الحديد الزهر الأبيض: تمامًا مثل السكر الذي نضعه في الشاي، يذوب الكربون تمامًا في الحديد السائل. إذا كان هذا الكربون المذاب في السائل لا يمكن فصله عن الحديد السائل أثناء تجميد حديد الزهر، ولكنه يظل مذابًا تمامًا في البنية، فإننا نسمي البنية الناتجة حديد الزهر الأبيض. يسمى الحديد الزهر الأبيض، ذو البنية الهشة للغاية، بالحديد الزهر الأبيض لأنه يظهر لونًا أبيض ساطعًا عند كسره.
الحديد الزهر الرمادي: بينما يتصلب الحديد الزهر السائل، قد يظهر الكربون المذاب في المعدن السائل، مثل السكر في الشاي، كمرحلة منفصلة أثناء التصلب. وعندما نفحص مثل هذا الهيكل تحت المجهر، نرى أن الكربون قد تحلل إلى بنية منفصلة مرئية للعين المجردة، على شكل الجرافيت. نحن نسمي هذا النوع من حديد الزهر بالحديد الزهر الرمادي، لأنه عندما ينكسر هذا الهيكل الذي يظهر فيه الكربون في صفائح، أي في طبقات، يظهر لون باهت ورمادي.
حديد الزهر المرقط: يظهر حديد الزهر الأبيض الذي ذكرناه أعلاه في ظروف تبريد سريعة، بينما يظهر حديد الزهر الرمادي في ظروف تبريد أبطأ نسبياً. إذا تزامن معدل تبريد الجزء المصبوب مع النطاق الذي يحدث فيه التحول من الأبيض إلى الرمادي، فمن الممكن أن نرى ظهور الهياكل الرمادية والبيضاء معًا. نحن نسمي هذه الحديد الزهر مرقطة لأنه عندما نكسر مثل هذه القطعة، تظهر جزر رمادية على خلفية بيضاء.
حديد الزهر المقسى: هذا النوع من حديد الزهر يتم ترسيخه فعليًا على شكل حديد زهر أبيض. بمعنى آخر، يتم ضمان تصلب الحديد الزهر بحيث يظل الكربون مذابًا تمامًا في الهيكل. بعد ذلك، يتم إخضاع الحديد الزهر الأبيض المتصلب للمعالجة الحرارية بحيث يتم فصل الكربون المذاب في الهيكل عن الهيكل. بعد هذه المعالجة الحرارية، نرى أن الكربون يخرج على شكل كرات غير منتظمة الشكل، متجمعة.
بالإضافة إلى هذا التصنيف، إذا كان الكربون قادرًا على الانفصال عن الهيكل نتيجة التصلب (كما هو الحال في الحديد الزهر الرمادي)، فيمكننا إجراء تصنيف آخر من خلال النظر في الخصائص الشكلية للجرافيت الناتج:
حديد الزهر الرمادي (الجرافيت الصفائحي): إذا كان الكربون قد تصلب مما أدى إلى ظهور بنية جرافيت متعددة الطبقات مثل أوراق الملفوف، فإننا نشير إلى حديد الزهر مثل حديد الزهر الرمادي أو الجرافيت الصفائحي. يمكننا ترسيخ هذا الهيكل، والذي يحدث في السبائك التي يكون فيها الأكسجين والكبريت مرتفعين نسبيًا، دون إظهار ميل كبير للانكماش بسبب الموصلية الحرارية العالية.
حديد الزهر الجرافيت الكروي: كما يوحي الاسم، نرى أن الكربون يظهر في هذا الهيكل على شكل كرات كروية من الجرافيت. لكي يتحلل الجرافيت إلى بنية كروية بدلاً من البنية الصفائحية، يجب تقليل الأكسجين والكبريت الموجود في السائل إلى ما دون مستوى معين. ولهذا السبب عند إنتاج حديد الزهر الكروي من الجرافيت، فإننا نعالج المعدن السائل بالمغنيسيوم، والذي يمكن أن يتفاعل بسرعة كبيرة مع الأكسجين والكبريت، ثم نسكبه في قوالب.
حديد زهر الجرافيت الدودي: إذا كانت معالجة المغنيسيوم المطبقة أثناء إنتاج حديد زهر الجرافيت الكروي غير كافية ولا يمكن كروية الجرافيت بالكامل، فقد يظهر هيكل الجرافيت هذا، والذي نسميه الدودي (أو المضغوط). الجرافيت الدودي، وهو شكل انتقالي بين أنواع الجرافيت الصفائحي والكروي، لا يوفر فقط للحديد الزهر الخواص الميكانيكية العالية للجرافيت الكروي، ولكنه يقلل أيضًا من ميل الانكماش بفضل موصليته الحرارية العالية. هذا الهيكل الذي يعتبر خطأ في إنتاج حديد الزهر الجرافيت الكروي، يتم صبه بشكل متعمد من قبل العديد من المسابك بسبب المزايا المذكورة أعلاه.
وقت النشر: 29 مارس 2023