرارتی تفسیر شوند. نسخه فعال ASTM A536 نیز الزامات مربوط به استحکام کششی، تسلیم، ازدیاد طول و در صورت درخواست، سختی و ریزساختار را مشخص میکند.
نمونه تفسیر ASTM A536
| گرید | استحکام کششی اسمی/حداقل طبق نامگذاری | استحکام تسلیم | ازدیاد طول |
|---|---|---|---|
| 65-45-12 | 65 ksi | 45 ksi | 12% |
| 80-55-06 | 80 ksi | 55 ksi | 6% |
| 100-70-03 | 100 ksi | 70 ksi | 3% |
| 120-90-02 | 120 ksi | 90 ksi | 2% |
شماره‌گذاری EN برای چدن داکتیل
| گرید رایج | ساختار معمول | کاربرد |
|---|---|---|
| EN-GJS-400-15 | فریتی | قطعات با نیاز به شکلپذیری |
| EN-GJS-450-10 | فریتی/پرلیتی | قطعات عمومی مهندسی |
| EN-GJS-500-7 | فریتی/پرلیتی | قطعات انتقال نیرو |
| EN-GJS-600-3 | پرلیتی‌تر | قطعات با استحکام بالاتر |
| EN-GJS-700-2 | پرلیتی | قطعات با استحکام بالا |
| EN-GJS-800-2 | پرلیتی/مارتنزیتی بسته به شرایط | کاربردهای مقاوم به بار بالا |
استاندارد بین‌المللی ISO 1083:2018 نیز برای طبقه‌بندی چدنهای با گرافیت کروی استفاده میشود و گریدها را بر اساس خواص مکانیکی دسته‌بندی میکند. ISO ۱۰۸۳ چدنهای آستنیتی بسیار آلیاژی و ADI را در استانداردهای جداگانه پوشش می‌دهد.
چدن سفید چیست؟ | White Cast Iron
در چدن سفید، کربن عمدتاً به شکل کاربیدها و سمنتیت قرار می‌گیرد و گرافیت آزاد بسیار محدود است. نتیجه، ساختاری سخت و مقاوم به سایش اما نسبتاً ترد است.
عوامل مؤثر در تشکیل چدن سفید عبارت‌اند از:
- ترکیب شیمیایی
- کاهش اثر گرافیت‌زایی سیلیسیم
- افزایش عناصر کاربیدزا مانند Cr
- سرعت سرد شدن بالا
- هندسه و ضخامت قطعه
چدن سفید آلیاژی
با افزودن کروم، نیکل، مولیبدن و سایر عناصر میتوان مقاومت سایشی و عملکرد دمایی چدن سفید را افزایش داد.
چدنهای سفید مقاوم به سایش در استانداردهایی مانند ASTM A532 طبقه‌بندی میشوند. ASTM A532 یکی از استانداردهای شناختهشده برای چدنهای مقاوم به سایش است.
Ni-Hard
چدنهای Ni-Hard خانواده‌ای از چدنهای سفید آلیاژی هستند که با استفاده از نیکل و کروم، زمینه سخت و مقاوم به سایش ایجاد می‌کنند. این مواد در لاینرها، آسیاب‌ها، پمپ‌های دوغاب، قطعات معدنی و تجهیزات انتقال مواد ساینده کاربرد دارند.
چدن مالیبل چیست؟ | Malleable Cast Iron
چدن مالیبل معمولاً از عملیات حرارتی چدن سفید به دست می‌آید. در این فرآیند، ساختار کاربیدی اولیه تغییر کرده و کربن تمپرشده در زمینه فلزی تشکیل میشود.
چدن مالیبل نسبت به چدن سفید اولیه، چقرمگی و قابلیت تحمل تغییر شکل بسیار بهتری دارد و برای قطعات نسبتاً کوچک و پیچیده استفاده میشود.
استانداردهای ASTM مانند A47/A47M و A220/A220M برای برخی انواع چدن مالیبل مورد استفاده قرار می‌گیرند.
چدن با گرافیت فشرده چیست؟ | Compacted Graphite Iron
چدن با گرافیت فشرده یا CGI از نظر ساختاری بین چدن خاکستری و داکتیل قرار می‌گیرد. گرافیت در این نوع چدن نه به شکل ورقهای بلند و نه کاملاً کروی، بلکه به صورت کرم‌مانند یا ورمی‌کولار تشکیل میشود.
CGI به دلیل ترکیب مناسبی از استحکام، رسانایی حرارتی و مقاومت خستگی، به‌ویژه در قطعات موتورهای احتراق داخلی مورد توجه است.
استاندارد ASTM A842/A842M برای چدنهای با گرافیت فشرده مورد استفاده قرار می‌گیرد.
چدنهای آلیاژی
برای شرایطی که چدن معمولی پاسخ‌گو نیست، از عناصر آلیاژی مانند Cr، Ni، Mo، Cu، Si، V و Al استفاده میشود.
| خانواده آلیاژی | عناصر کلیدی | هدف آلیاژسازی | کاربرد |
|---|---|---|---|
| چدن کروم‌دار | Cr | مقاومت سایشی و کاربیدی | معدن و سیمان |
| چدن Ni-Hard | Ni + Cr | سختی و سایش | آسیاب و لاینر |
| چدن آستنیتی Ni-Resist | Ni + Cr + Si | خوردگی و دمای بالا | صنایع شیمیایی و حرارتی |
| چدن SiMo | Si + Mo | مقاومت دمای بالا | اگزوز و قطعات حرارتی |
| چدن Cu دار | Cu | تقویت زمینه پرلیتی | قطعات انتقال نیرو |
| چدن Mo دار | Mo | افزایش مقاومت دمایی و سختی | قطعات صنعتی سنگین |
| چدن V دار | V | تشکیل کاربیدهای سخت | سایش شدید |
چدن آستنیتی
چدنهای آستنیتی به دلیل وجود مقادیر بالاتر نیکل و عناصر آلیاژی، زمینه آستنیتی پایدارتری دارند. این خانواده برای محیط‌هایی که دمای بالا، خوردگی یا ترکیبی از این شرایط وجود دارد استفاده میشود.
استاندارد ISO 2892 برای طبقه‌بندی چدنهای آستنیتی کاربرد دارد.
خواص مکانیکی و مقادیر گریدها
خواص مکانیکی چدن‌ها
خواص مکانیکی چدن را نمی‌توان فقط از روی نام نوع چدن تعیین کرد. گرید، ترکیب شیمیایی، ضخامت قطعه، نرخ سرد شدن، شکل گرافیت، زمینه فلزی و عملیات حرارتی همگی مؤثر هستند.
| نوع چدن | استحکام کششی تقریبی متداول | شکلپذیری | مقاومت سایشی | میرایی ارتعاش |
|---|---|---|---|---|
| خاکستری | تقریباً ۱۵۰–۴۵۰ MPa | پایین | متوسط | عالی |
| داکتیل | تقریباً ۴۰۰–۱۲۰۰ MPa بسته به گرید | متوسط تا خوب | خوب | خوب |
| CGI | تقریباً ۴۰۰–۷۰۰ MPa | متوسط | خوب | خوب |
| سفید | مقاومت کششی تابع ساختار و گرید | بسیار پایین | بسیار عالی | ضعیف‌تر |
| ADI | تقریباً ۸۰۰–۱۶۰۰ MPa بسته به گرید | متغیر | عالی | خوب |
هشدار مهندسی: مقادیر بالا برای مقایسه اولیه هستند و نباید به عنوان مقدار طراحی یا تضمین‌شده برای یک قطعه مشخص استفاده شوند. استاندارد ماده، گرید، ضخامت، محل نمونه‌گیری، عملیات حرارتی و روش آزمون باید مشخص باشد.
مقادیر حداقل گریدهای رایج
حداقل‌های مشخص‌شده در نامگذاری استاندارد (برای خاکستری EN-GJL بر اساس استحکام کششی). سختی ستون آخر راهنمای تقریبی است نه ملاک پذیرش. برای معادل‌سازی نهایی به متن استاندارد و شرایط نمونه‌گیری مراجعه کنید.
| گرید | استحکام کششی (MPa) | تسلیم (MPa) | ازدیاد طول | سختی نمونه |
|---|---|---|---|---|
| EN-GJL-200 / A48 Class 30 | ≥ 200 MPa / ≥ 207 MPa | — | — | ≈ 160–220 HB |
| EN-GJL-250 | ≥ 250 MPa | — | — | ≈ 180–250 HB |
| EN-GJS-400-15 | ≥ 400 | ≥ 250 | ≥ ۱۵٪ | ≈ 130–180 HB |
| EN-GJS-500-7 | ≥ 500 | ≥ 320 | ≥ ۷٪ | ≈ 170–230 HB |
| EN-GJS-600-3 | ≥ 600 | ≥ 370 | ≥ ۳٪ | ≈ 190–270 HB |
| EN-GJS-700-2 | ≥ 700 | ≥ 420 | ≥ ۲٪ | ≈ 225–305 HB |
| ASTM A536 65-45-12 | ≥ 448 (65 ksi) | ≥ 310 (45 ksi) | ≥ ۱۲٪ | — |
| ASTM A536 80-55-06 | ≥ 552 (80 ksi) | ≥ 379 (55 ksi) | ≥ ۶٪ | — |
| ASTM A536 100-70-03 | ≥ 689 (100 ksi) | ≥ 483 (70 ksi) | ≥ ۳٪ | — |
| ASTM A536 120-90-02 | ≥ 827 (120 ksi) | ≥ 621 (90 ksi) | ≥ ۲٪ | — |
داده‌های فیزیکی چدن
| گروه | چگالی (g/cm³) | مدول یانگ (GPa) | ضریب انبساط حرارتی (×۱۰⁻⁶ بر °C) |
|---|---|---|---|
| چدن خاکستری | ≈ 7.1–7.3 | ≈ 80–150 | ≈ 10–11 |
| چدن داکتیل | ≈ 7.0–7.3 | ≈ 160–180 | ≈ 11–12 |
استانداردهای چدن: ASTM، EN، ISO، JIS
شماره‌گذاری چدن در استانداردهای مختلف یکسان نیست. برای همین، در سفارش یا مهندسی معکوس قطعه بهتر است علاوه بر نام چدن، استاندارد، گرید، شرایط تحویل، خواص مکانیکی و در صورت نیاز ترکیب شیمیایی و ریزساختار مشخص شود.
| خانواده | استاندارد رایج | نمونه نامگذاری | نوع چدن |
|---|---|---|---|
| ASTM | A48/A48M | Class 20 / 30 / 40 | خاکستری |
| ASTM | A536 | 65-45-12 / 80-55-06 | داکتیل |
| ASTM | A47/A47M | Ferritic Malleable | مالیبل |
| ASTM | A220/A220M | Pearlitic Malleable | مالیبل پرلیتی |
| ASTM | A842/A842M | Compacted Graphite Iron | گرافیت فشرده |
| ASTM | A532/A532M | Class I / II / III و گریدهای مرتبط | مقاوم به سایش |
| EN | EN 1561 | EN-GJL-200 | خاکستری |
| EN | EN 1563 | EN-GJS-500-7 | داکتیل |
| EN | EN 1562 | EN-GJMB / EN-GJMW | مالیبل |
| ISO | ISO 1083 | گریدهای چدن کروی | داکتیل |
| ISO | ISO 2892 | گریدهای آستنیتی | آستنیتی |
| ISO | ISO 945-1 | Graphite Form / Size | طبقه‌بندی ریزساختار گرافیت |
| JIS | JIS G5501 | FC200 / FC250 | خاکستری |
| JIS | JIS G5502 | FCD Series | داکتیل |
استاندارد ISO ۹۴۵-۱:۲۰۱۹ روش طبقه‌بندی ریزساختار گرافیت را بر اساس مشاهده مقایسه‌ای تعریف میکند؛ این استاندارد به‌تنهایی جایگزین آزمون خواص مکانیکی یا تعیین صلاحیت یک گرید برای کاربرد خاص نیست.
آیا ASTM و EN چدن معادل یکدیگر دارند؟
در بسیاری از موارد میتوان گریدهای نزدیک یا متداول را مقایسه کرد، اما معادل‌سازی قطعی فقط با مقایسه استاندارد، ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی، ریزساختار و شرایط تولید امکان‌پذیر است.
برای قطعات حساس مانند پوسته گیربکس، هوزینگ پمپ، قطعات تحت فشار، چرخدنده یا قطعات سایشی، جایگزینی یک گرید صرفاً بر اساس شباهت عددی توصیه نمی‌شود.
روش ساخت و تولید چدن
تولید چدن صنعتی مجموعه‌ای از عملیات متالورژیکی، ذوب، اصلاح مذاب، قالب‌گیری، انجماد، عملیات حرارتی و کنترل کیفیت است.
۱. انتخاب مواد اولیه
- قراضه فولادی
- چدن برگشتی
- چدن خام
- فروآلیاژها
- کربن‌افزا
- عناصر اصلاح‌کننده و جوانه‌زا
۲. ذوب
برای ذوب چدن میتوان از کوره‌های کوپل، القایی و سایر کوره‌های مناسب استفاده کرد. در تولیدات صنعتی دقیق، کنترل دمای مذاب و ترکیب شیمیایی اهمیت بسیار زیادی دارد.
۳. آنالیز مذاب
ترکیب عناصر باید پیش از ریخته‌گری کنترل شود. دستگاه‌های اسپکترومتر، آنالیز حرارتی و روش‌های کنترل فرآیند برای تعیین ترکیب و رفتار انجماد استفاده میشوند.
۴. تلقیح چدن
در بسیاری از چدنهای خاکستری و داکتیل، عملیات تلقیح برای افزایش جوانه‌های گرافیت و کنترل ساختار انجام میشود.
۵. منیزیم‌دهی برای چدن داکتیل
برای تبدیل گرافیت ورقهای به گرافیت کروی، مذاب تحت فرآیند اصلاح با منیزیم یا روش‌های مشابه قرار می‌گیرد. پس از آن، تلقیح و کنترل دقیق زمان ریخته‌گری اهمیت دارد.
۶. قالب‌گیری
- قالب ماسه‌ای
- قالب پوسته‌ای
- قالب فلزی
- ریخته‌گری گریز از مرکز
- فرآیندهای ویژه ریخته‌گری
۷. تغذیه و کنترل انجماد
طراحی راهگاه و تغذیه برای جلوگیری از مک، انقباض، ترک گرم و عیوب انجمادی اهمیت زیادی دارد.
۸. تمیزکاری و عملیات پس از ریخته‌گری
- جدا کردن راهگاه و تغذیه
- شات بلاست
- سنگ‌زنی
- ماشین‌کاری
- عملیات حرارتی
- کنترل ابعادی
عملیات حرارتی چدن
عملیات حرارتی چدن چیست؟
عملیات حرارتی چدن مجموعه‌ای از فرآیندهای کنترل‌شده گرمایش، نگهداری و سرمایش است که برای تغییر یا اصلاح ریزساختار و خواص چدن انجام میشود.
بسته به نوع چدن و هدف مهندسی، عملیات حرارتی می‌تواند برای کاهش تنش‌های پسماند، بهبود ماشین‌کاری، افزایش سختی، افزایش استحکام، افزایش مقاومت سایشی، اصلاح ساختار زمینه یا ایجاد ترکیب مناسب استحکام و چقرمگی استفاده شود.
از مهمترین عملیات حرارتی مورد استفاده برای خانوادههای مختلف چدن میتوان به تنشزدایی، آنیل، نرماله، کوئنچ و تمپر، آستمپرینگ و برخی فرآیندهای سختکاری سطحی اشاره کرد.
جدول عملیات حرارتی چدن
| عملیات حرارتی | نام انگلیسی | هدف اصلی | چدنهای قابل بررسی |
|---|---|---|---|
| تنشزدایی | Stress Relieving | کاهش تنش‌های پسماند ناشی از ریخته‌گری و ماشین‌کاری | خاکستری، داکتیل و قطعات بزرگ |
| آنیل | Annealing | نرم‌کردن و اصلاح ساختار | خاکستری، داکتیل، مالیبل |
| نرماله | Normalizing | اصلاح ساختار و افزایش استحکام | به‌ویژه چدن داکتیل |
| کوئنچ و تمپر | Quenching & Tempering | افزایش و تنظیم سختی و استحکام | برخی چدنهای مناسب از نظر ترکیب و ساختار |
| آستمپرینگ | Austempering | ایجاد زمینه آسفریتی | چدن داکتیل برای تولید ADI |
| مالیبل‌سازی | Malleabilizing | تبدیل ساختار چدن سفید به ساختار مالیبل | چدن مالیبل |
| سختکاری سطحی | Surface Hardening | افزایش سختی سطح و مقاومت سایشی | برخی چدنهای آلیاژی و داکتیل |
دمای معمول عملیات حرارتی چدن‌ها
جدول زیر محدوده‌ی رایج است و دستور ساخت نیست. سیکل نهایی را بر اساس گرید، ضخامت و ترکیب از استاندارد، مرجع معتبر (مثل ASM Handbook جلد Heat Treating و ASTM A897 برای ADI) یا مشخصات تأمین‌کننده تعیین کنید.
| فرایند | دمای معمول | نکته |
|---|---|---|
| تنشزدایی (خاکستری/داکتیل) | ≈ 500–600°C | نگهداری چند ساعت؛ سرد کردن آهسته در کوره |
| آنیل فریتی داکتیل (زیربحرانی) | ≈ 700–760°C | برای نرمی و شکلپذیری بیشتر؛ آنیل کامل از ≈ ۸۷۰–۹۲۵°C با سرد کردن آهسته |
| نرماله داکتیل | ≈ 870–925°C | سرد کردن در هوا؛ معمولاً با تمپر ≈ ۴۸۰–۶۵۰°C |
| کوئنچ و تمپر داکتیل | آستنیته ≈ ۸۴۰–۹۰۰°C | کوئنچ روغن؛ تمپر ≈ ۴۲۵–۶۵۰°C |
| ADI (آستمپرینگ) | آستنیته ≈ ۸۴۰–۹۵۰°C | حمام ایزوترمال ≈ ۲۳۵–۴۰۰°C به مدت ≈ ۱–۴ ساعت |
| مالیبل سیاه (مالیبل‌سازی) | مرحله اول ≈ ۹۰۰–۹۵۰°C | مرحله دوم ≈ ۷۰۰–۷۶۰°C با سرد شدن آهسته؛ سیکل ده‌ها ساعت |
| پرکروم (A532 Class III) | دی‌استابیلایز ≈ ۹۵۰–۱۰۵۰°C | سرد کردن در هوا؛ تمپر ≈ ۲۰۰–۵۵۰°C |
| Ni-Hard | تمپر/تنشزدایی ≈ ۲۰۰–۳۰۰°C | سختی معمول ≈ ۵۵۰–۷۰۰ HB |
عملیات حرارتی چدن خاکستری
چدن خاکستری به دلیل وجود گرافیت ورقهای، رفتار حرارتی و مکانیکی متفاوتی با فولاد دارد. عملیات حرارتی این نوع چدن معمولاً با هدف کاهش تنش‌های پسماند، اصلاح ساختار زمینه، کنترل سختی و بهبود قابلیت ماشین‌کاری انجام میشود.
در قطعات بزرگ مانند پوسته گیربکس، بدنه ماشین‌آلات، پایه‌ها و هوزینگ‌ها، تنشزدایی پس از ریخته‌گری یا ماشین‌کاری می‌تواند یکی از موضوعات مهم مهندسی باشد.
انتخاب سیکل حرارتی باید بر اساس گرید، ترکیب شیمیایی، ضخامت قطعه، ساختار زمینه و خواص موردنیاز انجام شود و نمی‌توان یک دما یا زمان ثابت را برای تمام چدنهای خاکستری تجویز کرد.
عملیات حرارتی چدن داکتیل و چدن نشکن
چدن داکتیل یا چدن نشکن دارای گرافیت کروی است و به دلیل شکل گرافیت، معمولاً استحکام و چقرمگی بیشتری نسبت به چدن خاکستری دارد.
عملیات حرارتی چدن داکتیل می‌تواند برای کنترل ساختار زمینه فریتی یا پرلیتی، افزایش استحکام، افزایش سختی یا دستیابی به ساختار آسفریتی در تولید ADI انجام شود.
در انتخاب عملیات حرارتی چدن نشکن باید علاوه بر ترکیب شیمیایی، درصد کروی‌شدن گرافیت، اندازه نودول‌ها، زمینه فلزی، ضخامت قطعه و خواص مکانیکی هدف بررسی شود.
عملیات حرارتی چدن مالیبل
چدن مالیبل به‌طور کلاسیک از عملیات حرارتی چدن سفید با ترکیب مناسب تولید میشود. در فرآیند مالیبل‌سازی، ساختار کاربیدی اولیه تغییر میکند و کربن تمپرشده در زمینه فلزی تشکیل میشود.
به همین دلیل، عملیات حرارتی چدن مالیبل بخش مهمی از فرآیند تولید این خانواده از چدن‌هاست و زمان، دما، اتمسفر و سیکل حرارتی باید متناسب با ترکیب چدن و خواص موردنیاز کنترل شود.
عملیات حرارتی چدن سفید
چدن سفید به دلیل ساختار کاربیدی، سختی و مقاومت سایشی بالایی دارد. عملیات حرارتی آن بسته به گرید می‌تواند با هدف تغییر زمینه، کنترل سختی، افزایش چقرمگی یا دستیابی به عملکرد سایشی موردنظر انجام شود.
در چدنهای سفید آلیاژی مانند خانوادههای High-Chromium White Iron و Ni-Hard، ترکیب شیمیایی و نوع کاربیدها نقش تعیین‌کننده‌ای در انتخاب سیکل عملیات حرارتی دارند.
ADI چیست؟
ADI یا Austempered Ductile Iron نوعی چدن داکتیل است که با انجام عملیات آستمپرینگ، زمینه‌ای آسفریتی ایجاد میکند.
این ساختار می‌تواند ترکیبی از استحکام بالا، مقاومت به خستگی، چقرمگی و مقاومت سایشی مناسب ایجاد کند و به همین دلیل در برخی قطعات انتقال قدرت و قطعات تحت بار مورد استفاده قرار می‌گیرد.
برای مبانی هر فرایند (آنیل، نرماله، Q+T، سختکاری سطحی) به صفحه‌ی عملیات حرارتی فولاد: دما و جدول انتخاب مراجعه کنید؛ و برای سختکاری موضعی قطعات: دستگاه سختکاری القایی. اگر فولاد گزینه‌ی بهتری است، جدول انواع فولاد صنعتی و معادل‌ها را ببینید.
انتخاب چدن مناسب برای قطعه
کدام نوع چدن برای چه کاربردی مناسب است؟
| نیاز مهندسی | انتخاب اولیه | دلیل |
|---|---|---|
| میرایی ارتعاش | چدن خاکستری | گرافیت ورقهای و قابلیت جذب ارتعاش |
| استحکام و شکلپذیری | چدن داکتیل | گرافیت کروی و تمرکز تنش کمتر |
| استحکام بالا و خستگی | ADI | زمینه آسفریتی و گرافیت کروی |
| مقاومت سایشی شدید | چدن سفید آلیاژی / High-Cr | ساختار کاربیدی سخت |
| تولید قطعات کوچک و پیچیده | چدن مالیبل | چقرمگی بهتر پس از فرآیند مالیبل‌سازی |
| دمای بالا | چدن SiMo یا آستنیتی مناسب | پایداری بهتر در شرایط حرارتی |
| استحکام و رسانایی حرارتی | CGI | ساختار گرافیت فشرده |
نکته مهم درباره انتخاب چدن
برای انتخاب چدن مناسب نباید فقط نام «چدن خاکستری»، «چدن داکتیل» یا «چدن سفید» را مقایسه کرد. گرید، ترکیب شیمیایی، شکل و اندازه گرافیت، ساختار زمینه، ضخامت قطعه، روش تولید، عملیات حرارتی و شرایط کاری همگی در انتخاب نهایی مؤثر هستند.
همچنین گریدهای ASTM، EN، ISO و JIS را نباید صرفاً بر اساس شباهت عددی معادل یکدیگر در نظر گرفت. برای قطعات حساس صنعتی، تطبیق استاندارد، خواص مکانیکی، ترکیب شیمیایی و شرایط تولید ضروری است.
برای هر قطعه کدام چدن مناسب است؟
| قطعه | چدن پیشنهادی | دلیل |
|---|---|---|
| پوسته گیربکس | چدن خاکستری / داکتیل | ریخته‌گری، میرایی ارتعاش، استحکام |
| هوزینگ پمپ | خاکستری / داکتیل / آلیاژی | فشار، خوردگی و شرایط سیال |
| چرخدنده | داکتیل / ADI / چدن آلیاژی ویژه | استحکام و خستگی |
| دیسک ترمز | خاکستری | میرایی و انتقال حرارت مناسب |
| لاینر آسیاب | چدن سفید آلیاژی | مقاومت سایشی بالا |
| قطعات معدنی | High-Cr White Iron | مقاومت در برابر سایش شدید |
| قطعات موتور | خاکستری / CGI / داکتیل | ترکیب استحکام، حرارت و ارتعاش |
| قطعات دمای بالا | SiMo / آستنیتی | پایداری دمایی |
| قطعات تحت بار ضربه‌ای | داکتیل | چقرمگی بالاتر |
مقایسه شکل گرافیت و زمینه فلزی
| نوع | گرافیت | زمینه | نتیجه مهندسی |
|---|---|---|---|
| خاکستری فریتی | ورقهای | فریت | ماشین‌کاری خوب، سختی پایین‌تر |
| خاکستری پرلیتی | ورقهای | پرلیت | استحکام و سختی بیشتر |
| داکتیل فریتی | کروی | فریت | شکلپذیری بهتر |
| داکتیل پرلیتی | کروی | پرلیت | استحکام و سختی بالاتر |
| ADI | کروی | آسفریت | استحکام، خستگی و سایش بالا |
| سفید | کاربیدی | کاربید/مارتنزیت/آستنیت | سایش بسیار بالا و چقرمگی پایین |
راهنمای سریع انتخاب چدن
| نیاز اصلی | انتخاب اولیه |
|---|---|
| میرایی ارتعاش | چدن خاکستری |
| استحکام و شکلپذیری | چدن داکتیل |
| استحکام بسیار بالا و سایش | ADI |
| سایش شدید | چدن سفید آلیاژی / High-Cr |
| دمای بالا | SiMo یا چدن آستنیتی مناسب |
| رسانایی حرارتی و استحکام همزمان | CGI |
| قطعات کوچک و پیچیده | مالیبل در کاربرد مناسب |
نمونه‌ی کاربرد در تجهیزات: پوسته‌ی گیربکس صنعتی، گیربکس سیاره‌ای، گیربکس سیکلوئیدی و هوزینگ پمپ‌ها و بلوئرهای صنعتی.
تفاوت چدن و فولاد
| ویژگی | چدن | فولاد |
|---|---|---|
| کربن | معمولاً بالاتر | معمولاً پایین‌تر |
| ریخته‌گری | بسیار مناسب | وابسته به گرید و فرآیند |
| میرایی ارتعاش | معمولاً عالی، مخصوصاً خاکستری | معمولاً کمتر |
| شکلپذیری | از پایین تا خوب، بسته به نوع | معمولاً بالاتر |
| مقاومت سایشی | در برخی انواع بسیار بالا | وابسته به آلیاژ و عملیات حرارتی |
| هزینه تولید قطعات ریختگی | معمولاً مناسب | وابسته به فرآیند |
برای فلزات غیرآهنی (آلومینیوم، مس، برنج، برنز) به فلزات رنگی و غیرآهنی مراجعه کنید.
کنترل کیفیت قطعات چدنی
برای قطعات مهندسی، صرفاً تأیید نام چدن کافی نیست. کنترل کیفیت می‌تواند شامل موارد زیر باشد:
- آنالیز شیمیایی
- آزمون کشش
- آزمون سختی Brinell
- بررسی ریزساختار
- بررسی شکل و اندازه گرافیت
- کنترل Nodularity در چدن داکتیل
- کنترل ضخامت و ابعاد
- آزمون UT
- آزمون MT
- آزمون PT در موارد مناسب
- رادیوگرافی برای قطعات حساس
- کنترل عیوب ریخته‌گری
ISO ۹۴۵-۱ برای طبقه‌بندی شکل و اندازه گرافیت و ISO ۹۴۵-۴ برای ارزیابی میزان کروی‌شدن گرافیت در چدن داکتیل کاربرد دارند.
صفحات مرتبط و ادامه مسیر یادگیری
مواد و عملیات حرارتی
جمع‌بندی
چدن یک ماده واحد نیست؛ بلکه خانواده بزرگی از آلیاژهای آهنی با ریزساختارهای متفاوت است. چدن خاکستری، داکتیل، سفید، مالیبل، CGI، ADI و چدنهای آلیاژی هرکدام برای شرایط مشخصی طراحی شده‌اند.
در انتخاب چدن باید همزمان ترکیب شیمیایی، شکل گرافیت، ساختار زمینه، استحکام کششی، استحکام تسلیم، سختی، مقاومت به سایش، چقرمگی، دمای کاری، ضخامت قطعه، روش تولید و عملیات حرارتی بررسی شود.
برای قطعات صنعتی حساس نیز بهترین روش انتخاب ماده، تطبیق همزمان استاندارد و طراحی قطعه است؛ نه صرفاً جستجوی یک «معادل» در جدول استانداردها.
استناد و گزارش اشتباه
آخرین بازبینی: ۲۳ مهر ۱۴۰۵. این صفحه آموزشی است و جایگزین استاندارد یا نظر متالورژیست نیست. خطایی دیدید؟ sales@matsoco.ir. کد لینک:
پرسش‌های متداول درباره چدن
انواع اصلی چدن کدامند؟
مهمترین انواع شامل چدن خاکستری، چدن داکتیل یا نشکن، چدن سفید، چدن مالیبل، چدن با گرافیت فشرده، چدن آلیاژی، چدن آستنیتی و چدن داکتیل آستمپرشده یا ADI هستند.
تفاوت چدن خاکستری و داکتیل چیست؟
در چدن خاکستری، گرافیت عمدتاً ورقهای و در چدن داکتیل عمدتاً کروی است. گرافیت کروی تمرکز تنش کمتری ایجاد میکند و به همین دلیل چدن داکتیل معمولاً استحکام و شکلپذیری بالاتری دارد.
چدن داکتیل با ASTM A536 چه ارتباطی دارد؟
ASTM A536 استاندارد مهمی برای چدنهای داکتیل است و گریدهای آن بر اساس استحکام کششی، تسلیم و ازدیاد طول نامگذاری میشوند.
EN-GJL چیست؟
EN-GJL نامگذاری رایج چدن خاکستری در سیستم اروپایی است؛ برای مثال EN-GJL-۲۵۰ یکی از گریدهای شناختهشده این خانواده است.
EN-GJS چیست؟
EN-GJS برای چدنهای با گرافیت کروی یا چدن داکتیل استفاده میشود؛ برای مثال EN-GJS-۵۰۰-۷.
چدن سفید چرا سخت است؟
زیرا مقدار قابل توجهی از کربن در ساختار کاربیدی و سمنتیتی قرار دارد و این فازها سختی و مقاومت سایشی بالایی ایجاد می‌کنند.
چدن برای چرخدنده مناسب است؟
بسته به طراحی و بارگذاری، برخی انواع چدن داکتیل و ADI میتوانند برای چرخدندهها مناسب باشند؛ اما برای بسیاری از چرخدندههای باربالا، فولادهای آلیاژی عملیات حرارتیشده همچنان انتخاب رایجتری هستند.
آیا چدن را میتوان عملیات حرارتی کرد؟
بله. آنیل، تنشزدایی، نرماله، کوئنچ و تمپر و آستمپرینگ از جمله فرآیندهای قابل استفاده برای خانوادههای مختلف چدن هستند. انتخاب فرآیند باید بر اساس نوع چدن، ترکیب شیمیایی، ضخامت و هدف مهندسی انجام شود.
بهترین چدن برای مقاومت به سایش چیست؟
در سایش شدید معمولاً چدنهای سفید آلیاژی، بهخصوص خانوادههای پرکروم، و برخی انواع Ni-Hard گزینههای مهم هستند؛ انتخاب نهایی به نوع سایش، ضربه، دما و محیط کاری بستگی دارد.
آیا چدن و فولاد معادل یکدیگر هستند؟
خیر. حتی اگر استحکام کششی دو ماده مشابه باشد، تفاوت در گرافیت، شکلپذیری، چقرمگی، شکست، میرایی ارتعاش و قابلیت ماشین‌کاری باعث میشود جایگزینی آن‌ها نیازمند بررسی مهندسی باشد.
دمای تنشزدایی چدن خاکستری چقدر است؟
به‌طور معمول حدود ۵۰۰ تا ۶۰۰ درجه سانتی‌گراد با نگهداری چند ساعته و سرد کردن آهسته در کوره. گرید، ضخامت و ترکیب (به‌ویژه عناصر آلیاژی) دمای مناسب را تغییر می‌دهد.
دمای آستمپرینگ چدن ADI چقدر است؟
پس از آستنیته (حدود ۸۴۰ تا ۹۵۰°C)، نگهداری ایزوترمال معمولاً در حدود ۲۳۵ تا ۴۰۰°C انجام میشود؛ دمای پایین‌تر استحکام و سختی بیشتر و دمای بالاتر شکلپذیری بیشتر می‌دهد.
آیا EN-GJL-۲۵۰ معادل A48 Class ۳۵ است؟
تقریباً نزدیک‌اند (۲۵۰ MPa در برابر ≈ ۲۴۱ MPa) اما معادل قطعی نیستند؛ برای جایگزینی باید خواص مکانیکی، ضخامت نمونه‌گیری و شرایط ریخته‌گری مقایسه شود.
عملیات حرارتی Ni-Hard چیست؟
Ni-Hard معمولاً با ساختار مارتنزیتی ریخته میشود و برای کاهش تنش و پایدارسازی، تمپر یا تنشزدایی در حدود ۲۰۰ تا ۳۰۰°C بررسی میشود. سختی معمول آن ≈ ۵۵۰–۷۰۰ HB است و گرید دقیق تعیین‌کننده است.
تعیین گرید، عملیات حرارتی و کنترل کیفیت برای قطعات صنعتی.