یکی از پر کاربرد ترین فلزات چدن است .چدن‌ها  خانواده ای از آلیاژهای آهنی هستند که از آهن، کربن (از ۲٫۱۱٪ تا تقریباً ۴٫۵٪) و سیلیسیم (تا ۳٫۵٪) تشکیل می‌شوند. چدن‌ها معمولاً حاوی ۲٫۰ تا ۴٫۰٪ کربن، ۰٫۵ تا ۳٫۰٪ سیلیسیم، کمتر از ۱٫۰٪ منگنز و کمتر از ۰٫۲٪ گوگرد هستند. عنصر سیلیسیم باعث ایجاد چندین اثر متالورژی در این آلیاژ می‌شود. سیلیسیم با ترویج تشکیل یک اکسید سطحی کاملاً چسبنده، مقاومت در برابر اکسیداسیون و خوردگی چدن‌ها را افزایش می‌دهد. به همین دلیل، چدن‌ها به‌طور کلی مقاومت در برابر خوردگی بالاتری از اکثر فولادها دارند.

فرق اساسی بین فولاد و چدن, در میزان کربن موجود در آن است. کربن موجود در فولاد بین صفر تا دو درصد و کربن موجود در چدن بیش از دو درصد است. رنگ مقطع شکست این آلیاژ به عنوان شناسه نامگذاری انواع مختلف آن به کار می رود. بیش از ۹۵ درصد وزنی آن را آهن تشکیل میدهد و عناصر آلیاژی اصلی آن کربن و سیلیسیم هستند.

به طور کلی روش تولید چدن ها به این صورت است که مخلوط متناسبی از موادهایی مانند شمشهای آهن خام، براده ها و قطعات برگشتی ریخته گری و سایر افزودنیها همچون فرومنگنز، آهک و… را در داخل کوره های الکتریکی یا کوره کوپل میریزند تا ذوب شوند.

چدن از طریق ذوب مجدد سنگ آهن به همراه آهن و فولاد قراضه بدست می‌آید و با طی مراحلی برای حذف عناصر ناخواسته مانند فسفر و گوگرد همراه است. بسته به نوع کاربرد، میزان کربن و سیلیسیم تا حد مطلوب (به ترتیب ۲ تا ۳٫۵ و ۱ تا ۳ درصد وزنی) کاهش داده می‌شوند. سایر عناصر نیز حین ریخته‌گری و قبل از شکل‌گیری نهایی، به مذاب افزوده می‌شوند. چدن به جز موارد خاص که در کوره بلند موسوم به کوره کوپل ذوب می‌شود، عمدتاً در کوره‌های القای الکتریکی تولید می‌گردد. پس از تکمیل ذوب، مذاب به کوره نگهدارنده یا قالب ریخته می‌شود.

انواع چدن 

 

چدن خاکستری: با توجه به داشتن زیرساخت های بسیار خاص مقطع آن به رنگ خاکستری بوده و یکی از پرکاربردترین انواع آلیاژ های چدن می باشد که در بسیاری از صنایع مورد استفاده واقع شده است. از مهمترین انواع آن نیز می توان به چدن های خاکستری ورقه ای، کروی، چشم گاوی و یوگلی اشاره داشت.

چدن داکتیل: این گروه با داشتن ویژگی هایی از جمله مقاومت سایشی خوب، ریخته گری مناسب، نقطه ذوب پایین، ماشین کاری عالی و شکل پذیری مطلوب خود توانسته اند در بسیار از صنایع نقش آفرینی کرده و از محبوب ترین انواع چدن ها به شمار بیایند.

 

خواص 

خصوصیات مکانیکی یک ماده نشان می دهد که چگونه تحت تنش های خاص می تواند پاسخ دهد که به تعیین مناسب بودن آن برای کاربردهای مختلف کمک می کند. مشخصات این آلیاژ توسط سازمان هایی مانند انجمن بررسی مواد آمریکا (ASTM ) تنظیم می شود تا کاربران با اطمینان از اینکه شرایط لازم برای کاربرد را دارند این آلیاژ را خریداری کنند. مشخصات معمول چدن خاکستری ASTM A48 است.

 

کاربرد 

از مهمترین کاربردهای چدن می توان به مواردی از جمله ساخت پل، درپوش چاه های خیابان، لوله ها، ماشین آلات، ظروف، خطوط گازی، شاغول کردن، خرپای سقف و پنجره های دکوراتیو اشاره کرد. البته در نظر داشته باشید که امروزه بسیاری از محققان به دنبال کشف دیگر خواص چدن هستند تا از این طریق بتواند میزان کاربرد آن را افزایش داده و از این طریق این ماده را جایگزین بسیاری از فلزهای دیگر نمایند.