Forum www.stalnierdzewna.com

Witam. Czy mogę uzyskać i9nformacje na temat surówek i żeliw. Interesuje mnie prosty podział, przeznaczenie i własności. Z góry dziękuję

Witam.

Surówkami lub żeliwami nazywamy stopy o zawartości węgla od 2 [%] do 6,67 [%]. Surówka jest produktem wielkiego pieca. Zależnie od prowadzenia wytopu oraz od odpowiedniego doboru materiałów wsadowych otrzymuje się, surówkę białą lub szarą. Ten podział nadano surówkom ze względu na przełom. W surówkach o przełomie białym cały węgiel jest związany w postaci Fe3C, natomiast w szarych część lub cały węgiel występuje w postaci grafitu.

Surówki dzielimy na:
-białe (węgiel jest związany w postaci cementytu),
-szare (węgiel jest w postaci grafitu).

W zależności od ilości związanego węgla surówki dzielimy na :
-ferrytyczne – węgiel występuje w postaci grafitu,
-ferrytyczno – perlityczne poniżej 0,77 [%] C występuje w postaci cementytu,
-perlityczne – 0,77[%] C jest związane w postaci cementytu,
-nadperlityczne – ilość węgla związanego jest powyżej 0,77 [%] C.

Żeliwo powstaje przez przetopienie surówki z domieszką złomu żeliwnego i stalowego w specjalnych piecach i odlaniu do odpowiedniej formy metalowej. Zależnie od postaci węgla w żeliwie rozróżnia się:
- żeliwo białe - w którym cała jego ilość jest w stanie węglika żelaza.
- żeliwo szare - znaczna część węgla lub cała jego ilość jest w stanie wolnym w postaci grafitu płatkowego.
- żeliwo sferoidalne - w którym cała ilość węgla lub znaczna jego część występuje w stanie wolnym w postaci grafitu sferoidalnego ( kulkowego).
- żeliwo ciągliwe - cała ilość lub znaczna część węgla znajdującego się w żeliwie tym występuje w stanie wolnym w postaci węgla żarzenia.

Żeliwo białe jest bardzo twarde i bardzo kruche, nie daje się obrabiać narzędziami skrawającymi . Żeliwo szare w jego mikrostrukturze należy wyróżnić osnowę metaliczną i wtrącenia grafitu. Grafit może występować w trzech postaciach: grafit płatkowy, grafit sferoidalny, grafit kłaczkowy (węgiel żarzenia)

Żeliwo ciągliwe jest to żeliwo zawierające grafit w postaci węgla żarzenia, otrzymywane z żeliwa białego w wyniku specjalnego tzw. grafityzującego wyżarzenia. Przez odpowiednie wyżarzenie staje się materiałem ciągliwym, dobrze obrabialnym. Zależnie od atmosfery wyżarzenia rozróżnia się:
- żeliwo ciągliwe szare - którego proces żarzenia przeprowadza się w atmosferze obojętnej,
- żeliwo ciągliwe białe którego proces przeprowadza się w atmosferze utleniającej.

Pod względem strukturalnym żeliwa ciągliwe dzielimy na:
- żeliwo ciągliwe ferrytyczne - wydzielenia węgla żarzenia w osnowie ferrytycznej.
- żeliwo ciągliwe ferrytyczno - perlityczne - wtrącenia węgla żarzenia otoczone ferrytem na tle perlitu.
- żeliwo ciągliwe perlityczne - węgiel żarzenia na tle perlitu.
Ważną zaletą żeliwa ciągliwego czarnego jest jego dobra skrawalność, wykazuje większą plastyczność iż białe, natomiast większa twardość żeliwa białego nadaje odlewom większą odporność na ściskanie.
Należą one do gatunku żeliw mających, jak i żeliwa sferoidalne, pewną ciągliwość, ale w odróżnieniu od nich własności te są im nadawane poprzez odpowiednią obróbkę cieplną, zwaną wyżarzaniem grafityzującym. Elementy po odlaniu muszą mieć strukturę żeliwa białego.
Istnieją dwie metody wytwarzania żeliwa ciągliwego. Pierwsza metoda zwana amerykańską, polega na wyżarzaniu odlewów w atmosferze obojętnej. W wyniku tego następuje zmiana postaci występowania węgla, bez zmiany jego ilości w odlewie. W efekcie otrzymujemy żeliwo ciągliwe czarne (nazwa pochodzi od ciemnego przełomu). Druga metoda zwana europejską, polega na wyżarzaniu odlewów w atmosferze utleniającej, dzięki czemu następuje nie tylko rozkład cementytu, ale również dyfuzja węgla do atmosfery. Otrzymane w ten sposób żeliwo nazywamy ciągliwym białym (przełom jasnego koloru).

Żeliwo sferoidalne - w którym grafit ma kształt zbliżony do kulistego. Żeliwo takie otrzymuje się przez dodanie do ciekłego żeliwa o określonym składzie chemicznym cezu lub manganu. Podstawowymi składnikami struktury osnowy metalicznej żeliwa sferoidalnego są perlit i ferryt.
Ze względu na przeznaczenie surówki dzielą się na:
- surówki przeróbcze – przeznaczone do wyrobu stali;
- surówki odlewnicze – przeznaczone na odlewy.
Główną wadą żeliw szarych jest ich mała ciągliwość i udarność, spowodowana płatkowym charakterem wydzieleń grafitu. Produktem wyjściowym do wytworzenia żeliwa sferoidalnego jest żeliwo o składzie odpowiadającym żeliwu szaremu, z tym że musi ono być dobrze odsiarczone. Żeliwo sferoidalne zachowuje korzystne własności żeliwa z grafitem płatkowym, ma pewną ciągliwość – aż do 15% i dlatego jest powszechnie stosowane w przemyśle budowy maszyn do wytwarzania kół zębatych, wałów korbowych silników, walców, pierścieni tłokowych. Dzięki wytrzymałości od żeliwa z grafitem płatkowym, jego zastosowanie pozwala na zmniejszenie ciężaru maszyn, a więc na oszczędności materiału a w tracie eksploatacji – energii.

Żeliwa szare. Dużą popularność zdobyły żeliwa szare dzięki takim zaletom jak:
- łatwość odlewania nawet skomplikowanych kształtów,
- możliwość ograniczania obróbki skrawaniem do minimum oraz dobra skrawalność,
- dobra wytrzymałość,
- duża zdolność tłumienia drgań,
- dobra odporność na ścieranie,
- mała rozszerzalność cieplna,
- niski koszt wytwarzania.

Nazwa żeliwa szarego pochodzi od ciemnego przełomu spowodowanego obecnością grafitu. Własności żeliw szarych zależą nie tylko od struktury osnowy metalicznej, ale również od postaci grafitu.

Żeliwa są szeroko stosowane w budowie maszyn dzięki licznym zaletom jak:
- łatwość odlewania skomplikowanych kształtów,
- możliwość ograniczenia obróbki skrawaniem,
- dobra wytrzymałość,
- duża zdolność tłumienia drgań,
- dobra odporność na ścieranie,
- mała rozszerzalność cieplna,
- niski koszt wytwarzania,
Do wad żeliw zalicza się głównie ich małą ciągliwość i udarność oraz małą wytrzymałość na rozciąganie w porównaniu z wytrzymałością na ściskanie.
W budowie maszyn są stosowane głównie żeliwa szare i wysokojakościowe (stopowe, sferoidalne, modyfikowane, ciągliwe). Żeliwa zabielane stosowane są tylko w szczególnych przypadkach, natomiast żeliwa białe stosuje się jako półprodukt przy wytwarzaniu żeliw ciągliwych.