ภาพรวมของประเภทเหล็กหล่อ

เหล็กหล่อขาว: เช่นเดียวกับน้ำตาลที่เราใส่ในชา คาร์บอนจะละลายในเหล็กเหลวได้หมด หากคาร์บอนที่ละลายในของเหลวไม่สามารถแยกออกจากเหล็กเหลวได้ในขณะที่เหล็กหล่อแข็งตัว แต่ยังคงละลายในโครงสร้างได้หมด เราจะเรียกโครงสร้างที่ได้นี้ว่าเหล็กหล่อขาว เหล็กหล่อขาวซึ่งมีโครงสร้างเปราะมาก เรียกว่าเหล็กหล่อขาว เนื่องจากเมื่อแตกหักจะมีสีขาวสว่าง

เหล็กหล่อสีเทา: ในขณะที่เหล็กหล่อเหลวแข็งตัว คาร์บอนที่ละลายอยู่ในโลหะเหลว เช่น น้ำตาลในชา อาจปรากฏออกมาเป็นเฟสแยกกันระหว่างการแข็งตัว เมื่อเราตรวจสอบโครงสร้างดังกล่าวภายใต้กล้องจุลทรรศน์ เราจะเห็นว่าคาร์บอนได้สลายตัวเป็นโครงสร้างแยกที่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าในรูปแบบของกราไฟต์ เราเรียกเหล็กหล่อประเภทนี้ว่าเหล็กหล่อสีเทา เนื่องจากเมื่อโครงสร้างนี้ ซึ่งคาร์บอนปรากฏเป็นแผ่นบางๆ หรือเป็นชั้นๆ แตกออก ก็จะเกิดสีหมองและเป็นสีเทา

เหล็กหล่อที่มีจุดด่าง: เหล็กหล่อสีขาวที่เรากล่าวถึงข้างต้นจะปรากฎในสภาวะที่เย็นตัวเร็ว ในขณะที่เหล็กหล่อสีเทาจะปรากฎในสภาวะที่เย็นตัวช้ากว่า หากอัตราการเย็นตัวของชิ้นส่วนที่เทลงไปตรงกับช่วงที่เปลี่ยนจากสีขาวเป็นสีเทา ก็จะมองเห็นโครงสร้างสีเทาและสีขาวปรากฏขึ้นพร้อมกัน เราเรียกเหล็กหล่อเหล่านี้ว่าจุดด่าง เนื่องจากเมื่อเราทำลายชิ้นส่วนดังกล่าว เกาะสีเทาจะปรากฏขึ้นบนพื้นหลังสีขาว

เหล็กหล่อที่ผ่านการอบชุบ: เหล็กหล่อประเภทนี้จะแข็งตัวเป็นเหล็กหล่อสีขาว กล่าวอีกนัยหนึ่ง เหล็กหล่อจะแข็งตัวเพื่อให้คาร์บอนละลายอยู่ในโครงสร้างอย่างสมบูรณ์ จากนั้นเหล็กหล่อสีขาวที่แข็งตัวแล้วจะถูกนำไปผ่านกระบวนการให้ความร้อนเพื่อแยกคาร์บอนที่ละลายอยู่ในโครงสร้างออกจากโครงสร้าง หลังจากการอบชุบด้วยความร้อนนี้ เราจะเห็นว่าคาร์บอนจะออกมาเป็นทรงกลมที่มีรูปร่างไม่สม่ำเสมอและจับกลุ่มกัน

นอกเหนือจากการจำแนกประเภทนี้ หากคาร์บอนสามารถแยกตัวออกจากโครงสร้างได้อันเป็นผลจากการแข็งตัว (เช่นในเหล็กหล่อสีเทา) เราสามารถจำแนกประเภทอื่นๆ ได้โดยดูจากคุณสมบัติเชิงรูปแบบของกราไฟต์ที่ได้:

เหล็กหล่อสีเทา (กราไฟต์แผ่น): หากคาร์บอนแข็งตัวจนเกิดโครงสร้างกราไฟต์แบบเป็นชั้น เช่น ใบกะหล่ำปลี เราจะเรียกเหล็กหล่อประเภทนี้ว่าเหล็กหล่อกราไฟต์สีเทาหรือกราไฟต์แผ่น เราสามารถทำให้โครงสร้างนี้แข็งตัวได้ ซึ่งเกิดขึ้นในโลหะผสมที่มีออกซิเจนและกำมะถันค่อนข้างสูง โดยไม่แสดงแนวโน้มการหดตัวมากนัก เนื่องจากมีการนำความร้อนสูง

เหล็กหล่อกราไฟต์ทรงกลม: ตามชื่อที่บ่งบอก เราจะเห็นว่าในโครงสร้างนี้ คาร์บอนปรากฏเป็นลูกกราไฟต์ทรงกลม เพื่อให้กราไฟต์สลายตัวเป็นโครงสร้างทรงกลมแทนที่จะเป็นโครงสร้างแผ่น ออกซิเจนและกำมะถันในของเหลวจะต้องลดลงต่ำกว่าระดับหนึ่ง ดังนั้น เมื่อผลิตเหล็กหล่อกราไฟต์ทรงกลม เราจึงบำบัดโลหะเหลวด้วยแมกนีเซียม ซึ่งสามารถทำปฏิกิริยากับออกซิเจนและกำมะถันได้อย่างรวดเร็ว จากนั้นจึงเทลงในแม่พิมพ์

เหล็กหล่อกราไฟต์ทรงกลม: หากการบำบัดด้วยแมกนีเซียมที่ใช้ในกระบวนการผลิตเหล็กหล่อกราไฟต์ทรงกลมไม่เพียงพอ และไม่สามารถทำให้กราไฟต์ทรงกลมได้อย่างสมบูรณ์ โครงสร้างของกราไฟต์นี้ ซึ่งเราเรียกว่าทรงกลม (หรือทรงกลมอัดแน่น) อาจปรากฏขึ้น กราไฟต์ทรงกลมซึ่งเป็นรูปแบบการเปลี่ยนผ่านระหว่างกราไฟต์แบบแผ่นและทรงกลม ไม่เพียงแต่ทำให้เหล็กหล่อมีคุณสมบัติทางกลสูงเช่นเดียวกับกราไฟต์ทรงกลมเท่านั้น แต่ยังช่วยลดแนวโน้มการหดตัวด้วย เนื่องจากมีการนำความร้อนสูง โครงสร้างนี้ซึ่งถือเป็นความผิดพลาดในการผลิตเหล็กหล่อกราไฟต์ทรงกลม ได้รับการหล่อขึ้นโดยตั้งใจจากโรงหล่อหลายแห่ง เนื่องด้วยข้อดีที่กล่าวข้างต้น