الحديد الزهر الأبيض هو نوع من الحديد الزهر يتميز بصلابته وهشاشته بسبب وجود كربيد الحديد (السمنتيت) في تركيبته المجهرية. وعلى عكس أشكال الحديد الزهر الأخرى، مثل الحديد الزهر الرمادي أو الحديد الدكتايل، لا يحتوي الحديد الزهر الأبيض على جرافيت حر، مما يجعله شديد الصلابة ومقاومًا للتآكل، لكنه في الوقت نفسه أكثر هشاشة وأقل قابلية للتشكيل والتصنيع.
عادةً ما يحتوي الحديد الزهر الأبيض على نسبة كربون تتراوح بين 1.8% إلى 3.6%، ونسبة سيليكون بين 0.5% إلى 1.9%، بالإضافة إلى عناصر سبائكية أخرى مثل المنغنيز، والكروم، والموليبدينوم. وتمنع نسبة السيليكون المنخفضة نسبيًا تكوين الجرافيت، مما يؤدي إلى تركيب ميكروي يهيمن عليه السمنتيت (Fe₃C) بالإضافة إلى البيرليت أو المارتنسيت، وذلك حسب معدل التبريد ومحتوى السبائك.
عند تصلب الحديد المصهور بسرعة، يتحد الكربون في السبائك مع الحديد ليكوّن كربيد الحديد بدلاً من الترسيب على شكل جرافيت. ينتج عن ذلك تركيب صلب وهش يمنح الحديد الزهر الأبيض خصائصه المميزة.
الصلابة: يتميز الحديد الزهر الأبيض بصلابة عالية جدًا، تتراوح عادة بين 350 إلى 600 على مقياس صلابة برينيل (BHN)، وذلك حسب تركيبته والمعالجة الحرارية التي يخضع لها.
الهشاشة: بسبب التركيز العالي للسمنتيت، يكون الحديد الزهر الأبيض هشًا وعرضة للتشقق تحت تأثير الأحمال الصدمية.
مقاومة التآكل: تساهم صلابة كربيد الحديد في جعل الحديد الزهر الأبيض مقاومًا جدًا للتآكل والاحتكاك، مما يجعله مثاليًا للتطبيقات التي يكون فيها تآكل السطح مصدر قلق.
الصلابة المنخفضة على الصدمة: الطبيعة الهشة للحديد الزهر الأبيض تعني أنه يمتلك مقاومة ضعيفة للصدمات ولا يناسب التطبيقات التي تتطلب صلابة عالية أو ليونة كبيرة.
يُستخدم الحديد الزهر الأبيض بشكل أساسي في التطبيقات التي تكون فيها مقاومة التآكل أمرًا حيويًا. ومن بين الاستخدامات الشائعة له:
وسائط الطحن: يُستخدم الحديد الزهر الأبيض في المطاحن الكروية لطحن المواد مثل الخامات، والأسمنت، والفحم، وذلك بفضل صلابته العالية.
بطانات المضخات والدافعيات: تُستخدم في مضخات المواد الطينية وغيرها من المعدات التي تتعامل مع السوائل الكاشطة.
أحذية فرامل السكك الحديدية: يوفر الحديد الزهر الأبيض متانة عالية ومقاومة للتآكل في أنظمة الفرامل.
بطانات المطاحن ومعدات التكسير: تُستخدم بشكل شائع في صناعات التعدين والأسمنت حيث يتطلب الأمر تكسير المواد تحت ضغط عالي.
يُعتبر الحديد الزهر الأبيض مادة ذات قيمة عالية حيثما تتطلب الصلابة ومقاومة التآكل. ومع ذلك، تحد هشاشته من استخدامه في التطبيقات التي تتطلب مقاومة للصدمات أو المرونة. ومن خلال المعالجة الحرارية وإضافة السبائك، يمكن تعديل خصائصه ليناسب تطبيقات صناعية محددة.
يحتوي الحديد الزهر الأبيض على شوائب كربيدية تسمح للشقوق بالمرور بشكل مباشر من خلاله. وهو نوع الحديد الزهر الذي يظهر سطح كسر أبيض بسبب وجود السمنتيت. يتكون السمنتيت، الذي يترسب من المصهور، على شكل جسيمات نسبياً كبيرة، عادة في خليط يوتيكتيكي، حيث تكون المرحلة الأخرى هي الأوستنيت (والتي قد تتحول إلى مارتنسيت عند التبريد).
| Parameter | Value/Range | Comments | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Carbon (C) | 3.5-4% | High carbon content promotes the formation of cementite | |||||||
| Silicon (Si) | 0.5 max | Limits graphite formation, ensuring a white microstructure | |||||||
| Manganese (Mn) | 0.3-0.6% | Improves strength and hardness | |||||||
| Phosphorus (P) | 0.05 max | Kept low to avoid excessive brittleness | |||||||
| Sulfur (S) | 0.05 max | Minimized to prevent hot shortness | |||||||
| Chromium (Cr) | 0.3 max | Adds to the wear resistance | |||||||
| C: 3.5-4 | Si: 0.5max | Mn: 0.3-0.6 | P: 0.05max | S: 0.05max |
|---|---|---|---|---|
| Cr: 0.3max |
© 2013 شركة فيرتيكس. جميع الحقوق محفوظة. المورد الرائد لمواد المسابك والمواد المعدنية
