82 (158)

162

Adam Krajczyk

•i

Najlepsze właściwości mechaniczne uzyskuje się po podwójnym modyfikowaniu żeliwa, w wyniku otrzymuje się grafit sferoidalny. Modyfikowanie takie polega na wprowadzaniu do ciekłego żeliwa zarówno zaprawy krzemowej, jak i (tuż przed odlaniem) zaprawy magnezowej lub cerowej. Krzem wpływa na rozdrobnienie i równomierne rozmieszczenie grafitu, natomiast magnez lub cer, zwiększając napięcie powierzchniowe wydzieleń grafitu, powodują, że jego wydzielenia stają się kuliste (rys. 11.6). Przy sferoidalnych wydzieleniach grafitu działanie karbu prawie całkowicie zanika, a zmniejszenie przekroju rzeczywistego jest niewielkie. Żeliwo takie ma właściwości mechaniczne porównywalne z właściwościami staliwa. Dlatego jest często stosowane na odlewy, takie jak: wały korbowe, wały rozrządu czy też łoża tokarek.

W żeliwie ciągliwym, najstarszym użytkowym żeliwie znanym człowiekowi, występuje grafit w postaci węgla żarzenia (grafit kłaczkowy - rys. 11.7). Żeliwo takie ma tak dobrany skład chemiczny, że po odlaniu krystalizuje jako żeliwo białe, bez wydzieleń grafitu. Grafit powstaje dopiero podczas wyżarzania grafityzującego. Jest to tak zwana grafityzacja wtórna, czyli rozpad powstałego jeż cementytu (z żeliwa białego).

Rys. 11.7. Grafit kłaczkowy (węgiel żarzenia) Próbka nielrawiona. pow. 400x

Cementyt w zależności od temperatury wyżarzania może ulec rozpadowi na:

•    austenit i grafit: FejC => Fcy(C) + C_p\ powyżej temperatury A_Xt

•    ferryt i grafit: FejC Fea(C) + C_p\ poniżej temperatury A\.

Wydzielenia węgla w postaci grafitu kłaczkowego są skupione, w niewielkim stopniu wpływają na osłabienie użytecznego przekroju materiału i nie wywołują dużej koncentracji naprężeń. W rezultacie właściwości mechaniczne żeliwa ciągliwego są lepsze od żeliwa szarego (z grafitem płatkowym) i zbliżone do żeliwa sferoidalnego. Na rysunku 11.8 pokazano schematycznie jak kształt grafitu, przy takiej samej osno*

wie metalowej, wpływa na: wytrzymałość na rozciąganie R_m, wytrzymałość na ściskanie /?„, wytrzymałość na zginanie R_t oraz twardość HB.

		C-wH**'—i	(Mk
	' l 'X / XV-	* A

R_m,R„R_pHB

Rys. 11.8. Poglądowe przedstawienie wpływu kształtu (grafitu przy takiej samej osnowie metalowej) na wytrzymałość na rozciąganie (R_m), wytrzymałość na ściskanie (/?,), wytrzymałość na zginanie (/?,) oraz twardości HB

Oprócz modyfikowania żeliwa szarego i wyżarzania żeliwa białego na kształt grafitu ma także wpływ skład chemiczny oraz szybkość chłodzenia. Jeżeli równoważnik węgla (węgiel ekwiwalentny, C_f) w żeliwie określony wzorem: C, [%] = C [%] + 0,3 Si [%], ma większą wartość niż 4,3%, to po wolnym chłodzeniu może powstać żeliwo zaeutektyczne z wydzieleniami grafitu pierwotnego na tle eutektyki grafitowej (rys. 11.9) W żeliwie przedeutektycznym, gdy C, jest mniejszy niż 4,3%, wówczas po szybkim chłodzeniu grafit staje się drobniejszy i jest rozłożony międzydendrytycz-nie (rys. 11.10).

Rys. 11.9. Grafu igasty w Żeliwie szarym zaeutektycznyro (50V,1AI + 20% 14 + 30% ID).

Próbka nietrawioia, pow. 100x, C, > 4,3%