plik

WST

ĘP

Żeliwo i staliwo są odlewniczymi stopami na osnowie żelaza. Wymagany

kszta

łt użytkowy elementów z żeliwa lub staliwa uzyskuje się poprzez odlewanie cie-

łego stopu do odpowiedniej formy. Po skrzepnięciu stopu i usunięciu formy otrzymu-

je si

ę półfabrykaty, zwane odlewami żeliwnymi lub staliwnymi, które są następnie

poddawane obróbce wyka

ńczającej. Odpowiednie technologie odlewnicze zapewnia-

ą uzyskiwanie elementów (odlewów) o bardzo złożonych kształtach i zróżnicowa-

nych wymiarach oraz masie, szeroko stosowanych we wszystkich ga

łęziach gospo-

darki (korpusy urz

ądzeń, części maszyn, elementy i osprzęt wodociągów oraz gazo-

ągów itp.).

Zastosowanie technologii spawalniczych w odniesieniu do odlewów

żeliwnych

i staliwnych ma charakter uzupe

łniający lub wspomagający technologie odlewnicze

i najcz

ęściej występuje w następujących przypadkach: usuwanie wad powstałych w pro-

dukcji odlewów; wytwarzanie konstrukcji lano-spawanych (odlewane fragmenty du

żych

konstrukcji

łączy się w jedną całość za pomocą spawania); wytwarzanie konstrukcji lano-

stalowych (odlewy spawa si

ę z elementami stalowymi); nakładanie na wybrane po-

wierzchnie odlewów warstw o specjalnych w

łaściwościach (napawanie prewencyjne);

odtwarzanie zu

żytych fragmentów odlewów (napawanie regeneracyjne) oraz naprawa

odlewów uszkodzonych w wyniku eksploatacji lub awarii (spawanie p

ęknięć).

PRZEGL

ĄD ŻELIW

Ogólna charakterystyka i rodzaje

żeliw

Żeliwo jest odlewniczym stopem żelaza z węglem, o zawartości węgla powyżej

2% (najcz

ęściej 2,0



4,0% C). Z uk

ładu równowagi fazowej Fe-Fe

C i Fe-C (patrz

temat 2.3) wynika,

że przy tak dużej zawartości węgla (na prawo od pkt. E/E’), węgiel

że być całkowicie związany w cementycie lecz może występować także jako nie-

zwi

ązany - w postaci grafitu. W zależności od postaci w jakiej występuje węgiel, roz-

ró

żnia się żeliwa:

 białe (węgiel jest związany w cementycie);

 szare

ęgiel niezwiązany występuje jako grafit);

 połowiczne (występuje cementyt i grafit).

O rodzaju

żeliwa decydują warunki chłodzenia odlewu. Przy szybkim chłodzeniu powsta-

je struktura

żeliwa białego, a to samo żeliwo studzone powoli krzepnie jako szare.

Żeliwo białe jest materiałem bardzo twardym, kruchym i trudnoobrabialnym i z

tego wzgl

ędu nie nadaje się na części konstrukcyjne. Stanowi ono produkt wyjściowy

do produkcji

żeliwa ciągliwego.

Żeliwo szare posiada osnowę ferrytyczną lub perlityczną i jest najpowszech-

niej stosowanym materia

łem odlewniczym w budowie maszyn. Decydują o tym prze-

de wszystkim: stosunkowo niska cena –

żeliwo otrzymuje się wprost z surówki i zło-

mu stalowego; niska temperatura topnienia; ma

ły skurcz odlewniczy; dobre własno-

ści wytrzymałościowe; dobra skrawalność; dobre własności ślizgowe; największą
zdolno

ść tłumienia drgań spośród wszystkich stopów żelaza; mała wrażliwość na

karby zewn

ętrzne; stosunkowo wysoka wytrzymałość zmęczeniowa.

Żeliwo połowiczne także nie znajduje szerszego zastosowania. Niekiedy sto-

suje si

ę jednak tzw. odlewy zabielone np. walce, bębny młynów, które na powierzch-

ni posiadaj

ą strukturę żeliwa białego (wysoka odporność na ścieranie), następnie

łowicznego, a rdzeń ma strukturę żeliwa szarego.

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MI

ĘDZYNARODOWEGO

ŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

( I W E / I W T / I W S / I W P )

Żeliwa i staliwa

2.17

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

AW 1

Ze wzgl

ędu na skład chemiczny żeliwa dzielą się na:

 niestopowe

ęglowe), które oprócz żelaza i węgla zawierają mangan i krzem

oraz zanieczyszczenia (fosfor, siarka, gazy);

 stopowe, które oprócz ww. pierwiastków zawierają dodatki stopowe, jak np.:

chrom, nikiel, molibden, mied

ź itp.

O wysokich w

łasnościach użytkowych żeliwa niestopowego decyduje jego struktura,

która sk

łada się z osnowy metalicznej (ferryt, perlit lub ich mieszanina) i grafitu. Ilość

i kszta

łt grafitu oraz jego rozłożenie wywiera istotny wpływ na własności mechanicz-

żeliwa. Grafit, odmiana alotropowa węgla jest bowiem bardzo miękki, a jego wy-

trzyma

łość bliska zeru. Sposób określania i kwalifikowania wydzieleń grafitu w żeli-

wie (wielko

ść, kształt, rozmieszczenie) określa norma PN-EN ISO 945. Ze względu

na kszta

łt grafitu żeliwa niestopowe lub niskostopowe dzielą się na:

 żeliwo szare (zwykłe lub modyfikowane);

 żeliwo sferoidalne;

 żeliwo ciągliwe.

Struktura i w

łasności żeliw stopowych są zdeterminowane dodatkami stopowymi.

Ze wzgl

ędu na przeznaczenie, żeliwa te dzielą się na: odporne na ścieranie, odporne

na korozj

ę, żaroodporne itp.

Oznaczenie

żeliw

Norma PN-EN 1560 ustala system oznaczenia

żeliw na podstawie symboli

i numerów. System oznaczenia na podstawie symboli dotyczy:

żeliwa znormalizowa-

nego tj.

żeliwa, które zostało ujęte w normie europejskiej oraz żeliwa nieznormalizo-

wanego tj.

żeliwa, które nie zostało ujęte w normie europejskiej, jednak jest wytwa-

rzane i/lub stosowane w krajach cz

łonkowskich CEN. System oznaczenia na pod-

stawie numerów dotyczy tylko

żeliwa znormalizowanego.

Budowa oznaczenia

żeliwa na podstawie symboli (przykład):

Pozycja

1 2 3 4 5 6

Znak

EN- GJ L F -150S D

gdzie poszczególne pozycje oznaczaj

ą:

1. EN – przedrostek, który nale

ży stosować tylko dla żeliw znormalizowanych wg EN;

2. G – oznacza materia

ł odlewany, a J oznacza żeliwo;

3. Symbol (du

ża litera) – oznaczający postać grafitu, np. L – płatkowy, S – kulkowy,

M –

żarzenia, V – wermikularny itp.;

4. Symbol (du

ża litera) – oznaczający mikro lub makrostrukturę, np.: F – ferryt, A-

austenit, P – perlit, Q – stan po hartowaniu i odpuszczaniu, B lub W – prze

łom

czarny lub bia

ły (żeliwo ciągliwe);

5. Symbol dla klasyfikacji wed

ług własności mechanicznych lub według składu che-

micznego, np. 150S; HB155; Cr;

6. Symbol dla wymaga

ń dodatkowych, np. D – odlew surowy, H – odlew po obróbce

cieplnej, W – spawalno

ść wg PN EN 1559-1.

Budowa oznaczenia

żeliwa na podstawie numerów (przykład):

Pozycja

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Znak

E N - J L 2 0 1 0

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MI

ĘDZYNARODOWEGO

ŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

( I W E / I W T / I W S / I W P )

Żeliwa i staliwa

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

2.17

AW 2

gdzie poszczególne pozycje oznaczaj

ą:

1 do 3. Przedrostek EN-;
4. Litera J oznaczaj

ąca żeliwo;

5. Litera oznaczaj

ąca postać grafitu, np. L;

6. Znak 1-cyfrowy oznaczaj

ący sposób klasyfikacji materiału według: 1- wytrzymało-

ści na rozciąganie; 2- twardości; 3- składu chemicznego;

7 i 8. Znak 2-cyfrowy (od 00 do 99) oznaczaj

ący dany materiał;

9. Znak 1-cyfrowy oznaczaj

ący specjalne wymagania (1-9), jak np.: określona spa-

walno

ść (6); odlew surowy (7); odlew po obróbce cieplnej (8) lub ich brak (0).

Żeliwo szare

Żeliwo szare jest odlewniczym stopem żelaza z węglem, w którym węgiel wy-

ępuje głównie w postaci wydzieleń grafitu płatkowego. Kształt i rozmieszczenie wy-

dziele

ń grafitu oraz struktura osnowy (ferryt lub perlit) decydują o własnościach żeli-

wa szarego. W

żeliwie szarym zwykłym występuje grafit grubopłatkowy natomiast w

żeliwie szarym modyfikowanym, poprzez dodatek żelazo-krzemu, wapnio-krzemu
lub aluminium podczas odlewania, uzyskuje si

ę grafit drobnopłatkowy, zapewniający

korzystniejsze w

łasności mechaniczne żeliwa. Żeliwo szare jest klasyfikowane wg

PN-EN 1561 na podstawie dwóch kryteriów: wytrzyma

łość na rozciąganie

(tabl. 1 /2.17) lub twardo

ść (tabl. 2/2.17).

Tablica 1 /2.17
Klasyfikacja

żeliwa szarego na podstawie wytrzymałości na rozciąganie

wg PN-EN 1561:2000

Oznaczenie materia

łu Wytrzymałość na rozcią-

ganie

[MPa]

Przewidywana wytrzyma

łość na

rozci

ąganie w odlewie

min. R

[MPa]

Symbol Numer

EN-GJL-100 EN-JL-1010

100-200 -

EN-GJL-150 EN-JL-1020

150-250 80-180

EN-GJL-200 EN-JL-1030

200-300 115-230

EN-GJL-250 EN-JL-1040

250-350 155-250

EN-GJL-300 EN-JL-1050

300-400 195-270

EN-GJL-350 EN-JL-1060

350-450 225-315

1 – badana na próbce z wlewka próbnego oddzielnie odlewanego o

średnicy 30 mm

2 – jest uzale

żniona od grubości ścianki odlewu

Tablica 2 /2.17
Klasyfikacja

żeliwa szarego na podstawie twardości wg PN-EN 1561:2000

Oznaczenie materia

łu Grubość

ścianki, mm

Twardo

ść Brinella HB 30

Symbol Numer

Powy

żej Włącznie do

min.

max.

EN-GJL-HB 155

EN-JL 2010

40 80 -

155

2,5 40 -

210-160

EN-GJL-HB 175

EN-JL 2020

40 80 100

175

2,5 40

170-110

260-185

EN-GJL-HB 195

EN-JL 2030

40 80 120

195

4 40

190-135

275-210

EN-GJL-HB 215

EN-JL 2040

40 80 145

215

5 40

200-160

275-235

EN-GJL-HB 235

EN-JL 2050

40 80 165

235

10 40

200-180

275-255

EN-GJL-HB 255

EN-JL 2060

40 80 185

255

20 40 200

275

1 – reprezentatywna grubo

ść ścianki wynosi 40

 80 mm

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MI

ĘDZYNARODOWEGO

ŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

( I W E / I W T / I W S / I W P )

Żeliwa i staliwa

2.17

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

AW 3

Ww. norma oprócz klasyfikacji

żeliwa szarego, określa rodzaj i sposób pobie-

rania próbek, metody bada

ń oraz podaje dodatkowe informacje dotyczące własności

mechanicznych i fizycznych, a tak

że zależności pomiędzy twardością i wytrzymało-

ścią na rozciąganie. Jak wynika z tabl. 1 i 2 /2.17 norma ta nie określa składu che-
micznego poszczególnych gatunków

żeliwa, pozostawiając go wraz z metodą wytwa-

rzania do wyboru wytwórcy, którego obowi

ązkiem jest spełnienie wymagań określo-

nych w normie, zale

żnie od przyjętego kryterium klasyfikacji.

Żeliwo sferoidalne

Żeliwo sferoidalne jest odlewniczym stopem żelaza z węglem, w którym węgiel

wyst

ępuje głównie w postaci wydzieleń grafitu kulkowego. Tą postać grafitu uzyskuje

ę w procesie sferoidyzacji, który polega na dodaniu do ciekłego żeliwa, tuż przed

odlewaniem, pewnej substancji w ma

łej ilości, dzięki której podczas krzepnięcia od-

lewu grafit krystalizuje w postaci kulkowej. Do tego celu stosuje si

ę cer ale obecnie

ęściej magnez, zwykle w postaci stopów (zapraw), jak: elektron, Mg-Ni lub Mg-Cu.

Żeliwo sferoidalne jest klasyfikowane wg PN-EN 1563 na podstawie wytrzymałości
na rozci

ąganie (R

, R

p0,2

, A) lecz mo

że być też klasyfikowane dodatkowo lub alterna-

tywnie wed

ług twardości (tabl. 3 /2.17).

Tablica 3 /2.17

Klasyfikacja

żeliwa sferoidalnego wg PN-EN 1563:2000/A1:2004/A2:2006

Na podstawie wytrzyma

łości na rozciąganie

Na podstawie twardo

ści

Oznaczenie materia

łu R

MPa

min.

p0,2

MPa

min.

Oznaczenie materia

łu Twardość

Brinella,

Symbol numer

Symbol

numer

EN-GJS-350-22-LT

EN-JS 1015

350 220 22

EN-GJS-HB 130

EN-JS 2010

< 160

EN-GJS-350-22-RT

EN-JS 1014

EN-GJS-HB 150

EN-JS-2020 130 do 177

EN-GJS-350-22 EN-JS

1010

EN-GJS-HB 155

EN-JS-2030 135 do180

EN-GJS-400-18-LT

EN-JS 1025

400

240

EN-GJS-HB 185

EN-JS-2040 160 do 210

EN-GJS-400-18-RT

EN-JS 1024

250

EN-GJS-HB 200

EN-JS-2050 170 do 230

EN-GJS-400-18 EN-JS

1020

EN-GJS-HB 230

EN-JS-2060 190 do 270

EN-GJS-400-15 EN-JS

1030

15 EN-GJS-HB 265

EN-JS-2070 225 do 305

EN-GJS-450-10

EN-JS 1040 450 310

EN-GJS-HB 300 EN-JS-2080 245 do 335

EN-GJS-500-7

EN-JS 1050 500 320

EN-GJS-HB 330

EN-JS-2090 270 do 360

EN-GJS-600-3 EN-JS

1060

600

370

3 2

–

żdy pomiar twardości powinien być

przeprowadzony na odlewie lub na próbce w

EN-GJS-700-2 EN-JS

1070

700

420

EN-GJS-800-2

EN-JS 1080 800 480

miejscach uzgodnionych przez wytwórc

ę i

zamawiaj

ącego

EN-GJS-900-2 EN-JS

1090

900 600

LT - do pracy w niskiej temperaturze;

RT – do pracy w pokojowej temperaturze;

1 – w

łasności mechaniczne określane na próbkach

pobieranych z wlewków próbnych oddzielnie odlewa-
nych i obrabianych mechanicznie

3 – najmniejsz

ą twardość uzyskują żeliwa

Celem uzyskania wy

ższej wytrzymałości i plastyczności żeliwo sferoidalne

że być poddane obróbce cieplnej, polegającej na hartowaniu z przemianą izoter-

miczn

ą. Obróbka ta polega na przemianie austenitu, zazwyczaj w zakresie tempera-

tur 250

C400C, w celu uzyskania osnowy o strukturze austenityczno-ferrytycznej.

Żeliwo sferoidalne hartowane z przemianą izotermiczną jest klasyfikowane

wg PN-EN 1564 na podstawie w

łasności mechanicznych (tabl. 4/ 2.17), określonych

na podstawie bada

ń próbek pobieranych z wlewków oddzielnie odlewanych i obra-

bianych mechanicznie. Podobnie jak w przypadku

żeliwa szarego, ww. normy pozo-

stawiaj

ą do wyboru wytwórcy metodę wytwarzania żeliwa sferoidalnego, jego skład

chemiczny, jak równie

ż warunki obróbki cieplnej.

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MI

ĘDZYNARODOWEGO

ŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

( I W E / I W T / I W S / I W P )

Żeliwa i staliwa

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

2.17

AW 4

Tablica 4 /2.17
Klasyfikacja

żeliwa sferoidalnego hartowanego z przemianą izotermiczną

wg PN-EN 1564:2000/A1:2006

Oznaczenie materia

łów R

MPa

min.

p0,2

MPa

min

min.

Twardo

ść

Symbol Numer

EN-GJS-800-8 EN-JS

1100 800

500

260

 320

EN-GJS-1000-5 EN-JS

1110 1000

700

300

 360

EN-GJS-1200-2 EN-JS

1120 1200

850

340

 440

EN-GJS-1400-1 EN-JS

1130 1400

1100

380

 480

Normy te okre

ślają, sposób pobierania i wykonywania próbek, metody badań oraz

podaj

ą informacyjnie charakterystyczne własności żeliwa sferoidalnego.

Żeliwo ciągliwe

Żeliwo ciągliwe jest otrzymywane z żeliwa białego w wyniku długotrwałej ob-

róbki cieplnej (wy

żarzanie grafityzujące) w temperaturze ok. (900



1050



C).

Żeliwo

ągliwe może być białe lub czarne w zależności od stosowanej atmosfery tej obrób-

ki.
Żeliwo ciągliwe białe (odwęglone) jest odlewane jako żeliwo białe, a następnie pod-
dane obróbce cieplnej w atmosferze odw

ęglającej w celu uzyskania materiału czę-

ściowo lub całkowicie odwęglonego. Grafit, o ile występuje w strukturze, ma postać
grafitu

żarzenia (kłaczkowate skupienia).

Żeliwo ciągliwe czarne (nieodwęglone) jest odlewane jako żeliwo białe, a następnie
poddane obróbce cieplnej w atmosferze oboj

ętnej, zawierające grafit, który w całości

wyst

ępuje w postaci grafitu żarzenia (kłaczkowate skupienia).

Celem

uzyskania

odpowiednich

struktur (ferryt, perlit) i w

łasności, obydwa ro-

dzaje

żeliwa ciągliwego poddaje się odpowiedniej obróbce cieplnej i/lub wprowadza

ę do nich pierwiastki stopowe. Żeliwo ciągliwe jest klasyfikowane wg PN-EN 1562

na podstawie w

łasności mechanicznych (tabl. 5/2/20)

Tablica 5/2.17

Klasyfikacja

żeliwa ciągliwego wg PN-EN 1562:2000/A1:2006(U)

Oznaczenia materia

łu R

MPa

min.

p0,2

MPa

min.

Twardo

ść

(informacyjnie)

Symbol Numer

ŻELIWO CIĄGLIWE BIAŁE

EN-GJMW-350-4 EN-JM

1010

350



max. 230

EN-GJMW-400-5

EN-JM 1030

400

220

max. 220

EN-GJMW-450-7

EN-JM 1040

450

260

max. 220

EN-GJMW-550-4

EN-JM 1050

550

340

max. 250

ŻELIWO CIĄGLIWE CZARNE

EN-GJMB-350-10

EN-JM 1130

350

200

max. 150

EN-GJMB-450-6

EN-JM 1140

450

270

150 do 200

EN-GJMB-500-5

EN-JM 1150

500

300

165 do 215

EN-GJMB-600-3

EN-JM 1170

600

390

195 do 245

EN-GJMB-650-2

EN-JM 1180

650

430

210 do 260

EN-GJMB-700-2

EN-JM 1190

700

530

240 do 290

EN-GJMB-800-1

EN-JM 1200

800

600

270 do 320

1 – w

łasności mechaniczne badane na próbkach o średnicy 12 mm dla żeliwa białego oraz

12 lub 15 mm dla

żeliwa czarnego

2 – materia

ł najbardziej odpowiedni do spawania

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MI

ĘDZYNARODOWEGO

ŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

( I W E / I W T / I W S / I W P )

Żeliwa i staliwa

2.17

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

AW 5

Metod

ę wytwarzania żeliwa ciągliwego, jego skład chemiczny i obróbkę cieplną,

podobnie jak dla

żeliwa szarego i sferoidalnego, pozostawia się do wyboru wytwórcy,

którego obowi

ązkiem jest jednak zapewnienie wymagań określonych w ww. normie.

W przypadku

żeliwa ciągliwego o specjalnym przeznaczeniu, skład chemiczny i obróbka

cieplna mog

ą być przedmiotem uzgodnień pomiędzy wytwórcą a zamawiającym.

Żeliwo odporne na ścieranie
Jest

żeliwo białe o odpowiedniej strukturze i twardości, które uzyskuje się

przez dobór odpowiedniego sk

ładu chemicznego i rodzaju obróbki cieplnej. Norma

PN-EN 12513 klasyfikuje

żeliwo białe odporne na ścieranie na podstawie składu

chemicznego i twardo

ści (tabl. 6/2.17). Obejmuje ona następujące 3 rodzaje żeliwa

bia

łego odpornego na ścieranie:

 żeliwo niestopowe lub niskostopowe o strukturze osnowy przeważnie perli-

tycznej, zawieraj

ącej wydzielenia eutektycznego węglika żelaza;

 żeliwo niklowo – chromowe o strukturze zawierającej wydzielenia węglika eu-

tektycznego typu M

C(M=Fe, Cr) lub M

i M

C, wyst

ępujące w osnowie,

która sk

łada się głównie z martenzytu i ewentualnie pewnej ilości bainitu wraz

z pewn

ą ilością austenitu szczątkowego – w osnowie nie występuje perlit.

 żeliwo wysokochromowe, o strukturze składającej się z wydzieleń węglików

łożonych, występujących w osnowie martenzytu z pewną ilością austenitu

lub innych produktów przemiany austenitu.

Tablica 6/2.17
Klasyfikacja

żeliwa odpornego na ścieranie wg PN-EN 12513:2011

Żeliwa niestopowe i niskostopowe

Gatunek Sk

ład chemiczny w % (m/m):

Twardo

ść

Vikersa

HV min.

Numer C

Si Mn Cr

EN-JN2019

2,4 do 3,9

0,4 do 1,5

0,2 do 1,0

max. 2,0

350

Żeliwa niklowo - chromowe

Gatunek Sk

ład chemiczny w % (m/m):

Twardo

ść

Vikersa

HV min.

Numer C Si Mn Cr Ni

EN-JN2029

2,5 do 3,0

max 0,8

1,5 do 3,0

3,0 do 5,5

520

EN-JN2039

3,0 do 3,6

max 0,8

1,5 do 3,0

3,0 do 5,5

520

EN-JN2049

2,5 do 3,5

1,5 do 2,5

0,3 do 0,8

8,0 do 10,0

4,5 do 6,5

600

Uwaga1. Ponadto wszystkie zawieraj

ą zanieczyszczenia: P – 0,08 do 0,1 % i S – 0,08 do 0,1 %

Żeliwa wysokochromowe

Gatunek Sk

ład chemiczny w% (m/m):

Twardo

ść

Vickersa

HV min.

Numer C Mn Cr

max

Cu max

EN-JN3019

>2,4 do 3,2

0,5 do 1,5

11,0 do 14,0

2,0

3,0

1,2

600

EN-JN3029

>2,4 do 3,2

0,5 do 1,5

14,0 do 18,0

2,0

3,0

1,2

600

EN-JN3039

>2,4 do 3,2

0,5 do 1,5

18,0 do 23,0

2,0

3,0

1,2

600

EN-JN3049

>2,4 do 3,2

0,5 do 1,5

23,0 do 28,0

2,0

3,0

1,2

600

Uwaga 1. Ponadto wszystkie gat. zawieraj

ą: Si – max. 1,0%, Mn – 0,5 do 1,5 % oraz zanieczyszcze-

nia: P – max. 0,08 % i S – max. 0,08 %
Uwaga 2. Ka

żdy gatunek wytwarzany jest również z zawartościami węgla:

1,8

 2,4 % oraz 3,2  3,6 %

Odlewy z

żeliwa niestopowego lub niskostopowego są zazwyczaj dostarczane

w stanie surowym i nie wymagaj

ą obróbki cieplnej. Odlewy z żeliwa niklowo – chro-

mowego i wysokochromowego mog

ą być dostarczane w stanie surowym lub po ob-

róbce cieplnej wg uzgodnie

ń.

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MI

ĘDZYNARODOWEGO

ŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

( I W E / I W T / I W S / I W P )

Żeliwa i staliwa

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

2.17

AW 6

Ww. norma podaje wskazówki dotycz

ące obróbki cieplnej odlewów z tego rodzaju

żeliwa.
Żeliwo austenityczne

Żeliwo austenityczne jest stopem odlewniczym żelaza z węglem o austeni-

tycznej osnowie metalicznej, zawieraj

ącym dodatki stopowe niklu i manganu oraz

mied

ź i/lub chrom, stabilizujące strukturę austenityczną w temperaturze pokojowej.

Grafit mo

że występować w postaci płatkowej lub kulkowej. Żeliwo austenityczne ce-

chuje si

ę odpornością na korozję i działanie wysokiej temperatury, a gatunki specjal-

nego przeznaczenia s

ą niemagnetyczne lub posiadają małą rozszerzalność cieplną.

Żeliwo to jest klasyfikowane wg PN-EN 13835 (tabl. 7/2.17) na podstawie: postaci
grafitu (p

łatkowy lub kulkowy), składu chemicznego i własności mechanicznych. Od-

lewy z

żeliwa austenitycznego są niekiedy poddawane obróbce cieplnej (wyżarzanie

odpr

ężające i stabilizacja struktury), której zalecany przebieg podano informacyjnie

w ww. normie.

Tablica 7/2.17

Klasyfikacja

żeliwa austenitycznego wg PN-EN 13835:2005

Kszta

łt

grafitu

Gatunek Sk

ład chemiczny w % (m/m):

numer

max.

Si Mn Ni Cr

max.

Gatunki konstrukcyjne

łatkowy EN-JL

3011 3,0 1,0

 2,8

0,5

 1,5

13,5

 17,5 1,0  3,5 0,25 5,5  7,5

Kulkowy

EN-JS3011 3,0 1,5

 3,0

0,5

 1,5

18,0

 22,0 1,0  3,5 0,08 0,25

EN-JS3021 2,6 1,5

 2,5

4,0

 4,5

22,0

 24,0 max 0,2

0,08

0,25

EN-JS3031

3,0 1,5

 2,4

0,5

 1,5

18,0

 22,0 1,0  3,5 0,08 0,25

EN-JS3041 3,0 1,0

 3,0

1,5

 2,5

21,0

 24,0 max 0,5

0,08

0,25

EN-JS3051 2,4 1,5

 3,0

0,5

 1,5

34,0

 36,0 max 0,2

0,08

0,25

EN-JS3061 2,0 2,0

 6,0

0,5

 1,5

34,0

 36,0 1,5  2,5 0,08 0,25

Gatunki specjalnego przeznaczenia
P

łatkowy EN-JL3021 3,0

1,5

 3,0

6,0

 7,0

12,0

 14,0 max 0,2

0,25

Kulkowy

EN-JS3071 3,0

2,0

 3,0

6,0

 7,0

12,0

 14,0 max 0,2

0,08

0,25

EN-JS3081 2,6

1,5

 3,0

0,5

 1,5

28,0

 32,0 2,5  3,5 0,25 0,25

EN-JS3091 2,6

5,0

 6,0

0,5

 1,5

28,0

 32,0 4,5  5,5 0,25 0,25

EN-JS3101 2,4

1,5

 3,0

0,5

 1,5

34,0

 36,0 2,0  3,0 0,25 0,25

materia

ł wykazuje dobrą spawalność przy zawartości niobu: % Nb

[0,353  0,032(%Si+64 x % Mg)].

Zwykle zakres zawarto

ści Nb wynosi od 0,12% do 0,20%.

Na potrzeby kwalifikowania technologii spawania

żeliwa w zależności od struk-

tury, postaci w jakiej wyst

ępuje w nim grafit, raport ISO/TR 15608 dokonuje podziału

żeliw na grupy, (tabl.8/2.17).
Tablica 8/2.17

Podzia

ł żeliw na grupy wg ISO/TR 15608

Grupa Podgrupa

Rodzaj

żeliwa

Żeliwa szare o określonej wymaganej wytrzymałości na rozciąganie lub
twardo

ści HB

Żeliwa sferoidalne o określonych wymaganych własnościach mechanicz-
nych

72.1

Żeliwa sferoidalne o osnowie ferrytycznej i określonej wymaganej wy-
trzyma

łości, umownej granicy plastyczności 0,2%, wydłużeniu i określonej

udarno

ści

72.2

Żeliwa sferoidalne o osnowie ferrytycznej i określonej wytrzymałości,
umownej granicy plastyczno

ści 0,2% i wydłużeniu lub twardości HB

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MI

ĘDZYNARODOWEGO

ŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

( I W E / I W T / I W S / I W P )

Żeliwa i staliwa

2.17

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

AW 7

72.3

Żeliwa sferoidalne EN-GJS-500-7 i EN-GJS-450-10 (o zawartości perlitu
>20%) lub okre

ślonej wymaganej twardości HB

72.4

Żeliwa sferoidalne o osnowie perlitycznej i określonej wymaganej wy-
trzyma

łości na rozciąganie, granicy plastyczności, 0,2% i wydłużeniu lub

twardo

ści HB

Żeliwa ciągliwe

Żeliwa ciągliwe hartowane izotermicznie (ADI)

Żeliwa o strukturze austenitycznej

Żeliwa nie ujęte w grupie 71 do 75

PRZEGL

ĄD STALIW

Staliwa niestopowe (w

ęglowe)

Staliwo jest odlewniczym stopem

żelaza z węglem o zawartości węgla do 2,0 %.

Ze wzgl

ędu na skład chemiczny staliwa dzielą się na niskostopowe (węglowe)

i stopowe, podobnie jak stale.

Staliwo niestopowe (w

ęglowe) nie zawiera dodatków stopowych, a jego wła-

sno

ści mechaniczne, podobnie jak stali węglowych (niestopowych), zależą głównie

od zawarto

ści węgla. Ze wzrostem zawartości węgla rosną własności mechaniczne

, R

) lecz malej

ą własności plastyczne (A

, Z). Ze wzgl

ędu na zawartość węgla

staliwa niestopowe dzieli si

ę na: niskowęglowe (do 0,25% C); średniowęglowe

(0,25

0,6% C); wysokowęglowe (powyżej 0,6% C).

ładnikami strukturalnymi występującymi w staliwie niestopowym są: ferryt i perlit.

W zale

żności od sposobu i prędkości chłodzenia odlewu staliwo węglowe w stanie

surowym mo

że posiadać strukturę globulityczną o ziarnach okrągłych (chłodzenie

wolne) lub struktur

ę Widmannst

ättena o budowie iglastej (chłodzenie szybkie).

Odlewy ze staliwa niestopowego poddawane s

ą więc zwykle różnym rodzajom ob-

róbki cieplnej, jak np.:

 wyżarzanie normalizujące – celem usunięcia niekorzystnych, pierwotnych

struktur odlewniczych;

 wyżarzanie ujednorodniające – celem usunięcia niejednorodności składu

chemicznego;

 wyżarzanie odprężające – celem usunięcia naprężeń odlewniczych.

Odlewy staliwne mog

ą być także ulepszane cieplnie lub obrabiane cieplno – che-

micznie.

Klasyfikacja i oznaczenie gatunków staliw konstrukcyjnych ogólnego przeznacze-

nia okre

śla norma PN-ISO 3755 (tabl. 9/2.17). Symbol gatunku staliwa, np. 200 –

400 W, obejmuje nast

ępujące elementy:

 liczbę 200, która określa minimalną granicę plastyczności R

[MPa];

 liczbę 400, która określa minimalną wytrzymałość na rozciąganie R

[MPa];

 literę W, która oznacza odbiór na podstawie składu chemicznego i własności

mechanicznych; gdy symbol staliwa nie zawiera litery „W”, np. 200 – 400,
wówczas odbiór odbywa si

ę tylko na podstawie własności mechanicznych.

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MI

ĘDZYNARODOWEGO

ŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

( I W E / I W T / I W S / I W P )

Żeliwa i staliwa

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

2.17

AW 8

Tablica 9/2.17

Klasyfikacja staliw w

ęglowych konstrukcyjnych ogólnego przeznaczenia

wg PN-ISO 3755:1994

Symbol sta-

liwa

Zawarto

ść głównych skład-

ników[%, m/m]:

Minimalne w

łasności mechaniczne:

C Mn Si

MPa

200 – 400W

0,25

1,00

0,60 200 400 25 40 45

230 – 450W

0,25

1,20

0,60 230 450 22 31 45

270 – 480W

0,25

1,20

0,60 270 480 18 25 22

340 – 550W

0,25

1,50

0,60 340 550 15 21 20

Staliwa odporne na korozj

Staliwa odporne na korozj

ę ze względu na skład chemiczny i strukturę dzielą

ę na: martenzytyczne, austenityczne, w pełni austenityczne i austenityczno – ferry-

tyczne (tabl. 10/2.17). Odlewy ze staliwa odpornego na korozj

ę są poddawane ob-

róbce cieplnej zgodnie z wymaganiami PN-EN 10283. Staliwa martenzytyczne pod-
legaj

ą hartowaniu (na powietrzu lub w cieczy) i odpuszczaniu, natomiast pozostałe

rodzaje tych staliw poddaje si

ę przesycaniu i hartowaniu w wodzie.

Staliwa

żaroodporne

Staliwa

żaroodporne ze względu na skład chemiczny i strukturę dzielą się na:

ferrytyczne i austenityczno – ferrytyczne oraz austenityczne (tabl. 11/2.17). Odlewy
ze staliw

żaroodpornych ferrytycznych są dostarczane po odpuszczaniu do twardości

300 HB, a odlewy z pozosta

łych rodzajów staliw są dostarczane bez obróbki cieplnej.

Wytrzyma

łość na rozciąganie żaroodpornych staliw austenitycznych, zależnie od ga-

tunku, wynosi (420

 480) MPa, a wydłużenie (3  20 %).

Odlewy staliwne do pracy pod ci

śnieniem

Ogólne wymagania dotycz

ące warunków technicznych dla odlewów staliw-

nych przeznaczonych do pracy pod ci

śnieniem określa norma PN-EN 10213. W ko-

lejnych cz

ęściach tej normy określono gatunki staliwa niestopowego i stopowego

przeznaczonego do wytwarzania odlewów, podlegaj

ących przepisom dotyczącym

konstrukcji zbiorników ci

śnieniowych:

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MI

ĘDZYNARODOWEGO

ŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

( I W E / I W T / I W S / I W P )

Żeliwa i staliwa

2.17

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

AW 9

Tablica 10/2.17
Staliwa odporne na korozj

ę wg PN-EN 10283:2010

Rod

Oznaczenie Sk

ładniki

stopowe [%, m/m]:

łasności

mecha-

niczne (min.):

Symbol Numer

inne

0,2

MPa

Gatun

i mart

enzytyczne

GX12Cr12 1.4011

11,50 do

13,50

max. 0,50

max.

1,00



450 620 15 20

GX7CrNiMo12-1 1.4008

12,00 do

13,50

0,20 do

0,50

1,00 do

2,00



440 590 15 27

GX4CrNi13-4 1.4317

12,00 do

13,50

max. 0.70

3,50 do

5,00



500 700 16 50

GX4CrNiMo16-5-1

1.4405

15,00 do

17,00

0,70 do

1,50

4,00 do

6,00



540 760 15 60

GX4CrNiMo16-5-2 1.4411

15,00 do

17,00

1,50 do

2,00

4,00 do

6,00



540 780 15 60

GX5CrNiCu16-4 1.4525

15,00 do

17,00

max. 0.80

3,50 do

5,50

max.

0,05

Cu 2,5 do 4,0

Nb max 0,35

750 900 5



Gatun

auste

nityczne

GX2CrNi19-11 1.4309

18,00 do

20,00



9,00 do

12,00

max.

0,20



185 440 30 80

GX5CrNi19-10 1.4308

18,00 do

20,00



8,00 do

11,00



175 440 30 60

GX5CrNiNb19-11 1.4552

18,00 do

20,00



9,00 do

12,00



Nb (8x%C)

do 1,00

175 440 25 40

GX2CrNiMo19-11-2 1.4409

18,00 do

20,00

2,00 do

2,50

9,00 do

12,00

max.

0,20



195 440 30 80

GX5CrNiMo19-11-2 1.4408

18,00 do

20,00

2,00 do

2,50

9,00 do

12,00



185 440 30 60

GX5CrNiMoNb19-11-2 1.4581

18,00 do

20,00

2,00 do

2,50

9,00 do

12,00



Nb (8x%C)

do 1,00

185 440 25 40

GX5CrNiMo19-11-3 1.4412

18,00 do

20,00

3,00 do

3,50

10,00 do

13,00



205 440 30 60

GX2CrNiMoN17-13-4 1.4446

16,50 do

18,50

4,00 do

4,50

12,50

14 50

0,12 do

0,22



210 440 20 50

Gatun

i w pe

łni

aus

teniczy

tczne

GX2NiCrMo28-20-2 1.4458

19,00 do

22,00

2,00 do

2,50

26,00 do

30,00

max.

0,20

max 2,00

165 430 30 60

GX4NiCrCuMo30-20-4 1.4527

19,00 do

22,00

2,00 do

3,00

27,50 do

30,50



Cu 3,00

4,00

170 430 35 60

GX2NiCrMoCu25-20-5 1.4584

19,00 do

21,00

4,00 do

5,00

24,00 do

26,00

max.

0,20

Cu 1,00

3,00

185 450 30 60

GX2NiCrMoN25-20-5 1.4416

19,00 do

21,00

4,50 do

5,50

24,00 do

26,00

0,12 do

0,20



185 450 30 60

GX2NiCrMoCuN29-25-5 1.4587

24,00 do

26,00

4,00 do

5,00

28,00 do

30,00

0,15 do

0,25

Cu 2,00

3,00

220 480 30 60

GX2NiCrMoCuN25-20-6 1.4588

19,00 do

21,00

6,00 do

7,00

24,00 do

26,00

0,10 do

0,25

Cu 0,50

1,50

210 480 30 60

GX2NiCrMoCuN20-18-6 1.4593

19,50 do

20,50

6,00 do

7,00

17,50 do

19,50

0,18 do

0,24

Cu 0,50

1,00

260 500 35 50

Gatun

i aust

enityczno -

fer

tyc

zne

GX6CrNiN26-7 1.4347

25,00 do

27,00



5,50 do

7,50

0,10 do

0,20



420 590 20 30

GX2CrNiMoN22-5-3 1.4470

21,00 do

23,00

2,50 do

3,50

4,50 do

6,50

0,12 do

0,20



420 600 20 30

GX2CrNiMo25-6-3 1.4468

24,50 do

26,50

2,50 do

3,50

5,50 do

7,00

0,12 do

0,25



480 650 22 50

GX2CrNiMoCuN25-6-3-3 1.4517

24,50 do

26,50

2,50 do

3,50

5,00 do

7,00

0,12 do

0,22

2,75 do

3,50

480 650 22 50

GX2CrNiMoN25-7-3 1.4417

24,00 do

26,00

3,00 do

4,00

6,00 do

8,50

0,15 do

0,25

max 1,00

480

650

GX2CrNiMoN26-7-4 1,4469

25,00 do

27,00

3,00 do

5,00

6,00 do

8,00

0,12 do

0,22

max 1,30

480

650

1. Maksymalna zawarto

ść podstawowych składników, zależnie od gatunku wynosi (%): C-0,025

0,150; Si-

0,80

1,50; Mn-1,02,0 oraz zanieczyszczenia (%): P-0,0350,040; S-0,0100,030.

2. W

łasności mechaniczne po obróbce cieplnej wg wymagań tej normy

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MI

ĘDZYNARODOWEGO

ŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

( I W E / I W T / I W S / I W P )

Żeliwa i staliwa

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

2.17

AW 10

Tablica 11/2.17

Wybrane staliwa

żaroodporne wg PN-EN 10295:2004

Rod

Oznaczenie Sk

ładniki

stopowe [%, m/m]:

Max. tempe-

ratura eks-

ploatacji w

powietrzu

C

Symbol Numer

Cr Mo Ni

inne

Gatunk

i ferry

i austenit

czn

o-ferryt

czne

GC30CrSi7 1.4710

6,00 do 8,00

max.

0,15

max. 0,50



750

GX40CrSi13 1.4729

12,00 do

14,00

max.

0,50

max. 1,00



850

GX40CrSi17 1.4740

16,00 do

19,00

max.

0,50

max. 1,00



900

GX40CrSi24 1.4745

23,00 do

26,00

max.

0,50

max. 1,00



1050

GX40CrSi28 1.4776

27,00 do

30,00

max.

0,50

max. 1,00



1150

GX130CrSi29 1.4777

27,00 do

30,00

max.

0,50

max. 1,00



1100

GX40CrNiSi27-4 1.4823

25,00 do

28,00

max.

0,50

3,00 do

6,00



1100

Gatun

auste

nityczne

GX25CrNiSi18-9 1.4825

17,00 do

19,00

max.

0,50

8,00 do

10,00



900

GX40CrNiSi22-10 1.4826

21,00 do

23,00

max.

0,50

9,00 do

11,00



950

GX25CrNiSi20-14 1.4832

19,00 do

21,00

max.

0,50

13,00 do

15,00



950

GX40CrNiSi25-12 1.4837

24,00 do

27,00

max.

0,50

11,00 do

14,00



1050

GX40CrNiSi25-20 1.4848

24,00 do

27,00

max.

0,50

19,00 do

22,00



1100

GX40CrNiSiNb24-24 1.4855

23,00 do

25,00

max.

0,50

23,00 do

25,00

0,80 do

1,80



1050

GX40NiCrSi35-17 1.4806

16,0 do

18,00

max.

0,50

34,00 do

36,00



1000

GX40NiCrSiNb35-18 1.4807

17,00 do

20,00

max.

0,50

34,00 do

36,00

1,00 do

1,80



1000

GX40NiCrSi38-19 1.4865

18,00 do

21,00

max.

0,50

36,00 do

39,00



1020

GX40NiCrSiNb38-19 1.4849

18,00 do

21,00

max.

0,50

36,00 do

39,00

1,20 do

1,80



1020

GX10NiCrSiNb32-20 1.4859

19,00 do

21,00

max.

0,50

31,00 do

33,00

0,50 do

1,50



1050

GX40NiCrSi35-26 1.4857

24,00 do

27,00

max.

0,50

33,00 do

36,00



1100

GX40NiCrSiNb35-26 1.4852

24,00 do

27,00

max.

0,50

33,00 do

36,00

0,80 do

1,80



1100

GX50NiCrCo20-20-20 1.4874

19,00 do

22,00

2,50 do 3,00

18,00 do

22,00

0,75 do

1,25

Co:18,5

 22

W: 2

 3

1150

GX50NiCrCoW35-25-

15-5

1.4869

24,00 do

26,00



33,00 do

37,00



Co:14

 18

W: 4

 6

1200

1. Zawarto

ść podstawowych składników zależnie od gatunku, wynosi (%): C – 0,15

 1,8; Si – 0,5  2,5; Mn

– 0,5

 2,0 oraz zanieczyszczenia (max): P – 0,35 lub 0,40; S – 0,03.

- staliwa do stosowania w temperaturze pokojowej i podwyższonej

wg PN-EN 10213;

- staliwa do stosowania w niskiej temperaturze wg PN-EN 10213;
- staliwa austenityczne i austenityczno – ferrytyczne wg PN-EN 10213.

Normy te podaj

ą wymagany skład chemiczny i własności mechaniczne staliw oraz

zalecane warunki spawania (temperatura podgrzewania wst

ępnego, temperatura

ędzyściegowa, obróbka cieplna po spawaniu), gdy zachodzi taka potrzeba.

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MI

ĘDZYNARODOWEGO

ŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

( I W E / I W T / I W S / I W P )

Żeliwa i staliwa

2.17

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

AW 11

Na potrzeby kwalifikowania produkcyjnych technologii spawania odlewów sta-

liwnych wg normy PN-EN ISO 11970, staliwa w zale

żności od struktury, właściwości,

ładu chemicznego lub udziału głównego składnika stopowego podzielono na 11

grup, (tabl. 12/2.17).

Tablica 12/2.17

Podzia

ł staliw na grupy zgodnie z PN-EN ISO 11970:2009

Grupa Rodzaj

staliwa

A
A1
A2
A3
A4

Staliwo w

ęglowe (Si 0,80% max, Mn 1,70% max)

0,25%; granica plastyczności R

275 MPa

0,25%; granica plastyczności 275MPa<R

360 MPa

0,25%<C

0,35%

C>0,35%

B

B1
B2

Staliwo niskostopowe (wy

żarzane, normalizowane lub normalizo-

wane i odpuszczane)
Granica plastyczno

ści R

360MPa

Granica plastyczno

ści R

>360MPa

C
C1
C2
C3

Staliwo niskostopowe (hartowane i odpuszczane)
Granica plastyczno

ści R

500MPa

Granica plastyczno

ści 500 MPa<R

700MPa

Granica plastyczno

ści R

>700MPa

D
D1

Ferrytyczne staliwo nierdzewne
Ferrytyczne staliwo nierdzewne

E
E1

Martenzytyczne staliwo nierdzewne
Martenzytyczne staliwo nierdzewne

F
F1
F2

Austenityczne staliwo nierdzewne
Austenityczne z zawarto

ścią ferrytu

35%

W pe

łni austenityczne

G
G1

Staliwo nierdzewne z procesu duplex
Staliwo nierdzewne z procesu duplex z zawarto

ścią ferrytu >35%

H
H1

Austenityczne staliwo

żaroodporne

Austenityczne staliwo

żaroodporne

I
I1

Staliwo nierdzewne utwardzane wydzieleniowo
Staliwo nierdzewne utwardzane przez przesycanie i starzenie

J
J1

Stopy na bazie niklu
Stopy niklu

K
K1

Austenityczne staliwo manganowe
Austenityczne staliwo z dodatkiem Mn

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MI

ĘDZYNARODOWEGO

ŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

( I W E / I W T / I W S / I W P )

Żeliwa i staliwa

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

2.17

AW 12

SPAWALNO

ŚĆ

Spawalno

ść żeliwa

Żeliwo jest materiałem trudno spawalnym ze względu na:

 dużą kruchość, zwłaszcza zwykłych gatunków żeliwa o graficie płatkowym –

łonność do pęknięć podczas stygnięcia spoiny;

 dużą skłonność do pękania podczas spawania, wywołaną naprężeniami termicz-

nymi;

 niekorzystne zmiany na granicy wtopienia i w strefie wpływu ciepła, polegające

na powstawaniu bardzo twardych i kruchych struktur sk

ładających się z cementy-

tu i martenzytu, przy szybkim stygni

ęciu spoiny;

 zwykle duże wymiary gabarytowe odlewów żeliwnych i duże przekroje spawane.

W przypadku naprawy odlewów, uszkodzonych w wyniku eksploatacji, spawalno

ść

żeliwa niejednokrotnie jeszcze się pogarsza ze względu na wewnętrzne utlenienie
spowodowane eksploatacj

ą w podwyższonych temperaturach lub w środowisku utle-

niaj

ącym np. spalin oraz nasiąkanie olejem lub smarem.

Spawalno

ść żeliwa jest uzależniona od jego mikrostruktury i właściwości me-

chanicznych a zw

łaszcza plastyczności. Łatwiej spawalne są żeliwa, w których wę-

giel wyst

ępuje w postaci wydzieleń grafitu kulkowego lub kłaczkowatych skupień

w bardziej plastycznej osnowie ferrytycznej.

Pomimo powy

ższych trudności żeliwa: szare modyfikowane, sferoidalne, cią-

gliwe i niektóre stopowe zw

łaszcza o zwiększonej zawartości ferrytu w osnowie moż-

na spawa

ć pod warunkiem zastosowania odpowiedniej technologii spawania. W

przypadku odlewów grubo

ściennych zdecydowanie najlepszą spawalność wykazują

odlewy wykonane z

żeliwa białego ciągliwego.

Spawalno

ść staliwa

Spawalno

ść staliwa, podobnie jak stali, jest uzależniona przede wszystkim od

zawarto

ści węgla i składników stopowych. Spawalność ocenia się wstępnie na pod-

stawie równowa

żnika węgla, obliczanego ze wzoru:

[%]





gdzie: C, Mn, Cr, Mo, V, Ni, Cu – zawarto

ść pierwiastków [%]

Dobr

ą spawalnością cechują się staliwa nisko- i średniowęglowe oraz staliwa stopo-

we o strukturze austenitycznej. Staliwa wysokow

ęglowe oraz pozostałe staliwa sto-

powe s

ą trudniej spawalne, a niekiedy wręcz niespawalne. Należy pamiętać, że sta-

liwo ma zawsze nieco gorsz

ą spawalność w porównaniu ze stalą o takim samym lub

zbli

żonym składzie chemicznym, ze względu na znaczną likwację (zróżnicowanie

ładu chemicznego w różnych częściach odlewu), mniejszą plastyczność (struktury

odlewnicze) oraz mo

żliwość występowania wad odlewniczych, natomiast anizotropia

staliw jest mniejsza ni

ż stali (zróżnicowanie właściwości wzdłuż i w poprzek kierunku

walcowania). Aby oceni

ć spawalność odlewu staliwnego należy znać: skład che-

miczny staliwa (gatunek), stan odlewu (surowy lub po jakiej obróbce cieplnej), mas

ę,

kszta

łt i wymiary odlewu oraz usytuowanie spoin.

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MI

ĘDZYNARODOWEGO

ŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

( I W E / I W T / I W S / I W P )

Żeliwa i staliwa

2.17

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

AW 13

METODY I TECHNOLOGIE SPAWANIA

Spawanie

żeliwa

Do spawania

żeliwa stosuje się dwie technologie spawania: na gorąco – z podgrze-

waniem wst

ępnym do wysokiej temperatury i na zimno – bez podgrzewania wstępnego.

Spawanie

żeliwa na gorąco polega na spawaniu odlewu podgrzanego do tempe-

ratury 550



650



C (maks. 700



C). Przy mniej z

łożonych odlewach stosuje się niekiedy

podgrzewanie wst

ępne do niższych temperatur (150



450



C), czasem tylko lokalnie,

a proces zwany jest spawaniem na pó

łgorąco. Do spawania żeliwa na gorąco i półgorą-

co stosuje si

ę spoiwa żeliwne (tabl. 13/2.17). Do spawania żeliw sferoidalnych należy

stosowa

ć spoiwa o stopiwie żeliwa sferoidalnego oraz unikać szerokiej strefy przetopie-

nia materia

łu podstawowego aby zachować kontrolę nad kształtem grafitu.

Spawanie

żeliwa na zimno przeprowadza się bez podgrzewania wstępnego z zasto-

sowaniem techniki spawania, zapewniaj

ącej minimalizację ilości wprowadzonego ciepła do

odlewu. Stosuje si

ę spoiwa o odmiennym niż żeliwo składzie chemicznym (tabl.12/2.17):

niklowe,

żelazowo-niklowe, niklowo-miedziane (monelowe) i niekiedy stalowe.

spawania

żeliwa na gorąco stosuje się spawanie: metodą gazową, elektro-

dami otulonymi i drutem proszkowym. Do spawania

żeliwa na zimno stosuje się tylko

łukowe metody spawania: elektrodami otulonymi, drutem proszkowym, MIG/MAG,
TIG i plazmowe.

Spawanie staliwa

Do spawania staliwa stosuje si

ę wszystkie podstawowe metody spawania łu-

kowego: elektrodami otulonymi, MIG/MAG, TIG, plazmowe i

łukiem krytym. Przy

spawaniu du

żych grubościennych odlewów (łączenie odlewanych fragmentów w jed-

ą dużą konstrukcję) efektywnym może być zastosowanie spawania elektrożużlowe-

go. W zale

żności od rodzaju staliwa oraz wielkości i przeznaczenia odlewów, proces

spawania mo

że wymagać zastosowania podgrzewania wstępnego oraz odpowiedniej

obróbki cieplnej po spawaniu.

SPOIWA

Spoiwa do spawania

żeliwa

spawania

żeliwa stosuje się dwie grupy spoiw wg PN-EN ISO 1071:



spoiwa o sk

ładzie chemicznym żeliwa (tabl. 13/2.17), przeznaczone do

spawania technik

ą na gorąco;



spoiwa o sk

ładzie chemicznym odmiennym niż żeliwo (tabl. 14/2.17),

przeznaczone do spawania technik

ą na zimno.

Spoiwa

żeliwne mają postać prętów odlewnych oraz elektrod otulonych i drutów

proszkowych o stopiwie

żeliwa. Druga grupa spoiw obejmuje druty i pręty oraz elek-

trody otulone i druty proszkowe o stopiwie: stalowym, niklowym,

żelazowo – niklo-

wym i niklowo – miedzianym. Charakterystyk

ę i przeznaczenie spoiw do spawania

żeliwa przedstawiono w tabl. 13 i 14/2.17.
Spoiwa do spawania staliwa

Do spawania staliw stosuje si

ę takie same spoiwa jak w przypadku stali o po-

dobnym sk

ładzie chemicznym (patrz tematy 2.9



2.15). Spoiwo nale

ży tak dobrać

aby sk

ład chemiczny spoiny był zbliżony do składu chemicznego staliwa. Przy trud-

niej spawalnych gatunkach staliwa, mo

że zachodzić potrzeba stosowania spoiw

o odmiennym sk

ładzie chemicznym, jak np. austenityczne lub niklowe.

Spoiwa do lutospawania i lutowania

żeliwa oraz staliwa

Do lutospawania gazowego

żeliwa i staliwa stosuje się najczęściej spoiwa mosiężne,

a do lutospawania

łukowego spoiwa brązowe (Cu-Si, Cu-Al itp.) wg PN-EN 13347

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MI

ĘDZYNARODOWEGO

ŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

( I W E / I W T / I W S / I W P )

Żeliwa i staliwa

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

2.17

AW 14

(patrz. temat 2.18). Materia

ły dodatkowe (luty i topniki) stosowane do lutowania żeli-

wa i staliwa przedstawiono w temacie 1.16.

ZASTOSOWANIE I SPECJALNE PROBLEMY PRZY SPAWANIU

Technologie spawania

żeliwa i staliwa należy dokumentować w formie instruk-

cji technologicznej spawania (WPS), opracowywanej wg odpowiedniej normy PN-EN
ISO 15609 (cz

ęść – 1 spawanie łukowe, część 2 – spawanie gazowe).

Tablica 13/2.17
Klasyfikacja spoiw do spawania

żeliwa o podobnym składzie chemicznym

wg PN-EN ISO 1071:2005

Symbol Posta

ład chemiczny

(reszta Fe) [%, m/m]:

Charakterystyka

C Si Mn P S Ni Cu

Inne

FeC – 1

E, R

3,0

3,6

2,0

3,5

0,8 0,5 0,1



 Al: 3,0

Stopiwo –

żeliwo szare z

grafitem p

łatkowym. Spawa-

nie gazowe (R) lub

łukowe

(E)

żeliw szarych.

FeC – 2

E, T

3,0

3,6

2,0

3,5

0,8 0,5 0,1



 Al: 3,0

Stopiwo –

żeliwo szare z

grafitem p

łatkowym. Elektro-

dy zasadowo – grafitowe z
rdzeniem z

żeliwa szarego

lub stali niestopowej. Druty
proszkowe samoos

łono-we.

Spawanie

łukowe żeliw sza-

rych.

FeC – 3

E, T

2,5

5,0

2,5

9,5

1,0 0,20

0,04



FeC – 4

3,2

3,5

2,7

3,0

0,60

0,75

0,50

0,75

0,10



Stopiwo –

żeliwo szare z

grafitem p

łatkowym. Spawa-

nie gazowe

żeliwa szarego o

wytrzyma

łości rzędu 150



250 MPa

FeC – 5

3,0

4,0

2,0

2,5

0,50

0,70

0,20

0,40

0,10

1,2

1,6



Mo:

0,25 do

0,45

Stopiwo –

żeliwo szare z

grafitem p

łatkowym. Spawa-

nie gazowe

żeliwa szarego o

wytrzyma

łości 250

 300

MPa

FeC –

E, T

3,0

4,0

2,0

3,7

0,6 0,05 0,015

1,5



Mo:

0,02 do

0,1;

Ce:0,2

Stopiwo –

żeliwo sferoidalne

o osnowie ferrytycznej. Spa-
wanie

łukowe żeliw sferoi-

dalnych i

żeliw ciągliwych

czarnych.

FeC –

GP1

3,2

4,0

3,2

3,8

0,10

0,40

0,05 0,015 0,50



Mo:

0,04 do

0,1;

Ce:0,2

Stopiwo –

żeliwo sferoidalne

o osnowie perlitycznej. Do
spawania gazowego

żeliw

sferoidalnych i szarych o
wytrzyma

łości do 400 MPa

FeC –

GP2

E, T

2,5

3,5

1,5

3,0

1,0 0,05 0,015

2,5 1,0

Mo:

0,02 do

0,1;

Ce:0,2

Stopiwo –

żeliwo sferoidalne

o osnowie perlitycznej. Spa-
wanie

łukowe żeliw sferoi-

dalnych i

żeliw ciągliwych

R, E, T

żdy inny uzgodniony skład chemiczny

Wg danych i zalece

ń produ-

centa

1. E – elektroda otulona; R – pr

ęt odlewany; T – drut proszkowy

2. Dla elektrod otulonych (R) i drutu proszkowego (T) jest to sk

ład chemiczny ich stopiwa.

Warto

ści pojedyncze oznaczają zawartość maksymalną.

Badanie i kwalifikowanie spawania

żeliwa przeprowadza się wg normy PN-EN ISO

15614-3. a technologii spawania staliwa wg normy PN-EN ISO 11970. Wytyczne
dotycz

ące spawania metali, w tym różnych rodzajów stali (staliw) oraz żeliwa, określa

wielocz

ęściowa norma PN-EN 1011.

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MI

ĘDZYNARODOWEGO

ŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

( I W E / I W T / I W S / I W P )

Żeliwa i staliwa

2.17

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

AW 15

Spawanie

żeliwa na gorąco

Z odlewu

żeliwnego przeznaczonego do spawania na gorąco należy zdemon-

towa

ć wszystkie elementy (uszczelki, zaślepki, śruby itp.) gdyż podczas spawania

mog

ą ulec uszkodzeniu lub zniszczeniu. Odlew należy oczyścić, odłuścić, zlokalizo-

ć pęknięcie (badania penetracyjne) i je zukosować .

Tablica 14/2.17

Klasyfikacja spoiw do spawania

żeliwa, o odmiennym niż żeliwo składzie chemicz-

nym wg PN-EN ISO 1071:2005

Symbol Posta

ład chemiczny

[%, m/m]:

łasności

stopiwa min.

Charakterystyka

C Si Mn P S Ni Cu

[MPa]

[%]

Fe–1

E, S, T

2,0

1,5

0,5

1,5

0,04 0,04



Stopiwa stalowe. Na-
prawa ma

łych ubytków i

drobnych p

ęknięć po-

przez napawanie jed-
nowarstwowe.

E, S, T

0,15

1,0

0,80

0,04



0,35



Fe–2 E,

0,2

1,5

0,3

1,5

0,04 0,04



440 8

Ni–Cl

E 2,0

4,0

2,5



0,03

min.

2,5 250 3

Stopiwa niklowe. Spa-
wanie ró

żnych rodzajów

żeliw – ściegi jednowar-
stwowe s

ą bardziej pla-

styczne ni

ż przy spo-

iwach Fe-Ni

S 1,0

0,75

2,5



0,03

min.

4,0 250 3

Ni–Cl–A E 2,0

4,0

2,5



0,03

min.

2,5 250 3

NiFe–1

E, S, T

2,0

4,0

2,5

0,03

45 do

4,0 420 6

Stopiwa

żelazowo –

niklowe. NiFe-1 – do
spawania jednowarstwo-
wego. NiFe-2 – do spa-
wania wielo wielowar-
stwowego

żeliw sferoi-

dalnych i ci

ągliwych

czarnych. NiFe-Cl i Ni-
FeT3-Cl – do spawania i
napawania

żeliw o dużej

zawarto

ści fosforu. Ni-

Fe-Cl-A – podwy

ższona

odporno

ść na porowa-

ść napoin lecz obniżo-

na plastyczno

ść

NiFe–2

E, S, T

2,0

4,0

1,0

5,0

0,03 0,03

45 do

2,5 420 6

NiFe–Cl E 2,0

4,0

2,5



0,04

40 do

2,5 350 6

NiFeT3–Cl T 2,0

1,0

3,0

5,0



0,03

45 do

2,5 350 6

NiFe–Cl–A E 2,0

4,0

2,5



0,03

45 do

2,5 350 6

NiFeMn– Cl

E 2,0

1,0

10 do



0,03

35 do

2,5 405 12

Stopiwo Fe-Ni-Mn o
dobrej plastyczno

ści i

wysokiej wytrzyma

łości.

Spawanie

żeliw sferoi-

dalnych o wysokiej wy-
trzyma

łości

0,50 1,0

10 do



0,03

35 do

2,5 450 4

NiCu E,

1,7

1,0

2,5



0,04

50 do

reszta

300 10

Stopiwa niklowo – mie-
dziane (monelowe).
Spawanie wielowar-
stwowe odlewów o du-
żych przekrojach z żeli-
wa szarego, sferoidal-
nego i ci

ągliwego.

NiCu–A E,

0,35

0,55

0,75 2,3



0,025

50 do

35 do

300 15

NiCu–B E,

0,35

0,55

0,75 2,3



0,025

60 do

25 do

300 15

E, S, T

żdy inny uzgodniony skład chemiczny



 Wg danych i zaleceń

producenta

1. E – elektroda otulona; S – pr

ęt odlewany; T – drut proszkowy

2. Dla elektrod otulonych i drutu proszkowego jest to sk

ład chemiczny ich stopiw. Wartości poje-

dyncze oznaczaj

ą zawartość maksymalna jeśli nie określono inaczej.

3. W

łasności nie określono – spoiwa tylko do napawania.

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MI

ĘDZYNARODOWEGO

ŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

( I W E / I W T / I W S / I W P )

Żeliwa i staliwa

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

2.17

AW 16

Aby zapewni

ć prawidłowy przebieg procesu należy spełnić następujące warunki

i zalecenia.
Warunki podgrzewania odlewu przed spawaniem: bardzo wolno i równomiernie do tem-
peratury oko

ło 650



C; pr

ędkość podgrzewania około 100



C/h; w typowych piecach lub

specjalnych komorach; tylko ma

łe elementy można podgrzewać palnikami gazowymi.

Podczas spawania nale

ży: stosować spoiwo o stopiwie żeliwa; stosować topnik przy

spawaniu go

łymi pałeczkami żeliwnymi; kontrolować temperaturę odlewu; spawać bez

przerw aby odlew zbytnio nie ostyg

ł; gdy temperatura odlewu obniży się do około 600



przerwa

ć spawanie i dogrzać odlew; przy dużych odlewach zaangażować dwóch lub

ęcej spawaczy (spawanie na zmianę) ze względu na trudne warunki pracy; natych-

miast po zako

ńczeniu spawania włożyć odlew do nagrzanego (ok. 650



C) pieca.

Warunki stygni

ęcia odlewu po spawaniu: jeszcze bardziej wolno i równomiernie niż

przy podgrzewaniu do spawania; pr

ędkość stygnięcia do około 50



C/h; zawsze ra-

zem z piecem.
Charakterystyka spawania

żeliwa na gorąco:



uszkodzony odlew wymaga ca

łkowitego demontażu;



ża pracochłonność (wielogodzinne podgrzewanie i stygnięcie odlewu);



przy du

żych odlewach zapewnienie wymaganych warunków podgrzewania i sty-

gni

ęcia może okazać się bardzo trudne technicznie lub wręcz niemożliwe;



przy odlewach o z

łożonych kształtach mogą wystąpić odkształcenia i zmiany nie-

których wymiarów;



łe ryzyko ponownego pęknięcia odlewu;



tanie materia

ły dodatkowe do spawania;



dobre

łasności spoin (połączenia homogeniczne) i łatwe do obróbki mechanicznej;



bardzo trudne warunki pracy spawacza, ze wzgl

ędu na promieniowanie cieplne

nagrzanego odlewu.

Spawanie

żeliwa na zimno

Spawanie

żeliwa na zimno wykonuje się bez wstępnego podgrzewania i tylko

metodami

łukowymi. Przy tej metodzie spawania należy: spawać możliwie małą

energi

ą liniową łuku – stosować małe natężenia prądu; układać krótkie spoiny aby

odlew lokalnie nie nagrza

ł się powyżej (60



70)



C – ci

ągle kontrolować temperatu-

ę odlewu w miejscu spawania; długość jednego odcinka spoiny nie powinna prze-

kracza

ć (20



30) mm; pierwszy odcinek spoiny u

łożyć na środku pęknięcia, na-

ępne na obu końcach pęknięcia (przy wywierconych otworach) itd. na przemian

ż do wykonania całego ściegu; stosować szerokie ściegi zakosowe, które są ła-

twiejsze do przekuwania; przy spoinie wielowarstwowej, ka

żdą następną warstwę

wykonywa

ć odcinkami przesuniętymi np. o połowę długości odcinka, względem

warstwy poprzedniej; po u

łożeniu każdego odcinka spoiny, przerwać spawanie a

spoin

ę natychmiast lekko przekuwać; do przekuwania (młotkowania) stosować lekki

łotek, o masie do 0,75 kg, z zaokrągloną końcówka o promieniu (3



4) mm; pod-

czas przekuwania uderza

ć lekko młotkiem, poczynając od środka lica ściegu,

wzd

łuż całego odcinka, a kończąc na bokach ściegu; otwory wykonane na obu koń-

cach p

ęknięcia spawać na końcu, po wykonaniu całej spoiny; w przypadku gdy zu-

kosowane brzegi s

ą uzbrojone kołkami stalowymi należy najpierw pojedynczo przy-

spawa

ć kołki do ścianek rowka, a dopiero potem rozpocząć właściwe spawanie.

Charakterystyka spawania

żeliwa na zimno:



eliminacja pracoch

łonnego podgrzewania odlewu przy spawaniu na gorąco;



żliwość naprawy korpusu przy tylko częściowym demontażu urządzenia,

a niekiedy nawet bez demonta

żu;

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MI

ĘDZYNARODOWEGO

ŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

( I W E / I W T / I W S / I W P )

Żeliwa i staliwa

2.17

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

AW 17



istnieje ryzyko ponownego p

ęknięcia odlewu, nawet przy stosunkowo niewielkich

uchybieniach w technologii spawania;



stosunkowo drogie materia

ły dodatkowe, zwłaszcza spoiwa niklowe;



praca spawacza

żmudna ale warunki pracy znacznie korzystniejsze niż przy

spawaniu na gor

ąco.



kolor spoin znacznie ró

żniący się od materiału rodzimego;

Lutospawanie

żeliwa

Proces ten polega na wykonywaniu po

łączenia spoiwem na osnowie miedzi

o temperaturze topnienia (ok. 900



1100



C) zawsze ni

ższej od temperatury topnie-

nia

żeliwa, z zastosowaniem nagrzewania palnikiem tlenowo – acetylenowym i tech-

niki wykonywania po

łączenia jak przy spawaniu gazowym lub spawaniu łukowym

(MAG, TIG). Podczas lutospawania

żeliwo nie ulega nadtopieniu (spoiwo zwilża

ścianki rowka), a zatem nie występuje zagrożenie tworzenia się twardej i kruchej
warstwy zabielonej.

Do lutospawania gazowego stosuje si

ę spoiwa mosiężne, niekiedy z dodat-

kiem krzemu, niklu, manganu, srebra itp. oraz topniki typu boraksowego – jak do lu-
towania twardego stali niestopowych spoiwami mosi

ężnymi. Do lutospawania łuko-

wego stosuje si

ę spoiwa brązowe np. typu Cu-Si. Aby zapewnić właściwe zwilżenie

przez spoiwo mo

że okazać się potrzebne usunięcie grafitu z powierzchni rowka spa-

walniczego poprzez np.: wypalenie p

łomieniem utleniającym i następnie oczyszcze-

nie powierzchni szczotk

ą stalową, piaskowanie i oczyszczenie powierzchni, wytra-

wienie chemiczne i oczyszczenie z resztek

środka trawiącego.

Charakterystyka procesu:



prosty technicznie i stosunkowo tani sposób naprawy odlewu;



niska temperatura procesu –

żeliwo nie ulega nadtopieniu;



brak zagro

żeń charakterystycznych dla spawania żeliwa na zimno;



żliwość naprawy uszkodzeń odlewów nie narażonych na duże obciążenia

podczas eksploatacji;



żliwość łączenia odlewów żeliwnych z innymi zwłaszcza trudno spawalnymi

materia

łami;



stosunkowo niska wytrzyma

łość lecz dobra szczelność połączeń;



potrzeba lokalnego nagrzania do temperatury zwil

żania, zwłaszcza przy lutospa-

waniu gazowym, ogranicza zastosowanie do naprawy odlewów o niezbyt z

łożo-

nych kszta

łtach oraz niewielkiej masie;



łączenia bardzo łatwe do obróbki mechanicznej;



kolor po

łączeń znacznie różniący się od materiału rodzimego.

Spawanie staliwa

Do spawania staliw stosuje si

ę takie same metody, spoiwa i technologie spa-

wania jak przy spawaniu stali o podobnym sk

ładzie chemicznym. Przy spawaniu od-

lewów ze staliw niestopowych (w

ęglowych) konstrukcyjnych należy ocenić potrzebę

zastosowania podgrzewania wst

ępnego przed spawaniem oraz wyżarzania odpręża-

ącego po spawaniu, uwzględniając: wartość równoważnika węgla, grubość ścianek

oraz wymiary, kszta

łt i przeznaczenie odlewu.

W przypadku odlewów ze staliw stopowych (odporne na korozj

ę, żaroodporne,

odlewy ci

śnieniowe itp.) należy korzystać z wcześniej omówionych norm dotyczących

tych rodzajów staliw, które okre

ślają informacyjnie zalecane warunki spawania, jak

temperatur

ę wstępnego podgrzewania przed spawaniem, maksymalną temperaturę

ędzyściegową oraz rodzaj i warunki obróbki cieplnej po spawaniu.

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MI

ĘDZYNARODOWEGO

ŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

( I W E / I W T / I W S / I W P )

Żeliwa i staliwa

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

2.17

AW 18

LITERATURA



Dobrza

ński L.A.: Podstawy nauki o materiałach i metaloznawstwo. WNT,

Warszawa, 2002 r.



Klimpel A.: Spawanie, zgrzewanie i ci

ęcie metali - technologie. WNT, Warszawa,

1999 r.



Łomozik M.: Metaloznawstwo i spawalność metali. Instytut Spawalnictwa, Gliwice
1997 r.



Pilarczyk J., Pilarczyk J.: Spawanie i napawanie elektryczne metali. „

Śląsk” –

Katowice, 1996 r.



Poradnik in

żyniera. Spawalnictwo. Tom 1 i 2. WNT, Warszawa, 2003 i 2005.



Staub F. I inni: Metaloznawstwo.

Śląskie Wydawnictwo Techniczne, Katowice,

1994 r.

NORMY

Żeliwo
PN-EN ISO 945: 1999.

Żeliwo. Określanie cech wydzieleń grafitu.

PN-EN 1011-8:2006.

Spawanie. Wytyczne dotycz

ące spawania metali. Część 8.

Spawanie

żeliwa.

PN-EN ISO 1071:2005. Materia

ły dodatkowe do spawania. Elektrody otulone, druty,

ęty i druty proszkowe do spawania żeliwa.

PN-EN ISO 1560:2011. Odlewnictwo. System oznaczenia

żeliwa. Symbole i numery

materia

łu.

PN-EN 1561:2000.

Odlewnictwo.

Żeliwo szare.

PN-EN 1562:2000/A1:2006 (U)

Odlewnictwo.

Żeliwo ciągliwe.

PN-EN 1563:2000/A1:2004/A2:2006. Odlewnictwo.

Żeliwo sferoidalne.

PN-EN 1564:2000/A1:2006.

Odlewnictwo.

Żeliwo sferoidalne hartowne

z przemian

ą izotermiczną.

PN-EN 12513:2011.

Odlewnictwo.

Żeliwo odporne na ścieranie.

PN-EN 13835:2005/A1:2006 (U).

Odlewnictwo.

Żeliwo austenityczne.

Staliwo

PN-ISO 3755:1994. Staliwo w

ęglowe konstrukcyjne ogólnego przeznaczenia.

PN-EN 10213:2010. Warunki techniczne dostawy odlewów staliwnych do pracy

pod ci

śnieniem. Wymagania ogólne.

PN-EN 10283:2010. Odlewy ze staliwa odpornego na korozj

ę.

PN-EN 10295:2004. Odlewy ze staliwa

żaroodpornego.

Kwalifikowanie (uznanie) technologii spawania

PN-EN ISO 11970:2009.

Specyfikacja i uznanie procedur spawania produkcyj-
nego odlewów staliwnych.

ISO/TR 15608:2005(E).

Welding. Guidelines for a metallic materials grouping
system. (Spawanie. Wytyczne podzia

łu materiałów na

grupy).

Opracowanie Instytut Spawalnictwa - Gliwice.

Wszelkie prawa zastrze

żone. Powielanie lub rozpowszechnianie ca

ło

ści wzgl

ędnie

fragmentu w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób jest zabronione.

KURS MI

ĘDZYNARODOWEGO

ŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

( I W E / I W T / I W S / I W P )

Żeliwa i staliwa

2.17

Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

AW 19