ภาพรวมของประเภทเหล็กหล่อ

เหล็กหล่อสีขาว: เช่นเดียวกับน้ำตาลที่เราใส่ในชา คาร์บอนจะละลายในเหล็กเหลวอย่างสมบูรณ์ หากคาร์บอนนี้ละลายในของเหลวไม่สามารถแยกออกจากเหล็กเหลวในขณะที่เหล็กหล่อแข็งตัว แต่ยังคงละลายอยู่ในโครงสร้างจนหมด เราจะเรียกโครงสร้างผลลัพธ์ที่เกิดขึ้นว่าเหล็กหล่อสีขาว เหล็กหล่อสีขาวซึ่งมีโครงสร้างเปราะมากเรียกว่าเหล็กหล่อสีขาวเนื่องจากมีสีขาวสว่างเมื่อแตกหัก

เหล็กหล่อสีเทา: ในขณะที่เหล็กหล่อเหลวแข็งตัว คาร์บอนที่ละลายในโลหะเหลว เช่น น้ำตาลในชา อาจปรากฏเป็นเฟสแยกกันระหว่างการแข็งตัว เมื่อเราตรวจสอบโครงสร้างดังกล่าวภายใต้กล้องจุลทรรศน์ เราจะเห็นว่าคาร์บอนได้สลายตัวเป็นโครงสร้างที่แยกจากกันซึ่งมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ในรูปของกราไฟท์ เราเรียกเหล็กหล่อประเภทนี้ว่าเหล็กหล่อสีเทา เพราะเมื่อโครงสร้างนี้ซึ่งมีคาร์บอนปรากฏเป็นแผ่นซึ่งก็คือแตกเป็นชั้นๆ จะเกิดสีหมองคล้ำและเป็นสีเทา

เหล็กหล่อสปอต: เหล็กหล่อสีขาวที่เรากล่าวถึงข้างต้นจะปรากฏในสภาวะการระบายความร้อนที่รวดเร็ว ในขณะที่เหล็กหล่อสีเทาจะปรากฏในสภาวะการระบายความร้อนที่ค่อนข้างช้ากว่า หากอัตราการเย็นตัวของชิ้นส่วนที่เทเกิดขึ้นตรงกับช่วงที่เกิดการเปลี่ยนจากสีขาวเป็นสีเทา จะเห็นว่าโครงสร้างสีเทาและสีขาวปรากฏขึ้นพร้อมกัน เราเรียกเหล็กหล่อเหล่านี้ว่าจุดด่างดำ เพราะเมื่อเราหักชิ้นส่วนดังกล่าว เกาะเล็กเกาะน้อยสีเทาจะปรากฏบนพื้นหลังสีขาว

เหล็กหล่อนิรภัย: เหล็กหล่อประเภทนี้แข็งตัวเป็นเหล็กหล่อสีขาว กล่าวอีกนัยหนึ่ง รับประกันการแข็งตัวของเหล็กหล่อเพื่อให้คาร์บอนยังคงละลายอยู่ในโครงสร้างอย่างสมบูรณ์ จากนั้นเหล็กหล่อสีขาวที่แข็งตัวจะถูกนำไปผ่านการบำบัดความร้อนเพื่อแยกคาร์บอนที่ละลายในโครงสร้างออกจากโครงสร้าง หลังจากการอบชุบด้วยความร้อน เราจะเห็นว่าคาร์บอนปรากฏเป็นทรงกลมที่มีรูปร่างไม่ปกติและรวมตัวกันเป็นกลุ่มก้อน

นอกเหนือจากการจำแนกประเภทนี้ หากคาร์บอนสามารถแยกออกจากโครงสร้างอันเป็นผลมาจากการแข็งตัว (เช่นเหล็กหล่อสีเทา) เราก็สามารถจำแนกประเภทอื่นได้โดยดูที่คุณสมบัติอย่างเป็นทางการของกราไฟท์ที่เกิดขึ้น:

เหล็กหล่อสีเทา (กราไฟท์ลาเมลลาร์): หากคาร์บอนแข็งตัวทำให้เกิดโครงสร้างกราไฟท์เป็นชั้นๆ เช่น ใบกะหล่ำปลี เราจะเรียกเหล็กหล่อดังกล่าวว่าเหล็กหล่อกราไฟท์สีเทาหรือลาเมลลาร์ เราสามารถทำให้โครงสร้างนี้แข็งตัวได้ ซึ่งเกิดขึ้นในโลหะผสมที่มีออกซิเจนและซัลเฟอร์ค่อนข้างสูง โดยไม่แสดงแนวโน้มการหดตัวมากนักเนื่องจากมีการนำความร้อนสูง

เหล็กหล่อกราไฟท์ทรงกลม: ตามชื่อ เราจะเห็นว่าในโครงสร้างนี้ คาร์บอนจะปรากฏเป็นลูกบอลกราไฟท์ทรงกลม เพื่อให้กราไฟท์สลายตัวเป็นโครงสร้างทรงกลมแทนที่จะเป็นโครงสร้างลาเมลลาร์ ออกซิเจนและซัลเฟอร์ในของเหลวจะต้องลดลงต่ำกว่าระดับหนึ่ง นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมในการผลิตเหล็กหล่อกราไฟท์ทรงกลม เราจึงปฏิบัติต่อโลหะเหลวด้วยแมกนีเซียม ซึ่งสามารถทำปฏิกิริยากับออกซิเจนและซัลเฟอร์ได้อย่างรวดเร็ว จากนั้นจึงเทลงในแม่พิมพ์

เหล็กหล่อกราไฟท์แนวตั้ง: หากการบำบัดแมกนีเซียมที่ใช้ในระหว่างการผลิตเหล็กหล่อกราไฟท์ทรงกลมไม่เพียงพอ และกราไฟท์ไม่สามารถทำให้เป็นทรงกลมได้อย่างสมบูรณ์ โครงสร้างกราไฟท์นี้ ซึ่งเราเรียกว่าเวอร์มิคูลาร์ (หรือกะทัดรัด) อาจเกิดขึ้นได้ กราไฟท์เวอร์มิคูลาร์ ซึ่งเป็นรูปแบบการนำส่งระหว่างประเภทกราไฟท์แบบลาเมลลาร์และกราไฟท์ทรงกลม ไม่เพียงแต่ให้เหล็กหล่อที่มีคุณสมบัติทางกลสูงของกราไฟท์ทรงกลมเท่านั้น แต่ยังช่วยลดแนวโน้มการหดตัวด้วยการนำความร้อนสูงอีกด้วย โครงสร้างนี้ซึ่งถือเป็นข้อผิดพลาดในการผลิตเหล็กหล่อกราไฟท์ทรงกลมนั้น ได้รับการหล่ออย่างจงใจโดยโรงหล่อหลายแห่ง เนื่องจากข้อดีที่กล่าวมาข้างต้น