چدن نشکن

چدن نشکن، همچنین به عنوان چدن داکتیل و چدن گرافیت کروی شناخته می شود، نوعی از چدن غنی از گرافیت است که در سال ۱۹۴۳ توسط کیت میلیس کشف شد. در حالی که اکثر انواع چدن از نظر کشش ضعیف و شکننده هستند، چدن داکتیل به دلیل وجود گرافیت کره ای دارای مقاومت بسیار بیشتری در برابر ضربه و خستگی است. [ ۱] البته قطعات بسیار قدیمی چدنی در کشور چین نیز کشف شده است. [ ۲] در تاریخ ۲۵ اکتبر سال ۱۹۴۹، کیت دویت میلیس، آلبرت پل گاگنبین و نورمن بدن پیلینگ چدن داکتیل را با استفاده از منیزیم کشف و در ایالات متحده به ثبت رساندند. آگوستوس اف. مههن در ژانویه سال ۱۹۳۱ به دلیل تلقیح آهن با CaSi2 برای تولید چدن داکتیل متعاقباً با عنوان Meehanite، که هنوز هم در سال ۲۰۱۷ تولید می شود، در ژانویه ۱۹۵۰ حق ثبت اختراع گرفت.
چدن داکتیل یک ماده واحد نیست بلکه بخشی از گروهی از مواد است که با کنترل ریزساختار آنها می تواند با طیف گسترده ای از خواص تولید شود. مشخصه مشترک این گروه از مواد، شکل گرافیت است. در چدن داکتیل، گرافیت به جای تیغه مانند در چدن خاکستری به شکل کره است. در حالی که تیغه های گرافیت تیز باعث ایجاد نقاط تمرکز تنش در ماتریس فلزی می شوند، کره های گرد باعث مهار رشد ترک می شوند و در نتیجه قابلیت انعطاف پذیری قابل توجه را ایجاد می کنند که نام آلیاژ نیز از همین موضوع نشات می گیرد. تشکیل گرافیت کروی با اضافه کردن عناصر مخصوص، معمولاً منیزیم حاصل می شود ( منیزیم در دمای ۱۱۰۰ درجه سانتیگراد جوش می یابد و آهن در دمای ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد ذوب می شود ) و در موارد کمتر از سریم. از تلوریوم نیز استفاده شده است. همچنین یوتوریم ( Y ) به عنوان یک عنصر احتمالی مورد مطالعه قرار گرفته است. چدن داکتیل آستمپر ( ADI ) در دهه ۱۹۵۰ کشف شد، اما تنها چند سال بعد تجاری سازی شد و به موفقیت دست یافت. در ADI، ساختار متالورژی از طریق یک فرایند پیچیده عملیات حرارتی حاصل می شود. بخش "aus" نام مربوط به آستنیت است.
سایر ترکیبات چدن داکتیل اغلب مقدار کمی گوگرد نیز دارند.
کربن ۳٫۲ تا ۳٫۶۰٪ سیلیکون ۲٫۲ تا ۲٫۸٪ منگنز ۰٫۱ تا ۰٫۲٪ منیزیم ۰٫۰۳ تا ۰٫۰۴ فسفر ۰٫۰۰۵ تا ۰٫۰۴ گوگرد ۰٫۰۰۵ تا ۰٫۰۲ مس < ۰٫۴۰٪ آهن عناصری از قبیل مس یا قلع ممکن است برای افزایش استحکام کششی و تسلیم به آن افزوده شود و همزمان از انعطاف پذیری کاسته شود. مقاومت در برابر خوردگی با جایگزینی ۱۵٪ به ۳۰٪ آهن موجود در آلیاژ با مقادیر مختلف نیکل، مس یا کروم حاصل می شود.