9.04.21

Zakład Odlewnictwa ITMat
.PP

1

METALURGIA – 4B

METALURGIA – 4B

ŻELIWO

9.04.21

Zakład Odlewnictwa ITMat
.PP

2

WYKRES ŻELAZO-WĘGIEL

WYKRES ŻELAZO-WĘGIEL

9.04.21

Zakład Odlewnictwa ITMat
.PP

3

ŻELIWO

ŻELIWO



ŻELIWO – STOP ŻELAZA Z WĘGLEM I

INNYMI PIERWIASTKAMI O ZAWARTOŚCI
WĘGLA POWYŻEJ 2% PRZEZNACZONY DO
WYKONYWANIA ODLEWÓW KSZTAŁTOWYCH



ŻELIWO - STOP WIELOSKŁADNIKOWY
ŻELAZA Z WĘGLEM O TAKIM SKŁADZIE
CHEMICZNYM , KTÓRY ZAPEWNIA
KRZEPNIĘCIE W KOŃCOWYM ETAPIE FAZY
CIEKŁEJ W TEMPERATURZE EUTEKTYCZNEJ

9.04.21

Zakład Odlewnictwa ITMat
.PP

4

FORMY WYSTĘPOWANIA

FORMY WYSTĘPOWANIA

WĘGLA W ŻELIWIE

WĘGLA W ŻELIWIE



CEMENTYT – Fe

3

C



GRAFIT



WĘGIEL ŻARZENIA

9.04.21

Zakład Odlewnictwa ITMat
.PP

5

CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE

CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE

NA STRUKTURĘ ŻELIWA

NA STRUKTURĘ ŻELIWA

•

SKŁAD CHEMICZNY

• SZYBKOŚĆ STUDZENIA ODLEWU

9.04.21

Zakład Odlewnictwa ITMat
.PP

6

WPŁYW SZYBKOŚCI STUDZENIA

WPŁYW SZYBKOŚCI STUDZENIA

9.04.21

Zakład Odlewnictwa ITMat
.PP

7

WYKRES MAURERA

WYKRES MAURERA

9.04.21

Zakład Odlewnictwa ITMat
.PP

8

WYKRES GREINERA-KLINGENSTEINA

WYKRES GREINERA-KLINGENSTEINA

9.04.21

Zakład Odlewnictwa ITMat
.PP

9

KLASYFIKACJA

KLASYFIKACJA

( wg formy występowania

( wg formy występowania

węgla )

węgla )



ŻELIWO SZARE

– WĘGIEL W

POSTACI GRAFITU



ŻELIWO BIAŁE

– WĘGIEL W

POSTACI CEMENTYTU ( Fe

3

C )



ŻELIWO POŁOWICZNE ( PSTRE

)

– WĘGIEL JEDNOCZEŚNIE W

POSTACI GRAFITU I
CEMENTYTU

9.04.21

Zakład Odlewnictwa ITMat
.PP

10

Klasyfikacja wg PN

Klasyfikacja wg PN



żeliwo szare maszynowe,



żeliwo sferoidalne,



żeliwo ciągliwe,



żeliwo stopowe

9.04.21

Zakład Odlewnictwa ITMat
.PP

11

Żeliwo szare maszynowe

Żeliwo szare maszynowe



Dzieli się na gatunki zależnie od
R

m

(MPa)

GATUNEK R

m

, MPa R

g

, MPa E

o

minimum minimum

GPa

100

100

-

150

150

300 78

200

200

360 95

250

250

420 109

300

300

480 117

350

350

540 122

9.04.21

Zakład Odlewnictwa ITMat
.PP

12

Żeliwo szare maszynowe

Żeliwo szare maszynowe

-dobre właściwości odlewnicze ( dobra lejność,
mały skurcz )

- prosta technologia topienia,
- dobra skrawalność,
- dobra odporność na ścieranie i dobre
właściwości ślizgowe,

- naturalna zdolność do tłumienia drgań,
- odporność na działanie szeregu czynników
chemicznych (soda, ług sodowy, ług potasowy,
kwas siarkowy, kwas azotowy, woda,
ziemia )

- niskie koszty wytwarzania

9.04.21

Zakład Odlewnictwa ITMat
.PP

13

Zawartość eutektyczna

Zawartość eutektyczna

węgla

węgla

Zależy od zawartości :



Węgla



Krzemu



Manganu



Fosforu



Siarki

9.04.21

Zakład Odlewnictwa ITMat
.PP

14

Zawartość eutektyczna

Zawartość eutektyczna

węgla

węgla

Wzór do wyznaczenia zawartości

eutektycznej węgla :

C

eut

= 4,26 – 0.31[%Si] – 0.33[%P] –

0.40[%S] +

+ 0.027[%Mn]

9.04.21

Zakład Odlewnictwa ITMat
.PP

15

Stopień nasycenia

Stopień nasycenia

eutektycznego

eutektycznego

Wyrażony zależnością :

S

c

= 4.25 / C

eut

Gdy :
S

c

= 1 – żeliwo eutektyczne

S

c

< 1 – żeliwo podeutektyczne

S

c

> 1 – żeliwo nadeutektyczne

9.04.21

Zakład Odlewnictwa ITMat
.PP

16

ŻELIWO MODYFIKOWANE

ŻELIWO MODYFIKOWANE

Aby uzyskać R

m

 250 MPa należy

przeprowadzić zabieg modyfikacji

Żeliwo modyfikowane –

otrzymujemy poprzez zabieg
polegający na dodaniu do ciekłego
żeliwa specjalnych dodatków
zwanych modyfikatorami

9.04.21

Zakład Odlewnictwa ITMat
.PP

17

Efekt zabiegu modyfikacji

Efekt zabiegu modyfikacji



rozdrobnienie struktury



rozdrobnienie i zwiększenie ilości
wydzieleń grafitu

9.04.21

Zakład Odlewnictwa ITMat
.PP

18

MODYFIKATORY

MODYFIKATORY



Modyfikatory proste :

Ca, Al , C

grafit

, Ba, Sr



Modyfikatory złożone :

Fe-Si (75%) z dodatkiem do

2%Al i Ca , Ca-Si, Fe-Si-Mn-Zr

9.04.21

Zakład Odlewnictwa ITMat
.PP

19

SPOSÓB MODYFIKACJI

SPOSÓB MODYFIKACJI

Sposoby realizacji zabiegu modyfikacji :



Dozowanie modyfikatora na rynnie
podczas spustu ciekłego żeliwa z pieca
(zastosowanie różnego typu dozowników ),



Modyfikacja prętowa,



Modyfikacja w zbiorniku układu
wlewowego,



Metoda przewodu elastycznego,



Metoda modyfikacji w formie „ in mould ”

9.04.21

Zakład Odlewnictwa ITMat
.PP

20

DOZOWNIKI

DOZOWNIKI

9.04.21

Zakład Odlewnictwa ITMat
.PP

21

DOZOWNIKI

DOZOWNIKI

9.04.21

Zakład Odlewnictwa ITMat
.PP

22

Metoda prętowa

Metoda prętowa

9.04.21

Zakład Odlewnictwa ITMat
.PP

23

W zbiorniku formy

W zbiorniku formy

9.04.21

Zakład Odlewnictwa ITMat
.PP

24

W układzie wlewowym

W układzie wlewowym

9.04.21

Zakład Odlewnictwa ITMat
.PP

25

WYTAPIANIE ŻELIWA

WYTAPIANIE ŻELIWA

•

Wytapianie w żeliwiakach ,

•

Wytapianie w piecach
elektrycznych indukcyjnych,

•

Wytapianie w piecach
elektrycznych łukowych

9.04.21

Zakład Odlewnictwa ITMat
.PP

26

Żeliwiak

Żeliwiak

9.04.21

Zakład Odlewnictwa ITMat
.PP

27

ŻELIWIAK ZE ZBIORNIKIEM

ŻELIWIAK ZE ZBIORNIKIEM

9.04.21

Zakład Odlewnictwa ITMat
.PP

28

Materiały wsadowe

Materiały wsadowe

metalowe

metalowe

•

Surówka odlewnicza,

•

Złom handlowy żeliwny,

•

Złom handlowy stalowy,

•

Złom własny ( obiegowy ) żeliwny,

•

Złom własny ( obiegowy )
staliwny lub stalowy

9.04.21

Zakład Odlewnictwa ITMat
.PP

29

Paliwo w procesie żeliwiakowym

Paliwo w procesie żeliwiakowym

Koks odlewniczy zwykły lub formowany

o odpowiedniej granulacji, zawartości

popiołu i siarki

Zawartość siarki w koksie – 0.7 – 1,0 % S

Zużycie koksu ( rozchód koksu ) – 12-

14kg na 100 kg wsadu metalowego

9.04.21

Zakład Odlewnictwa ITMat
.PP

30

Materiały żużlotwórcze

Materiały żużlotwórcze

Podstawowym materiałem żużlotwórczym

stosowanym w procesie żeliwiakowym jest kamień
wapienny ( CaCO

3

) odpowiedniej granulacji.

Funkcja żużla :

-

magazynuje produkty reakcji chemicznych
zachodzących podczas procesu topienia,

-

magazynuje produkty pozostałe po procesie
spalania koksu (popiół )

Masa materiałów żużlotwórczych – 30-40% masy

koksu

9.04.21

Zakład Odlewnictwa ITMat
.PP

31

Wady procesu

Wady procesu

żeliwiakowego

żeliwiakowego



niska temperatura ciekłego żeliwa na
rynnie spustowej,



trudna płynna regulacja składu
chemicznego żeliwa,



emisja niekorzystnych gazów i pyłów do
otaczającego środowiska ,



krótki czas pracy między kolejnymi
remontami bieżącymi pieca ( ciągła
praca przez 8 – 10 godz. )

9.04.21

Zakład Odlewnictwa ITMat
.PP

32

Piece elektryczne

Piece elektryczne