🔥 Żeliwa (Żelazo Fe + Węgiel C)

Podeutektyczne stopy Fe (żelazo) z C (węglem)(o zaw. C: 2-4%) i innymi pierwiastkami.

Własności

+ Niski koszt wyrobów
+ Niska temp topnienia
+ Dobra skrawalność

Podział

Szare – C w postaci grafitu
Białe – C w postaci cementytu
Połowiczne – występuje zarówno grafit i cementyt Struktura i własności żeliw zależą od:
Składu chem:
Si, P ułatwiają grafityzację (P rozpuszcza się częściowo w ferrycie tworząc steadyt Fe3C-Fe3P-Fea)
Mn, S przeciwdziałają grafityzacji (S tworzy eutektykę Fe-FeS-Fe3C o temp top wyższej od steadytu)
Szybkości krzepnięcia i średnicy odlewu: ze zwiększeniem grubości ścian odlewu zwiększa się ilość i grubość płatków grafitu – spadają własności wytrzymałościowe
Pierwiastki sprzyjające grafityzacji: Si, Ni ,P, Cu, Al, Ti
Pierwiastki przeciwdziałające grafityzacji: Cr, S, Mo

Żeliwo szare zwykłe (z grafitem płatkowym)

Własności:
Niska wytrzymałość
Niska odporność na ścieranie
Dobre tłumienie drgań
Dobra skrawalność
Twardość i wytrzymałość rośnie ze zwiększeniem się udziału perlitu
Osnowa ferrytyczna, ferrytyczno-perlityczna, perlityczna + grafit, steadyt, wtrącenia niemetal.
Zastosowanie: korpusy maszyn
Wytrzymałość: Rm=100-300 MPa, 200-240 HB

Żeliwo szare modyfikowane

Własności
Żeliwo mające tendencję do krzepnięcia jako białe lub połowiczne poddane modyfikacji
Modyfikacja: dodanie bezpośrednio do przed odlaniem modyfikatora (Fe-Si, Ca-Si, Al) 0,1-0,5% powodującego odgazowanie kąpieli i wymusza heterogeniczne zarodkowanie grafitu na cząstki tlenków, dzięki temu żeliwo krzepnie jako szare, a grafit jest w postaci wielu drobnych równomiernie rozmieszczonych płatków.
Wytrzymałość: Rm=300-400 MPa.

Żeliwo szare sferoidalne

Własności:
Żeliwo mające tendencję do krzepnięcia jako szare
Bardzo mała zaw S, P
Modyfikowane Ce, Mg-Cu
ferrytyczne, ferrytyczno-perlityczne, perlityczne, bainityczne, martenzytyczne + grafit w post kulistej
Dobre własności wytrzymałościowe i plastyczne
Zastosowanie: elementy maszyn
Wytrzymałość: Rm=350-900 MPa, A5=2-22%

Żeliwo białe

Własności:
Struktura ledeburytu przemienionego i ewentualnie steadyt
W podeutektycznym występuje przewaga perlitu
W nadeutektycznym przewaga cementytu
Kruche
Źle skrawalne
Zastosowanie: do wytwarzania żeliwa ciągliwego

Żeliwo ciągliwe

Własności:
Otrzymywane z białego poprzez wyżarzanie grafityzujące (cementyt ulega rozpadowi i wydziela się węgiel żarzenia – kłaczkowate skupienia) W zależności od parametrów procesu żeliwa dzielimy na:

Żeliwo ciągliwe białe (W) -atmosfera utleniająca, temp: 950-1000°C, czas: 60-90 godzin, chłodzenie w powietrzu, struktura ferrytyczna odwęglona

Żeliwo ciągliwe czarne (B) -atmosfera obojętna, temp: 950-1050°C, czas: 40-70 godzin, chłodzenie w powietrzu, struktura ferrytyczna z wydzieleniami węgla żarzenia.

Żeliwo ciągliwe perlityczne (P) -atmosfera obojętna, temp: 950-1050°C, czas: 15 godzin, chłodzenie w powietrzu, struktura perlityczna z węglem żarzenia.

Żeliwa stopowe

Pierwiastki stopowe (Al, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, Si, Ti, V, W) dodawane do żeliw w celu poprawy:
Własn mechanicznych
Odporności na ścieranie
Odporności na korozję
Polepszenie własn fizycznych
Podział ze wzgl na ilość pierw stopowych:
Niskostopowe (maszynowe): perlityczne do 3% pierw stop: Al, Si, Mn
Średnoistopowe: ferrytyczne, ledeburytyczne, bainityczne, 3-20% składników stopowych
Wysokostopowe: ferrytyczne, austenityczne pow. 20% skład stopowych

Żeliwa stopowe o podwyższonej odporności na ścieranie
Dodatki Cr, Cu, Mn, Ni, P, Ti, V:
wzrost twardości osnowy
zmianę ilości i kształtu wydzieleń grafitu
równomierność struktury w całym przekroju

Podział:
nisko – i średniostopowe szare
sferoidalne
średniostopowe Ni-Cr białe
wysokochromowe białe
wysokomanganowe białe
Zastosowanie: części maszyn pracujące w bardzo trudnych warunkach

Żeliwa stopowe żaroodporne i żarowytrzymałe

żaroodporność podnoszą: Al, Cr, Si
żarowytrzymałość podnoszą: Mn, Mo, Ni
żeliwa białe są bardziej żaroodporne niż szare (ze wzgl. na pęcznienie wolnego grafitu podczas utl. wewn.)

Podział:
Cr 600C
Si 700C
Al 800C
Wysokochromowe 1100C
Wysokoniklowe 800C

Żeliwa stopowe odporne na korozję
Żeliwa węglowe mają wyższą odporność korozyjną niż stale i staliwa
Odporność korozyjną podnoszą: Cr, Ni, Si oraz Cu, Mn

Podział:
Si do (1%C) kwasy
Ni-Cu (15%Ni, 5%Cu) morska
Wysokoniklowe sferoidalne chemia
Wysokoniklowe szare
Wysokochromowe chemia