مزايا استخدام الحديد المطاوع كمواد للصمامات
يُعدّ الحديد المطاوع مثاليًا لمواد الصمامات، لما يتمتع به من مزايا عديدة. وقد طُوّر الحديد المطاوع عام 1949 كبديل للفولاذ. تقل نسبة الكربون في الفولاذ المصبوب عن 0.3%، بينما تبلغ في كل من الحديد المصبوب والحديد المطاوع 3% على الأقل. انخفاض نسبة الكربون في الفولاذ المصبوب يجعل الكربون الموجود على شكل جرافيت حرّ غير مُشكّل لرقائق. أما في الحديد المصبوب، فيوجد الكربون بشكل طبيعي على هيئة رقائق جرافيت حرّ. في الحديد المطاوع، يوجد الجرافيت على شكل عُقيدات بدلًا من الرقائق الموجودة في الحديد المصبوب. بالمقارنة مع الحديد المصبوب والفولاذ المصبوب، يتمتع الحديد المطاوع بخصائص فيزيائية أفضل. فالعُقيدات المستديرة هي التي تمنع تكوّن الشقوق، مما يُكسب السبيكة مطيلية عالية تُعطيها اسمها. مع ذلك، تُؤدي الرقائق الموجودة في الحديد المصبوب إلى انخفاض مطيليته. ويمكن الحصول على أفضل مطيلية من خلال مصفوفة الفريت.
بالمقارنة مع الحديد الزهر، يتمتع الحديد المطاوع بمزايا مطلقة من حيث المتانة. تبلغ قوة الشد للحديد المطاوع 60 ألف نيوتن، بينما تبلغ قوة الشد للحديد الزهر 31 ألف نيوتن فقط. أما مقاومة الخضوع للحديد المطاوع فتبلغ 40 ألف نيوتن، بينما لا يُظهر الحديد الزهر مقاومة خضوع كافية، مما يؤدي إلى تشققه في النهاية.
تُضاهي قوة الحديد المطاوع قوة الفولاذ المصبوب، بل ويتميز الحديد المطاوع بمقاومة خضوع أعلى. تبلغ أدنى مقاومة خضوع للحديد المطاوع 40 ألف، بينما تبلغ مقاومة خضوع الفولاذ المصبوب 36 ألف فقط. في معظم التطبيقات البلدية، مثل المياه والمياه المالحة والبخار، تتفوق مقاومة الحديد المطاوع للتآكل والأكسدة على مقاومة الفولاذ المصبوب. يُعرف الحديد المطاوع أيضًا باسم حديد الجرافيت الكروي. وبفضل بنيته المجهرية الكروية، يتفوق الحديد المطاوع على الفولاذ المصبوب في تخميد الاهتزازات، مما يجعله أكثر فعالية في تقليل الإجهاد. من أهم أسباب اختيار الحديد المطاوع كمادة للصمامات انخفاض تكلفته مقارنةً بالفولاذ المصبوب، مما يجعله أكثر شيوعًا. إضافةً إلى ذلك، يُسهم اختيار الحديد المطاوع في خفض تكلفة التصنيع.
تاريخ النشر: 18 يناير 2021