ŻELIWO MODYFIKOWANE 

 

1.  Co to jest modyfikacja? 

Proces polegający na zmianie fizykochemicznego stanu ciekłego metalu, spowodowanej 
wprowadzeniu do żeliwa, o małej skłonności do zabieleń – na krótko przed jego odlaniem – 
niewielkich ilości substancji, zwanych modyfikatorami grafityzującymi. Substancje te 
zwiększają liczbę aktywnych zarodków grafitu i określają dzięki temu strukturę żeliwa oraz 
własności odlewu. 

Proces modyfikacji charakteryzują zjawiska: 

a)  Działanie modyfikatorów jest funkcją czasu, największy efekt obserwuje się w 

przypadku, gdy krystalizacja odlewu rozpoczyna się od 0 – 5 minut po 
zmodyfikowaniu, z upływem czasu efekt modyfikacji ulega osłabieniu, zanikając 
całkowicie po 10 – 50 minut, działanie to zależy od ilości i rodzaju modyfikatora oraz 
od warunków modyfikacji. 

b)  Działanie modyfikatorów przejawia się tym silniej, im większa jest zdolność do 

przechłodzenia żeliwa wyjściowego, im mniej zawiera ono aktywnych zarodków 
grafitu, efekty modyfikacji powiększają się, więc np. w miarę zmniejszenia się stopnia 
nasycenia eutektycznego Sc, w miarę podwyższania temperatury przegrzania. 

c)  Dla każdego układu warunków taki, jak np. skład chemiczny, rodzaj modyfikatora, 

temperatura przegrzania, istnieje optymalna ilość wprowadzonego modyfikatora, a 
przekroczenie jej nie zwiększa już w istotny sposób uzyskanych efektów. 

 

2.  Efekty modyfikacji. 
 

Oceny efektu modyfikacji można zebrać w 3 grupy. Za efekt modyfikacji można przyjąć: 

a)  Dowolne zmiany struktury i własności żeliwa, spowodowane różnymi zabiegami np. 

odsiarczanie, przegrzewanie, wprowadzenie dodatków stopowych czy 
sferiodyzujących. 

b)  Zmiany struktury i własności żeliwa, spowodowane wprowadzeniem do ciekłego 

metalu niewielkich ilości pierwiastków o różnym charakterze. 

c)  Zmiany struktury i własności żeliwa, spowodowane wprowadzaniem do ciekłego 

metalu, na krótko przed jego odlaniem, modyfikatorów. 

 
Kryterium oceny modyfikacji, zmiany: 
- własności mechanicznych, 
- charakterystyki grafitu i osnowy, 
- makroskopowego obrazu przełomu, 
- skłonności żeliwa do zabieleń. 
 
Efekt modyfikacji oceniany jest na podstawie: 

a)  Liczby kolonii eutektycznych, 
b)  Charakterystyki wydzieleni grafitowych, 
c)  Stopnia przechłodzenia podczas krystalizacji eutektyki, 
d)  Charakterystyki dendrytów austenitu. 
e)  Skłonności żeliwa do zabieleń, 
f)  Charakteru osnowy metalicznej 
g)  Własności mechanicznych. 

3.  Wpływ temperatury przegrzania i czasu wytrzymywania ciekłego żeliwa w 

podwyższonej temperaturze. 

 
Przegrzanie żeliwa lub przetrzymywanie go w podwyższonej temperaturze zmniejsza liczbę 
zarodków grafitu, powiększa stopień przechłodzenia i prędkość wzrostu eutektyki. Będziemy 
zatem obserwować większą skłonność żeliwa do zabieleń, mniejszą liczbę kolonii 
eutektycznych, większy stopień rozgałęzienie szkieletów grafitowych oraz tendencję do 
pojawienia się grafitu typu E i D.  

 

4.  Temperatura inwersji. 

Inaczej temperatura równowagi reakcji lub „temperatura tworzenia się błonki tlenków”. W 
temperaturze niższej od niej powstaje na powierzchni kąpieli błonka tlenków składająca się 
głównie z SiO

2

. Błona ta zanika w czasie przegrzania żeliwa powyżej temperatury inwersji. Ti 

podwyższa się ze zwiększeniem zawartości krzemu, a obniża ze zwiększeniem zawartości 
węgla w żeliwie. Aby zjawisko inwersji było zauważalne, temperatura rzeczywista powinna 
zostać podwyższona do temp. Tg („temperatura początku gotowania kąpieli”), przy której 
rozpoczyna się intensywny proces odtleniania żeliwa przez węgiel.  

(SiO

2

) + 2[C] = [Si] + 2[CO], 

[ ] – metal; ( ) - żużel 

5.  Teoria B. Luxa. 

Mechanizm modyfikacji żeliwa jest ściśle związany z mechanizmem zarodkowania i 
wzrostem eutektyki. Wg teorii B. Luxa, modyfikacja ciekłego żeliwa pierwiastkami II gr 
układu okresowego oraz Al powoduje powstawanie w kąpieli węglików o wiązaniach 
jonowych typu CaC

2

, BaC

2

, SrC

2

, Al

4

C

3

, które wskutek zbliżonych parametrów sieciowych z 

grafitem spełniają role zarodków grafitu.  

- jeśli żeliwo zawiera O

2

 lub S, to większe prawdopodobieństwo termodynamiczne wykazuje 

utworzenie się CaO i CaS niż CaC

2

. Wykazano, że modyfikowanie żeliwa czystym wapniem 

(0,1%) jest szczególnie skuteczne w przypadku żeliwa przegrzanego do 1550 

o

C (kąpiel 

wysoko przegrzana – odtleniona). 

MC

2 



 

Ca +2C= CaC

2 

6.  Od czego zależy struktura odlewu: 

 

7.  Klasyfikacja modyfikatorów: 

Wszystkie modyfikatory dzielimy na dwie grupy: 

a)  Proste – do tej grupy zaliczamy pierwiastki, które dają efekty modyfikacji, nawet 

wówczas gdy zostaną pojedynczo wprowadzone do ciekłego żeliwa; Ca, Al, Ba, Sr, 
Na, C (grafit). 

b)  Złożone – stopy modyfikatorów prostych z dodatkami różnych pierwiastków. 

Przedstawicielami tej grupy są: żelazostopy FeSi, FeSiMnZr, CaSi. 

 

8.  Gatunki żeliwa modyfikowanego: 



  EN – GJL 250 (liczba oznacza wytrzymałość na rozciąganie) 



  EN – GJL 300 



  EN – GJL 350 

9.   Dlaczego dodajemy FeSi. 

 
Stopy Fe – Si są najczęściej stosowanymi w praktyce modyfikatorami żeliwa, praktykowane 
ze względów ekonomicznych, łatwości nabycia i praktycznych: łatwość rozdrabniania na 
kawałki i ziarna o żądanych wymiarów, niska temperatura topnienia, dobra rozpuszczalność 
w ciekłym metalu.