कास्ट आयरन बनाम कास्ट स्टील: रासायनिक संरचना और प्रमुख अंतर की व्याख्या

इंजीनियरिंग और विनिर्माण में कास्ट आयरन और कास्ट स्टील के बीच चयन करना एक मूलभूत निर्णय है। दोनों के अलग-अलग रासायनिक संरचना—मुख्य रूप से कार्बन सामग्री—के कारण गुणों और अनुप्रयोगों में बहुत अंतर होता है, भले ही दोनों ढलाई के माध्यम से उत्पादित लौह मिश्र धातु हैं।

रासायनिक संरचना और सूक्ष्म संरचना
मुख्य अंतर कार्बन सामग्री में निहित है। कास्ट आयरन आमतौर पर 2% से 4% कार्बन के साथ-साथ 1% से 3% सिलिकॉन युक्त होता है। इस उच्च कार्बन सामग्री के कारण लोहे के आधार में ग्रेफाइट फ्लेक्स (ग्रे आयरन में) या नोड्यूल्स (डक्टाइल आयरन में) के रूप में अतिरिक्त कार्बन अवक्षेपित होता है। लोहे का ढाल , इसके विपरीत, में कार्बन की मात्रा बहुत कम होती है, आमतौर पर 0.5% से नीचे, जिससे कार्बन घुलनशील अवस्था में या लोहा कार्बाइड के रूप में रहता है, जिसके परिणामस्वरूप प्राधान्यतः पर्लिटिक या मार्टेंसिटिक सूक्ष्म संरचना बनती है।

यांत्रिक और प्रदर्शन गुण
यह संरचनात्मक भिन्नता उनके प्रदर्शन को परिभाषित करती है:

• सामर्थ्य और तन्यता:  लोहे का ढाल तन्य शक्ति, आघात प्रतिरोध और तन्यता में उत्कृष्ट प्रदर्शन प्रदान करता है। यह विफलता से पहले महत्वपूर्ण विरूपण का सामना कर सकता है, जो इसे गतिशील भार के लिए आदर्श बनाता है। कास्ट आयरन , विशेष रूप से ग्रे आयरन, संपीड़न में मजबूत है लेकिन तन्यता में अपेक्षाकृत भंगुर है, और आघात प्रतिरोध कम होता है।

• कठोरता और घर्षण प्रतिरोध: कुछ कास्ट आयरन, जैसे व्हाइट आयरन, असाधारण कठोरता और क्षरण प्रतिरोध प्रदान करते हैं। जबकि कास्ट स्टील को सतह पर कठोर बनाया जा सकता है, कास्ट आयरन अक्सर कुछ अनुप्रयोगों में बेहतर घर्षण प्रतिरोध प्रदान करता है।

• कंपन अवशोषण और यंत्रणीयता:  कास्ट आयरन ग्रेफाइट फ्लेक्स के कारण उत्कृष्ट कंपन अवशोषण क्षमता रखता है और आम तौर पर मशीनिंग में आसानी प्रदान करता है। लोहे का ढाल कंपन को कम प्रभावी ढंग से अवशोषित करता है लेकिन बेहतर वेल्डेबिलिटी और वेल्ड स्ट्रेंथ प्रदान करता है।

अनुप्रयोग और लागत विचार

• विशिष्ट अनुप्रयोग:

  • ढलवां लोहा: इंजन ब्लॉक, ब्रेक डिस्क, मशीन टूल आधार, पाइप और बर्तन जैसे क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है, जहां कठोरता, कंपन अवशोषण या घर्षण प्रतिरोध महत्वपूर्ण होता है।

  • ढलवां स्टील: उच्च शक्ति, कठोरता और थकान प्रतिरोध की आवश्यकता वाले संरचनात्मक घटक, गियर, भारी मशीनरी भाग, दबाव पात्र और ऑटोमोटिव निलंबन में उपयोग किया जाता है।

• लागत: आम तौर पर, ढलवां इस्पात की तुलना में ढलवां लोहे के लिए कच्चे माल और उत्पादन लागत कम होती है। इस्पात उत्पादन प्रक्रिया अधिक ऊर्जा-गहन होती है, और इच्छित गुणों को प्राप्त करने के लिए इस्पात ढलाई अक्सर अधिक परिष्कृत मोल्ड तकनीक और ढलाई के बाद ऊष्म उपचार की आवश्यकता होती है।

सारांश में, कास्ट आयरन कठोरता, अवशोषण और घर्षण प्रतिरोध की आवश्यकता वाले लागत-प्रभावी घटकों के लिए चयन है। लोहे का ढाल उन उच्च-प्रदर्शन भागों के लिए चुना जाता है जो आघात, तनाव और गतिक भार के अधीन होते हैं जहां कठोरता सर्वोच्च महत्व की होती है। अंततः निर्णय यांत्रिक आवश्यकताओं, सेवा स्थितियों और कुल लागत के सटीक मूल्यांकन पर निर्भर करता है।