ما هي أنواع وخصائص دلافين الحديد الزهر؟

تتميز دلافين الحديد الزهر المبرد بمقاومة جيدة للتآكل وبسطح أملس، وتُستخدم كدلافين للتشطيب النهائي في حالات الأحمال الخفيفة.
تتميز لفائف الحديد الزهر المبرد (Infinitely chilled cast iron rolls) بمقاومة التآكل، ومقاومة التشقق الحراري، والقوة المعتدلة؛ وتُستخدم كلفائف عمل في عمليات الدرفلة على الساخن للشرائط، وكذلك في درفلة المقاطع الصغيرة وأسياخ الحديد (الأسلاك).
تتميز دلافين الحديد الزهر المرن (Ductile cast iron rolls) بقوة ومتانة عاليتين، وتتفوق على دلافين الصلب في مقاومتها للتشقق الحراري والتآكل. وتُستخدم هذه الدلافين في تطبيقات متنوعة، تشمل دلافين العمل المخصصة لإنتاج الألواح والشرائط الفولاذية تحت أحمال ثقيلة، ودلافين الصقل، والدلافين المساندة (Back-up rolls).

1) أسطوانة من حديد الزهر المبرد والمُسبك بسبيكة معدنية
تُصنع دحروجات الحديد الزهر السبائكي المبرد (chilled cast iron rolls) من خلال استغلال درجة التبريد الفائق للحديد المصهور ذاته، مع استخدام تقنية التبريد السطحي لتكوين طبقة صلبة بيضاء (white layer). ولا تحتوي البنية المجهرية (الميتالوغرافية) للطبقة العاملة من جسم الدحروجة على غرافيت حر تقريباً، بل تتكون من مزيج دقيق من البيرليت والكربيدات. ونظراً لصلابتها العالية ومقاومتها الممتازة للتآكل، تُستخدم هذه الدحروجات في مصانع إنتاج القضبان الصغيرة وأسلاك الصلب، وكذلك في مصانع إنتاج الشرائط الفولاذية الضيقة.
(2) أسطوانة من حديد الزهر السبائكي المبرد تبريداً غير محدود
سبيكة مبردة بلا حدود أسطوانة من الحديد الزهر تُعد هذه المادة وسطاً بين الحديد الزهر المبرد (chilled cast iron) والحديد الزهر الرمادي (gray cast iron). وفي طبقة التشغيل لجسم الدرفلة المصنوعة من هذا النوع من الحديد الزهر، يتوزع الجرافيت بانتظام داخل البنية المجهرية للمادة. ومع زيادة العمق بدءاً من سطح جسم الدرفلة، تنخفض الصلابة تدريجياً؛ لذا لا يوجد حد فاصل واضح بين طبقة التشغيل والقلب الداخلي. وعندما تحتوي مادة هذه الدرفلات على نسب عالية من عناصر السبائك مثل الكروم والنيكل والموليبدينوم، فإنها تُعرف بـ "درفلات الحديد الزهر المبرد عالي النيكل والكروم"، والتي يتم إنتاجها باستخدام تقنية الصب بالتدفق الكامل (طريقة الفيض) أو تقنية الصب بالطرد المركزي المركب. ونظراً لوجود كميات كبيرة من الكربيدات في البنية المجهرية لطبقة التشغيل في هذا النوع من الدرفلات، فهي تتمتع بمقاومة عالية للتآكل. كما أن وجود الجرافيت داخل البنية المجهرية يمنحها مقاومة جيدة للتشقق الحراري، مما يجعلها واسعة الانتشار في الاستخدام؛ إذ تُستخدم كدرفلات نهائية في مصانع إنتاج الألواح العريضة والمتوسطة والثقيلة، وكذلك في مصانع إنتاج الشرائح المعدنية (strip mills).
(3) أسطوانة من حديد الزهر المرن السبائكي
تتميز هذه الدرافيل بتوزيع متساوٍ للجرافيت من جسم الدرفيل وصولاً إلى القلب، مما يمنحها قوة شد عالية وقدرة على تحمل الأحمال الثقيلة، فضلاً عن مقاومة جيدة للتآكل. وتتكون بنية المادة الأساسية (الماتريكس) من الكربيد أو البيرلايت أو الباينيت الإبري. ويمكن تصنيف درافيل حديد الزهر المرن السبائكي -بناءً على بنية المادة الأساسية لجسم الدرفيل- إلى درافيل من حديد الزهر المرن ذي بنية بيرلايتية أو باينيتية. وتتمتع هذه الدرافيل بمقاومة ممتازة للصدمات الحرارية والتآكل، وتُستخدم على نطاق واسع في مصانع الدرفلة الكبيرة، مثل مصانع درفلة القطاعات، ومصانع درفلة القضبان المستمرة، ومصانع إنتاج الأنابيب الكبيرة غير الملحومة.
(4) لفائف حديد مطاوع بيرليتي
تُضاف عناصر الكروم والنيكل والموليبدينوم إلى لفائف الحديد المطاوع، ويتم الحصول على لفائف الحديد المطاوع البيرليتي بعد معالجة حرارية خاصة. تتميز هذه اللفائف بقوة عالية، وأداء ممتاز في درجات الحرارة المرتفعة، ومقاومة للصدمات، كما أن انخفاض صلابة الطبقة العاملة فيها ضئيل.
(5) دلفينة من حديد الزهر المرن ذي بنية باينيتية إبرية
تُضاف عناصر النيكل والمنغنيز والكروم والموليبدينوم وغيرها من عناصر السبائك إلى لفائف الحديد المطاوع. تتميز هذه اللفائف ببنية إبرية (بينيت + كمية قليلة من المارتنسيت)، مما يجعلها أعلى في القوة والمتانة ومقاومة التآكل من لفائف الحديد المطاوع البيرليتي. كما تحسّنت خصائصها بشكل ملحوظ. يمكن إنتاجها بالصب الساكن والصب بالطرد المركزي، ولكن لفائف الحديد المطاوع البينيتية الإبرية تتميز بمحتوى عالٍ من السبائك وإجهاد صب كبير، بينما تُحقق عملية الصب المركب بالطرد المركزي أداءً شاملاً مثالياً.
(6) أسطوانة من حديد الزهر المركب عالي الكروم
المادة المركبة عالية السبيكة أسطوانة من الحديد الزهر تُصنع هذه الدرافيل -التي تُنتج عبر عملية الصب المركب بالطرد المركزي- من حديد الزهر الأبيض عالي الكروم المقاوم للتآكل، حيث يحتوي الجزء الخارجي من جسم الدرفيل على نسبة تتراوح بين 12% و22% من الكروم، بينما يُستخدم عادةً حديد الزهر المرن (الدكتيلي) في قلب الدرفيل وعنقها. وبفضل احتواء مصفوفة المعدن على كربيدات يوتكتيكية من النوع $M_7C_3$ (على شكل شرائح)، وكربيدات يوتكتيكية من النوع $M_2C$ (على شكل زهرة الأقحوان)، وكربيدات ثانوية من النوع $M_{23}C_6$ (على شكل حبيبات)، تتمتع درافيل حديد الزهر المركب عالي الكروم بخصائص ممتازة في مقاومة التآكل. وتُستخدم هذه الدرافيل على نطاق واسع كدرافيل تشغيل في مراحل الدرفلة الأولية والنهائية لمصانع درفلة الشرائط الساخنة، وفي مراحل الدرفلة الأولية والنهائية لمصانع درفلة الألواح العريضة والمتوسطة، وكذلك كدرافيل تشغيل نهائية في مصانع درفلة القطاعات الفولاذية الصغيرة والألواح.