Co to jest żeliwo?

Dla większości facetów pracujących w branży obróbki metali Żeliwo musi być rodzajem znanego materiału.

Co to jest żeliwo? Przede wszystkim jest to rodzaj stopu żelazowo-węglowego, który zawiera ponad 2,11% węgla i niewielkie ilości Si, Mn, S i P.

Własności mechaniczne żeliwa są niższe niż staliwa. Ale ma doskonałą lejność, amortyzację, odporność na zużycie i skrawalność. Proces produkcji jest prosty, a koszt niski. Jest to jeden z najczęściej stosowanych materiałów metalowych w inżynierii.

Klasyfikacja żeliwa

Struktura żeliwa to głównie Fe i Fe3C. Węgiel występuje w żeliwie głównie w postaci cementytu i grafitu. Dlatego, zgodnie z różnymi formami węgla w żeliwie, możemy podzielić go na dwie kategorie:

1 białe żeliwo

C występuje w postaci cementytu (Fe3C), a pęknięcie jest białe. Cięcie jest twarde i kruche. Stosowany głównie jako surowce do produkcji stali, części o wysokiej odporności na zużycie (walce, pługi)

2 szare żeliwo

Istniejąca forma C to grafit (G), a powierzchnia pęknięcia jest szaro-czarna.

Żeliwo szare jest najczęściej stosowanym materiałem żeliwnym o najlepszych właściwościach odlewniczych.

Grafit na żeliwie szarym może rozszczepiać matrycę. Dlatego istnienie grafitu zmniejszy właściwości mechaniczne żeliwa, co prowadzi do tego, że żeliwo nie może być kute. Jednak istnienie grafitu daje również odlewy żeliwne, amortyzację i odporność na zużycie.

Grafit na żeliwie szarym może rozszczepiać matrycę. W związku z tym istnienie grafitu zmniejszy właściwości mechaniczne żeliwa, co spowoduje, że żeliwo nie będzie mogło być kute. Jednak istnienie grafitu daje również odlewy żeliwne, amortyzację i odporność na zużycie.

Grafityzacja żeliwa

Proces, w którym atomy węgla są wytrącane z żeliwa do postaci grafitu, nazywa się grafityzacją. Te grafity mogą być wytrącane z cieczy lub austenitu lub otrzymywane przez rozkład cementytu.

Na przykład grafit w żeliwie szarym i żeliwie mielonym kulowo jest w większości wytrącany z cieczy. Grafit żeliwa ciągliwego otrzymuje się przez rozkład cementytu w żeliwie białym po długim wyżarzaniu.

Jeśli grafityzacja może być przeprowadzona odpowiednio. Można otrzymać żeliwo szare, natomiast żeliwo białe można otrzymać. Jednym słowem rodzaj struktury żeliwa zależy od stopnia grafityzacji.

Czynniki wpływające na grafityzację

1.Pierwiastki stopowe: C i SI silnie promowane, S silnie promowane, Mn niedrożne, P słabo promowane.

2. Szybkość chłodzenia: Powolne chłodzenie sprzyja grafityzacji. Wytrąca się węgiel w postaci G. Otrzymuje się żelazo szare na bazie F. Gdy szybkość chłodzenia jest zbyt duża, C wytrąca się jako cementyt w celu uzyskania białego żeliwa.

Rodzaje i właściwości żeliwa szarego

Zgodnie z morfologią grafitu w żeliwie szarym możemy go podzielić na:

Żeliwo szare: płatek grafitu

Żeliwo ciągliwe: grafit jest kłaczkowaty

Żeliwo sferoidalne: grafit sferyczny

Żeliwo wermikularne: grafit wermikularny

1. Żeliwo szare

Jego właściwości zależą od budowy ciała i morfologii grafitu. Pęknięcie blachy grafitowej na osnowie stalowej niszczy ciągłość i integralność osnowy, czyniąc wytrzymałość żeliwa szarego na ściskanie zbliżoną do wytrzymałości stali. Dlatego też zwykłe żeliwo szare jest szeroko stosowane jako części obciążone ciśnieniem, takie jak łożyska, kadłub obrabiarki i tak dalej.

2. Żeliwo ciągliwe

Jest odlewany z żeliwa na żeliwo białe, a następnie wyżarzany przez grafityzację w wysokiej temperaturze w celu rozłożenia cementytu na grafit kłaczkowaty. Chociaż jego plastyczność i wytrzymałość są lepsze niż w przypadku żeliwa szarego, nadal nie nadaje się do kucia.

Ze względu na swoją wytrzymałość, plastyczność i udarność może zastąpić część stali węglowej.

3. Żeliwo sferoidalne

Żeliwo sferoidalne ma podobne właściwości mechaniczne do stali i może być stosowane zamiast staliwa i stali kutej. Jest często używany do produkcji części odpornych na zużycie, narażonych na duże obciążenia i złożone obciążenia, takich jak wał korbowy, korbowód, przekładnia, wrzeciono itp.

4. Wermikularne żeliwo grafitowe

Żeliwo wermikularne powstaje poprzez dodanie odpowiedniej ilości środka wermikularyzującego do roztopionego żelaza. Jego metoda i procedura są w zasadzie takie same jak w przypadku żeliwa frezowanego kulowo. Długość arkusza grafitowego jest stosunkowo niewielka, a koniec arkusza grafitowego jest stosunkowo tępy. Jest jak robak.

Jest to nowy rodzaj żeliwa o wysokiej wytrzymałości. Jego wytrzymałość jest zbliżona do wytrzymałości żeliwa frezowanego kulkowo, ma pewną wytrzymałość i wysoką odporność na zużycie. Jednocześnie ma te same dobre właściwości odlewnicze i przewodnictwo cieplne co żeliwo szare.

Obecnie jest z powodzeniem stosowany w wysokociśnieniowym wymienniku ciepła, cylindrze i głowicy silnika spalinowego, tulei cylindrowej, wlewnicy, zaworze hydraulicznym i innych odlewach w budynkach wysokościowych.