چدن خاکستری چیست؟ ترکیب، خواص و کاربردها

چدن خاکستری چیست؟

چدن خاکستری آلیاژ آهنی حاوی 2.5 تا 4.0 درصد کربن و 1.0 تا 3.0 درصد سیلیکون بر حسب وزن، که در آن اکثر کربن به صورت تکه های گرافیتی وجود دارد که در سراسر ماتریس آهن توزیع شده اند. وقتی سطح شکستگی بررسی می‌شود، آن ورقه‌های گرافیتی رنگ خاکستری مشخصه را به فلز می‌دهند - که نام آن از آنجا آمده است. این به طور گسترده ای تولید شده از چدن در جهان است که به حساب می آید تقریباً 70 تا 75 درصد کل تولید چدن در سطح جهان است .

پاسخ کوتاه به "چدن خاکستری چیست" این است: این یک ماده مهندسی کم هزینه و بسیار ریخته‌گری با میرایی ارتعاش عالی، مقاومت فشاری خوب، ماشین‌کاری فوق‌العاده و شکنندگی ذاتی است. هر جا که میرایی، مقاومت در برابر سایش و هندسه پیچیده بیشتر از استحکام کششی یا چقرمگی ضربه مهم باشد، این ماده انتخابی است. - که طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی، خودرویی و زیرساختی را پوشش می‌دهد.

چدن خاکستری حداقل از قرن پنجم قبل از میلاد به طور مداوم در چین تولید می شد و ستون فقرات تولید صنعتی را در طول قرن های 18 و 19 تشکیل می داد. علیرغم رقابت از چدن داکتیل، فولاد و آلومینیوم، در کاربردهایی که ترکیب خاصی از خواص آن نمی تواند از نظر اقتصادی با هیچ ماده دیگری مطابقت داشته باشد، غیر قابل تعویض باقی می ماند.

ریزساختاری که چدن خاکستری را تعریف می کند

ویژگی بارز چدن خاکستری ریزساختار آن است: ورقه های گرافیت در یک زمینه فلزی از فریت، پرلیت یا ترکیبی از هر دو تعبیه شده است. . درک این ریزساختار تقریباً هر ویژگی مکانیکی و فیزیکی را که مواد نشان می دهد توضیح می دهد.

دانه های گرافیت: منبع هم نقاط قوت و هم ضعف

در چدن خاکستری، کربن اضافی که نمی تواند در زمینه آهن حل شود، در طول انجماد به صورت گرافیت رسوب می کند. محتوای سیلیکون بالا (1.0 تا 3.0 درصد) با سرکوب تشکیل کاربید آهن (سیمنتیت)، که در غیر این صورت چدن سفید - یک ماده سخت، شکننده و تقریبا غیرقابل ماشین‌کاری - تولید می‌کند، این گرافیت شدن را تقویت می‌کند.

تکه های گرافیت به عنوان یک شبکه داخلی از متمرکز کننده های تنش عمل می کنند. تحت بارگذاری کششی، ترک‌ها از نوک تیز پوسته‌ها شروع می‌شوند و به سرعت در ماتریس منتشر می‌شوند و به آهن خاکستری مقاومت کششی کم و کشیدگی نزدیک به صفر می‌دهند. با این حال، همین پولک‌ها مزایای مهمی را ارائه می‌کنند: آنها انتشار ترک را تحت ارتعاش چرخه‌ای (میرایی) قطع می‌کنند، یک اثر خود روان‌کنندگی ایجاد می‌کنند که سایش را کاهش می‌دهد، و ماشین‌کاری مواد را فوق‌العاده آسان می‌کند، زیرا پولک‌ها به عنوان تراشه‌شکن عمل می‌کنند.

انواع دانه های گرافیت: طبقه بندی ASTM A247

ASTM A247 مورفولوژی ورقه ای گرافیت را به پنج نوع طبقه بندی می کند که مستقیماً بر خواص مکانیکی تأثیر می گذارد:

• نوع A (توزیع یکنواخت، جهت گیری تصادفی): مطلوب ترین نوع پولکی. تولید شده با سرعت خنک سازی متوسط ​​با آهن تلقیح شده خوب. بهترین ترکیب از استحکام، ماشین کاری و میرایی را فراهم می کند.
• نوع B (گروه بندی روزت): تولید شده توسط خنک کننده نسبتا سریع. خواص مکانیکی کمی نسبت به نوع A کاهش یافته است. در ریخته گری های مقطع نازک رایج است.
• نوع C (اندازه های ورقه ای، کیش گرافیت): مرتبط با ترکیبات هایپریوتکتیک. ورقه های بزرگ گرافیت اولیه استحکام را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد و نشان دهنده مشکل ترکیب یا تلقیح ناکافی است.
• نوع D (بین دندریتی، سرد نشده): تکه های ریز و با جهت تصادفی که با سرد شدن سریع یا تلقیح ناقص تولید می شوند. سختی بالاتر اما قابلیت ماشینکاری کاهش می یابد. در مقاطع نازک یا نزدیک سطح ریخته گری رایج است.
• نوع E (بین دندریتی، جهت گیری ترجیحی): در آهن های به شدت هیپوئوتکتیک با سرد شدن سریع رخ می دهد. ایجاد جهت در خواص مکانیکی و کاهش ماشینکاری.

ماتریکس: فریتی، پرلیتی، یا مخلوط

ماتریس آهنی که ورقه های گرافیت را احاطه کرده است، استحکام و سختی آهن خاکستری را تعیین می کند. الف ماتریس کاملا پرلیتی بالاترین استحکام کششی و سختی (معمولاً 200 تا 300 HB) را ارائه می دهد زیرا پرلیت - لایه های متناوب فریت و سمنتیت - ذاتاً از فریت به تنهایی قوی تر است. الف ماتریس کاملا فریتی آهنی نرم تر و راحت تر با استحکام کمتر تولید می کند. بیشتر گریدهای آهن خاکستری تجاری دارای یک ماتریس مخلوط فریتی-پرلیتی هستند که کسر پرلیت توسط ترکیب آلیاژ و سرعت خنک شدن کنترل می شود.

ترکیب شیمیایی چدن خاکستری

خواص چدن خاکستری به طور مستقیم توسط ترکیب شیمیایی آن کنترل می شود. پنج عنصر بر ترکیب غالب هستند و هر کدام نقش متالورژیکی خاصی را ایفا می کنند:

معادل کربن (CE) یک شاخص تک عددی پرکاربرد است که رفتار آهن خاکستری را پیش‌بینی می‌کند: CE = %C (%Si %P) / 3 . CE 4.3 یوتکتیک است. مقادیر زیر 4.3 هیپویوتکتیک (قوی تر، سخت تر، بهتر برای گریدهای سازه ای) و مقادیر بالای 4.3 هیپریوتکتیک هستند (سیال تر، بهتر برای ریخته گری های پیچیده اما استحکام کمتر).

خواص مکانیکی چدن خاکستری

چدن خاکستری دارای مشخصات مشخصه و بسیار نامتقارن است. نقاط قوت آن دقیقاً همان ویژگی هایی است که در کاربردهای سنگین، مستعد ارتعاش و سایش شدید مورد نیاز است. نقاط ضعف آن - شکنندگی و استحکام کششی کم - به سادگی مرزهای استفاده مناسب را مشخص می کند.

• استحکام کششی: 100 تا 400 مگاپاسکال بسته به درجه. این ضعیف ترین بعد مکانیکی آهن خاکستری است - بسیار کمتر از آهن و فولاد شکل پذیر. آهن خاکستری هرگز نباید در نقش های سازه ای کششی اولیه استفاده شود.
• مقاومت فشاری: 3 تا 5 برابر استحکام کششی آن - معمولاً 570 تا 1380 مگاپاسکال. به همین دلیل است که آهن خاکستری در کاربردهایی مانند پایه‌های ماشین ابزار، بلوک‌های موتور و ساختارهای ستون که در آن بارهای فشاری غالب است، برتری دارد.
• سختی: عدد سختی برینل 150 تا 320 (BHN). اتوهای پرلیتی درجه بالاتر به 300 BHN نزدیک می شوند و مقاومت در برابر سایش عالی را ارائه می دهند. سختی آهن خاکستری دلیل اصلی استفاده از آن برای اجزای ترمز و سطوح لغزنده ماشین است.
• ازدیاد طول: کمتر از 1 درصد - عملاً تغییر شکل پلاستیک قبل از شکستگی صفر است. آهن خاکستری ذاتاً شکننده است و نمی توان آن را به صورت سرد کار کرد یا پس از ریخته گری تشکیل داد.
• ظرفیت میرایی ارتعاش: 20 تا 25 برابر بزرگتر از فولاد است و به طور قابل توجهی بالاتر از آهن داکتیل است. ورقه های گرافیتی انرژی ارتعاشی را جذب و از بین می برند و آهن خاکستری را به ماده غالب پایه های ماشین ابزار، بلوک های موتور و قاب های کمپرسور تبدیل می کنند که در آنها کنترل رزونانس حیاتی است.
• هدایت حرارتی: 46 تا 52 W/(m·K) - بالاتر از اکثر فولادها و به طور قابل توجهی بالاتر از فولاد ضد زنگ. این امر اتلاف گرما را در روتورهای ترمز، سرسیلندرها و ظروف آشپزی تسهیل می کند.
• مدول الاستیک: 66 تا 172 گیگا پاسکال - محدوده وسیعی که منعکس کننده تأثیر حجم، اندازه و جهت ورقه های گرافیت بر سفتی است. این مقدار کمتر از فولاد (200 گیگا پاسکال) است، به این معنی که آهن خاکستری در واحد تنش بیشتر منحرف می شود.

نمرات و استانداردهای چدن خاکستری

چدن خاکستری در گریدهای استانداردی تولید می شود که حداقل استحکام کششی و در برخی استانداردها محدوده سختی را مشخص می کند. استانداردهای اولیه مورد استفاده در سطح جهانی عبارتند از ASTM A48، ISO 185 و EN 1561.

ASTM A48 (آمریکای شمالی)

ASTM A48 آهن خاکستری را با حداقل استحکام کششی بر حسب ksi طبقه بندی می کند. عدد گرید مستقیماً برابر با حداقل مقاومت کششی است: حداقل کلاس 20 = 138 مگاپاسکال (20 ksi). . کلاس ها از 20 تا 60 متغیر هستند که اعداد بالاتر نشان دهنده ریزساختارهای پرلیتی قوی تر، سخت تر و بیشتر است.

ISO 185 و EN 1561 (بین المللی)

طبق استاندارد ISO 185 و استاندارد EN 1561 اروپا، گریدهای آهن خاکستری به عنوان EN-GJL-100 تا EN-GJL-350 ، که در آن عدد نشان دهنده حداقل مقاومت کششی بر حسب مگاپاسکال است. EN-GJL-250 (حداقل کشش 250 مگاپاسکال) تقریباً معادل ASTM کلاس 35 تا 40 است و متداول ترین درجه مشخص شده برای کاربردهای خودرو و مهندسی عمومی در اروپا و آسیا است.

چدن خاکستری چگونه ساخته می شود

تولید چدن خاکستری نسبت به سایر فلزات مهندسی ساده تر است که دلیل مهمی برای هزینه پایین آن است. این فرآیند به طور گسترده در سراسر کارخانه های ریخته گری در سرتاسر جهان سازگار است، اگرچه جزئیات بر اساس نوع تجهیزات و نیازهای درجه متفاوت است.

1. آماده سازی شارژ و ذوب: مواد خام - آهن خام، ضایعات فولاد، چدن برگشتی (دریچه ها، رایزرها، ریخته گری های رد شده) و فروآلیاژها - در یک کوره القایی الکتریکی یا کوره گنبدی شارژ می شوند. کوره های کوپولا که از کک به عنوان سوخت استفاده می کنند، روش سنتی هستند و به دلیل هزینه کمتر انرژی برای تولید در حجم بالا رایج هستند. کوره های القایی کنترل ترکیب سخت تری را ارائه می دهند و برای کارهای با درجه بالاتر ترجیح داده می شوند.
2. تنظیم شیمی: ترکیب آهن مذاب با استفاده از طیف‌سنجی انتشار نوری (OES) اندازه‌گیری می‌شود و با افزودن فروسیلیکون، فرومنگنز یا سایر آلیاژهای اصلی تنظیم می‌شود. محتوای کربن با افزودن کربن (گرافیت) یا رقیق کردن با ضایعات فولاد تنظیم می شود. هدف CE با توجه به درجه و ضخامت مقطع در نظر گرفته شده ریخته گری تنظیم می شود.
3. تلقیح: قبل از ریختن، مایه تلقیح فروسیلیکون به ملاقه یا مستقیماً به جریان قالب اضافه می شود. تلقیح باعث ایجاد پوسته های گرافیت نوع A می شود، گرافیت سرد نشده (نوع D) را کاهش می دهد و تشکیل سرما در مقاطع نازک را به حداقل می رساند. تلقیح اواخر جریان -افزودن ماده تلقیح کننده به جریان فلز در حین ورود به قالب- موثرترین روش است و روش استاندارد در ریخته گری های مدرن است.
4. آماده سازی و ریختن قالب: بیشتر آهن خاکستری در قالب های شنی سبز (ماسه مرطوب فشرده در اطراف یک الگو) ریخته می شود. فلز در دماهای بین ریخته می شود 1300 درجه سانتی گراد و 1450 درجه سانتی گراد بسته به ضخامت و پیچیدگی بخش سیالیت عالی آهن خاکستری - بهتر از فولاد و چدن شکل پذیر - به آن اجازه می دهد تا بخش های نازک و هندسه های پیچیده را به طور قابل اعتمادی پر کند.
5. انجماد و تکان دادن: آهن خاکستری در طول انجماد با رسوب گرافیت دچار انبساط یوتکتیکی می شود که تا حدی انقباض حجم کلی را جبران می کند. این امر شدت تخلخل انقباض را در مقایسه با ریخته گری فولاد کاهش می دهد. پس از انجماد، قالب را تکان داده و قالب را از ماسه جدا می کنند.
6. تمیز کردن و تکمیل: گیت ها، رایزرها و فلاش با سنگ زنی یا شات بلاست حذف می شوند. بازرسی ابعادی و تست سختی انطباق با مشخصات را تأیید می کند. تسکین استرس بازپخت در 500 تا 600 درجه سانتی گراد گاهی اوقات روی ریخته گری ماشین ابزار دقیق انجام می شود تا تغییرات ابعادی در حین ماشینکاری بعدی به حداقل برسد.

جایی که چدن خاکستری استفاده می شود: برنامه های کاربردی بر اساس صنعت

موقعیت چدن خاکستری در تولید بر اساس مجموعه ای اصلی از ویژگی ها - میرایی ارتعاش، مقاومت فشاری، مقاومت در برابر سایش، قابلیت ریخته گری و ماشین کاری - ساخته شده است که آن را به ماده ترجیحی برای یک کلاس خاص و بزرگ از کاربردها تبدیل می کند که هیچ ماده دیگری بر اساس هزینه به ازای عملکرد مطابقت ندارد.

خودرو: بلوک های موتور و اجزای ترمز

چدن خاکستری ماده غالب باقی می ماند روتورهای ترمز (دیسک) و درام ترمز در خودروهای سواری و تجاری علیرغم رقابت کامپوزیت ها و سرامیک ها. رسانایی حرارتی بالای آن (گرمای ترمز به سرعت دفع می شود)، خواص تریبولوژیکی عالی (ضریب اصطکاک ثابت در برابر لنت ترمز)، و هزینه بسیار پایین به ازای هر کیلوگرم آن را از نظر عملکردی و اقتصادی برای این کاربرد بی نظیر کرده است. روتور ترمز خودروی مسافربری معمولی وزن دارد 7 تا 12 کیلوگرم و در آهن خاکستری کلاس 30 یا کلاس 35 تولید می شود.

بلوک‌های موتور آهنی خاکستری در خودروهای تجاری، موتورهای دیزلی و موتورهای بنزینی با جابجایی بالا رایج هستند، جایی که ظرفیت میرایی مواد در مقایسه با آلومینیوم، صدا و لرزش را کاهش می‌دهد. آسترهای سیلندر در بلوک های آلومینیومی نیز اغلب از آهن خاکستری ساخته می شوند تا مقاومت لازم در برابر سایش را در سطح سوراخ ایجاد کنند.

ماشین ابزار و تجهیزات صنعتی

تخت‌ها، ستون‌ها و پایه‌های ماشین‌های تراش، ماشین‌های فرز، مراکز ماشین‌کاری و ماشین‌های سنگ‌زنی تقریباً به طور کلی از آهن خاکستری - عمدتاً کلاس 30 تا 40 - ریخته‌گری می‌شوند. ظرفیت میرایی آهن خاکستری عامل تعیین کننده است : یک پایه ماشین ابزار که لرزش را به طور موثری کاهش می دهد، پوشش سطحی بهتر و عمر ابزار طولانی تری نسبت به جوشکاری فولادی معادل ایجاد می کند. پایه های ماشین آلات آهنی خاکستری نیز در طول زمان دارای ثبات ابعادی بالاتری هستند و نسبت به سازه های فولادی جوش داده شده حساسیت کمتری نسبت به تنش های پسماند دارند.

لوله ها، شیرآلات و زیرساخت های آب

لوله های چدن خاکستری ستون فقرات سیستم های توزیع آب شهری از قرن نوزدهم به بعد بود. در حالی که آهن داکتیل تا حد زیادی جایگزین آهن خاکستری در تاسیسات اصلی آب جدید شده است. صدها هزار کیلومتر لوله آب آهنی خاکستری در سراسر جهان در خدمت باقی مانده است ، برخی بیش از 100 سال قدمت دارند. دریچه های آهنی خاکستری، روکش منهول و اجزای زهکشی همچنان در حجم بالایی برای کاربردهای زیرساختی تولید می شوند که در آن بارگذاری فشاری و مقاومت در برابر خوردگی بیش از مقاومت کششی اهمیت دارد.

وسایل آشپزی و آشپزی

ظروف چدنی – ماهیتابه ها، اجاق های هلندی، کباب پزها – چدن خاکستری در قابل مشاهده ترین کاربرد آن برای مصرف کنندگان است. ظرفیت گرمایی بالای این ماده و توزیع یکنواخت گرما آن را نسبت به فولاد ضد زنگ نازک برای کارهایی که نیاز به انتقال حرارت پایدار و یکنواخت دارند، برتری می‌دهد. یک تابه آهنی خاکستری خوش طعم، یک لایه طبیعی نچسب از روغن پلیمریزه ایجاد می کند، که تخلخل مواد و بافت سطح را در یک سطح پخت و پز کاربردی ترکیب می کند. ظروف چدنی با کیفیت در صورت نگهداری صحیح چندین نسل دوام می آورند.

کمپرسورها، پمپ ها و قطعات هیدرولیک

سیلندرها و قاب کمپرسور، بدنه پمپ و بلوک‌های شیر هیدرولیک معمولاً در آهن خاکستری کلاس 30 تا 40 ریخته‌گری می‌شوند. قابلیت تحمل فشار این ماده تحت تنش‌های فشاری حلقه، همراه با ماشین‌کاری عالی برای سوراخ‌های دقیق و سطوح آب‌بندی، و مقاومت خوبی در برابر پارگی سیال و سایش آن را به یک انتخاب قابل اعتماد در برابر سیال و سایش تبدیل می‌کند. تجهیزات قدرتی که در فشار تا 250 بار .

چدن خاکستری در مقابل سایر انواع چدن: چه زمانی از کدام استفاده کنیم

چدن یک ماده واحد نیست - یک خانواده است. انتخاب یک عضو مناسب از آن خانواده مستلزم درک این نکته است که هر نوع چه چیزی ارائه می دهد و خواص آهن خاکستری چه مزیت یا ضرری به آن می دهد.

آهن خاکستری را انتخاب کنید زمانی که میرایی ارتعاش، مقاومت فشاری، ماشین‌کاری و هزینه کم اولویت هستند و بارگذاری کششی یا مقاومت ضربه‌ای الزامات طراحی نیستند. زمانی که به استحکام کششی، ازدیاد طول یا مقاومت ضربه ای نیاز است، آهن داکتیل را انتخاب کنید. آهن سفید را فقط برای کاربردهای سایشی شدید که نیازی به ماشینکاری نیست انتخاب کنید.

ماشین‌کاری: چرا چدن خاکستری یکی از آسان‌ترین فلزات برای ماشین‌کاری است

چدن خاکستری معیار ماشینکاری در میان فلزات آهنی است. تکه های گرافیت به عنوان تراشه شکن عمل می کنند و به جای تراشه های بلند و رشته ای مرتبط با فولاد، تراشه های کوتاه و شکننده تولید می کنند. این به طور چشمگیری نیروهای برش، دمای ابزار و نرخ سایش ابزار را کاهش می دهد. گرافیت همچنین به عنوان یک روان کننده خشک بین ابزار و قطعه کار عمل می کند و اصطکاک را بیشتر کاهش می دهد.

• سرعت برش: گریدهای فریتی (کلاس 20-25) را می توان در ماشین کاری کرد 200 تا 300 متر در دقیقه با ابزار کاربید پوشش داده شده گریدهای پرلیت (کلاس 60-40) به دلیل سختی و سایندگی بالاتر به سرعت کاهش 100 تا 200 متر در دقیقه نیاز دارند.
• ماشینکاری خشک استاندارد است: برخلاف فولاد، آهن خاکستری به طور معمول خشک ماشینکاری می شود. مایع خنک‌کننده می‌تواند باعث ترک‌شدن شوک حرارتی در آهن خاکستری در رابط ابزار و قطعه کار شود و به طور کلی در عملیات تراشکاری، فرز و حفاری از آن اجتناب می‌شود.
• پرداخت سطح: ماشین آلات آهن خاکستری تا سطوح Ra 0.8 تا 3.2 میکرومتر با ابزار کاربید استاندارد در عملیات تراشکاری و حفاری، برای اکثر سطوح یاتاقان و آب بندی بدون سنگ زنی اضافی کافی است.
• سایش ساینده روی ابزار: با وجود برش آسان، ورقه های گرافیتی برای لبه های ابزار برش، به ویژه در گریدهای سیلیکونی بالا، ساینده ملایمی هستند. کاربید پوشش داده شده (TiN، TiCN، Al2O3) یا ابزار CBN برای تولید با حجم بالا برای حفظ عمر ابزار سازگار استفاده می شود.

محدودیت های چدن خاکستری و زمان عدم استفاده از آن

هر ماده ای دارای مرزهای استفاده مناسب است. درک محدودیت‌های آهن خاکستری از خطاهای فاجعه‌بار طراحی جلوگیری می‌کند و تصمیمات صحیح جایگزینی مواد را راهنمایی می‌کند.

• عدم استفاده در سازه های باربر تنش اولیه: آهن خاکستری هرگز نباید عضو اصلی باربر در سازه ای باشد که تحت تنش های کششی یا خمشی قابل توجهی قرار دارد. کشیدگی نزدیک به صفر آن به این معنی است که هیچ هشداری قبل از شکستگی و بدون توزیع مجدد پلاستیکی بارهای اضافی ارائه نمی دهد.
• بدون بارگذاری ضربه یا ضربه: کاربردهایی که شامل بارهای ضربه ناگهانی هستند - سر چکش، قلاب های بالابر، براکت های حیاتی ایمنی - اساساً با رفتار شکست شکننده آهن خاکستری ناسازگار هستند. به جای آن باید از آهن داکتیل یا فولاد استفاده شود.
• سختی در جوشکاری: محتوای کربن بالا و شکنندگی آهن خاکستری، جوشکاری را از نظر فنی چالش برانگیز و غیر قابل اعتماد می کند. تعمیر جوشکاری با پیش گرم کردن امکان پذیر است 300 تا 600 درجه سانتی گراد و الکترودهای پایه نیکل، اما اتصالات آهن خاکستری جوش داده شده هرگز به اندازه فلز اصلی قابل اعتماد نیستند و نباید در کاربردهای حاوی فشار یا ساختاری استفاده شوند.
• نمی توان سرد کار کرد: آهن خاکستری قابلیت تغییر شکل پلاستیکی در دمای اتاق ندارد. نمی توان آن را خم کرد، شکل داد، نورد کرد یا کشید. تمام شکل دهی باید با ریخته گری یا ماشین کاری انجام شود.
• خوردگی در محیط های تهاجمی: آهن خاکستری در محیط های مرطوب، اسیدی یا شور خورده می شود. پوشش های محافظ - رنگ، اپوکسی، پوشش قیر - برای خدمات در فضای باز یا مدفون مورد نیاز است. ورقه های گرافیتی می توانند به عنوان کاتد در سلول های گالوانیکی عمل کنند و انحلال آهن را در محیط های حاوی الکترولیت بدون حفاظت تسریع کنند.
• حساسیت بخش: خواص به طور قابل توجهی با ضخامت بخش در همان ریخته گری متفاوت است. بخش‌های نازک سریع‌تر سرد می‌شوند و ریزساختارهای ظریف‌تر و سخت‌تری تولید می‌کنند. بخش های ضخیم به آرامی سرد می شوند و گرافیت درشت تر و ماتریس های نرم تری تولید می کنند. طراحی باید این تنوع را در نظر بگیرد یا محدوده سختی را در مکان های بحرانی مشخص کند.