ढलवां लोहा

ढलवां लोहा (कास्ट आयरन) आम तौर पर धूसर रंग के लोहे को कहा जाता है लेकिन इसके साथ-साथ यह एक बड़े पुंज में लौह अयस्कों का मिश्रण भी है, जो एक गलनक्रांतिक तरीके से ठोस बन जाता है। किसी भी धातु की खंडित सतह को देखकर उसके मिश्र धातु होने का पता लगाया जा सकता है। सफेद ढलवां लोहे (white cast iron) का नामकरण इसकी खंडित सफ़ेद सतह के आधार पर किया गया है क्योंकि इसमें कार्बाइड सम्बन्धी अशुद्धियां पाई जाती हैं जिसकी वजह से इसमें सीधी दरार पड़ती है। धूसर ढलवां लोहे (gray cast iron) का नामकरण इसकी खंडित धूसर सतह के आधार पर किया गया है, इसके खंडित होने का कारण यह है कि ग्रेफाइट की परतें पदार्थ के टूटने के दौरान पड़ने वाली दरार को विक्षेपित कर देती हैं जिससे अनगिनत नई दरारें पड़ने लगती हैं। मिश्र (अयस्क) धातु में पाए जाने वाले पदार्थों के वजन (wt%) में से 95% से भी अधिक लोहा (Fe) होता है जबकि अन्य मुख्य तत्वों में कार्बन (C) और सिलिकॉन (Si) शामिल हैं। ढलवां लोहे में कार्बन की मात्रा 2.1 से 4 wt% होती है। ढलवां लोहे में सिलिकॉन की पर्याप्त राशि, सामान्य रूप से 1 से 3 wt% होती है और इसके फलस्वरूप इन धातुओं को त्रिगुट Fe-C-Si (लोहा-कार्बन-सिलिकन) धातु माना जाना चाहिए। तथापि ढलवां लोहा घनीकरण का सिद्धांत द्विआधारी लोहा-कार्बन चरण आरेख से समझ आता है, जहां गलनक्रांतिक बिंदु 1,154 °से. (2,109 °फ़ै) और 4.3 wt% कार्बन के 4.3 % वजन (4.3 wt%) पर है। चूंकि ढलवां लोहे की संरचना का अनुमान इस तथ्य से ही लग जता है कि, इसका 1,150 से 1,200 °से. (2,100 से 2,190 °फ़ै) गलनांक (पिघलने का तापमान) शुद्ध लोहे के गलनांक से लगभग 300 °से. (572 °फ़ै) कम है। पिटवां ढलवां लोहे को छोड़कर, बाकि ढलवां लोहे भंगुर होते है। निम्न गलनांक (कम पिघलने वाले तापमान), अच्छी द्रवता, आकार देने की योग्यता, इच्छित आकार देने की उत्कृष्ट योग्यता, विरूपण करने के लिए प्रतिरोध और जीर्ण होने के प्रतिरोध के साथ ढलवां लोहा अनुप्रयोगों की व्यापक श्रेणी के साथ इंजीनियरिंग सामग्री बन गए हैं, पाइप और मशीनों और मोटर वाहन उद्योग के कुछ हिस्सों, जैसे सिलेंडर हेड्स (उपयोग में गिरावट), सिलेंडर ब्लॉक और गियरबॉक्स के डब्बे (केसेज)(उपयोग में गिरावट) में इसका प्रयोग किया जाता है। यह ऑक्सीकरण (जंग) के द्वारा क्षय होने और कमजोर हो जाने में प्रतिरोधी है। ढलवां लोहा स्क्रैप आयरन और स्क्रैप स्टील की पर्याप्त मात्रा के साथ पिग आयरन को पुन: पिघलाकर और अवांछनीय दूषणकारी तत्वों जैसे फास्फोरस और सल्फर को दूर करने के लिए विभिन्न चरणों ka उपयोग करके बनाया जाता है। अनुप्रयोग के आधार पर, कार्बन और सिलिकॉन सामग्री को वांछित स्तर तक कम किया जाता हैं, जो 2-3.5% और 1 से 3% क्रमशः के बीच कुछ भी हो सकता है। कास्टिंग द्वारा अंतिम रूप के उत्पादन से पहले अन्य तत्वों को फिर पिघलें हुए पदार्थ में जोड़ा जाता है।[उद्धरण चाहिए] लोहे को कभी कभी एक विशेष प्रकार की विस्फोट भट्ठी, जिसे कुपोला कहते है, में पिघलाया जाता है लेकिन ज्यादातर वैद्युत प्रवेशण भट्टियों में पिघलाया जाता है।[उद्धरण चाहिए] पिघलने की प्रक्रिया के पूरे होने के बाद पिघलें हुए लोहें को एक भट्ठी या करछुल में डाल दिया जाता है। ढलवां लोहा के गुण विभिन्न मिश्रधातु तत्वों अथवा मिश्रधातुओं alloyant के मिश्रण से बदलते रहते हैं। कार्बन के बाद, सिलिकॉनही सबसे महत्वपूर्ण मिश्रधातु (alloyant) है जो कार्बन को बाहर निकाल देता है। इसके बजाय कार्बन ग्रेफाइट के रूपों में बदल जाता है फलतः नरम लोहे बन जाते हैं, सिकुडन को कम कर देते हैं, शक्ति को कम करते है और घनत्व को भी कम कर देते हैं। गंधक (सल्फर), जब मिलाया जाता है, तो आयरन सल्फाइड,बनता है, जो ग्रेफाइट का गठन रोकता है और कठोरता को बढाता है। सल्फर के साथ समस्या यह है कि यह पिघले हुए ढलवां लोहे को निस्तेज (अक्रियाशील) बनाता है, जो कम चलने के दोष (कम टिकाउपन) का कारण बनता है। सल्फर मैंगनीज के प्रभाव के प्रतिकारके लिए लौह सल्फाइड के बजाय मैंगनीज सल्फाइड मिलाया जाता है। मैंगनीज सल्फाइड पिघले लावाकी तुलना में हलके हैं इसलिए पिघलन और धातुमल से बाहर आकर तैरने लगते हैं। सल्फर को बेअसर के लिए मैंगनीज की आवश्यक मात्रा 1.7 × सल्फर सामग्री + 0.3 % है। यदि इससे अधिक मात्रा में मैंगनीज मिलाया जाता है तो मैंगनीज कार्बाइडकी उत्पत्ति होती है जो भूरे लौह के सिवाय, कठोरता और द्रुतशीतन में वृद्धि करता है, जहां मैंगनीज का घनत्व और क्षमता 1% बढ़ जाती है। मिश्रधातुओं (alloyants) में निकल सबसे अधिक आम है क्योंकि यह ग्रेफाइट संरचना और पर्लाइट pearliteको परिशुद्ध करता है, मजबूती (कठोरता) बढ़ाता है और कठोरता के कारण मोटाई के बीच के खंड में असमानता को कम करता है। ग्रेफाइट मुक्त कम करने के लिए थोड़ी मात्रा में क्रोमियमकलछुल में मिला दिया जाता है, ठंडक पैदा करने के लिए और क्योंकि यह शक्तिशाली [[कार्बाइड स्टऐबिलाइजर {/1 है, इसलिए संयोजन के रूप में अक्सर {2}निकलको मिलाया जाता है।]] 0.5% क्रोमियम के विकल्प के रूप में थोड़ी सी मात्रा टिनकी मिलाई जा सकती है। ठंडा कम करने के लिए, ग्रेफाइट परिष्कृत करने के लिए और द्रवता में वृद्धि के लिए, तांबा (कॉपर) को 2