Instytut

Spawalnictwa

w Gliwicach

KURS MIĘDZYNARODOWEGO

INŻYNIERA / TECHNOLOGA / MISTRZA / INSTRUKTORA SPAWALNIKA

(IWE/IWT/IWS/IWP)

Żeliwa i staliwa

2.17

opracował:

mgr inż. Tadeusz Kuzio
dr inż. Maciej Różański

Nowelizacja materiału: 02. 2012 r.

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-

k

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-

j

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-

ci

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

3

C i Fe-C (patrz

temat 2.3) wynika,

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

mo

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

(w

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

po

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

IN

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

(w

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-

ne

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

IN

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-

st

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

1)

R

m

[MPa]

Przewidywana wytrzyma

łość na

rozci

ąganie w odlewie

2)

min. R

m

[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

1)

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

IN

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

si

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

cz

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

m

, 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

1)

Na podstawie twardo

ści

2)

Oznaczenie materia

łu R

m

MPa

min.

R

p0,2

MPa

min.

A

%

min.

Oznaczenie materia

łu Twardość

Brinella,

3)

HB

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

18

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

10

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

EN-GJS-500-7

EN-JS 1050 500 320

7

EN-GJS-HB 330

EN-JS-2090 270 do 360

EN-GJS-600-3 EN-JS

1060

600

370

3 2

–

ka

żdy pomiar twardości powinien być

przeprowadzony na odlewie lub na próbce w

EN-GJS-700-2 EN-JS

1070

700

420

2

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

mo

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

IN

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

m

MPa

min.

R

p0,2

MPa

min

A

%

min.

Twardo

ść

HB

Symbol Numer

EN-GJS-800-8 EN-JS

1100 800

500

8

260

 320

EN-GJS-1000-5 EN-JS

1110 1000

700

5

300

 360

EN-GJS-1200-2 EN-JS

1120 1200

850

2

340

 440

EN-GJS-1400-1 EN-JS

1130 1400

1100

1

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

ci

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

si

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

m

MPa

min.

A

%

min.

R

p0,2

MPa

min.

Twardo

ść

(informacyjnie)

HB

Symbol Numer

ŻELIWO CIĄGLIWE BIAŁE

EN-GJMW-350-4 EN-JM

1010

350

4



max. 230

EN-GJMW-400-5

EN-JM 1030

400

5

220

max. 220

EN-GJMW-450-7

EN-JM 1040

450

7

260

max. 220

EN-GJMW-550-4

EN-JM 1050

550

4

340

max. 250

ŻELIWO CIĄGLIWE CZARNE

EN-GJMB-350-10

EN-JM 1130

350

10

200

max. 150

EN-GJMB-450-6

EN-JM 1140

450

6

270

150 do 200

EN-GJMB-500-5

EN-JM 1150

500

5

300

165 do 215

EN-GJMB-600-3

EN-JM 1170

600

3

390

195 do 245

EN-GJMB-650-2

EN-JM 1180

650

2

430

210 do 260

EN-GJMB-700-2

EN-JM 1190

700

2

530

240 do 290

EN-GJMB-800-1

EN-JM 1200

800

1

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

IN

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

to

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

3

C(M=Fe, Cr) lub M

7

C

3

i M

3

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

z

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

max 0,8

1,5 do 3,0

3,0 do 5,5

520

EN-JN2039

3,0 do 3,6

max 0,8

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

Ni

max

Mo

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

IN

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

C

max.

Si Mn Ni Cr

P

max.

Cu

max.

Gatunki konstrukcyjne

P

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

a

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

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

a

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

71

Żeliwa szare o określonej wymaganej wytrzymałości na rozciąganie lub
twardo

ści HB

72

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

IN

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

73

Żeliwa ciągliwe

74

Żeliwa ciągliwe hartowane izotermicznie (ADI)

75

Żeliwa o strukturze austenitycznej

76

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

e

, R

m

) lecz malej

ą własności plastyczne (A

5

, 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).

Sk

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

e

[MPa];

 liczbę 400, która określa minimalną wytrzymałość na rozciąganie R

m

[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

IN

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

R

e

MPa

R

m

MPa

A

5

%

Z

%

KV

J

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

ę

Staliwa odporne na korozj

ę ze względu na skład chemiczny i strukturę dzielą

si

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

IN

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

z

aj

Oznaczenie Sk

ładniki

1)

stopowe [%, m/m]:

W

łasności

2)

mecha-

niczne (min.):

Symbol Numer

Cr

Mo

Ni

N

inne

Rp

0,2

MPa

Rm

MPa

A

%

KV

J

Gatun

k

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

k

i

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

do

14 50

0,12 do

0,22



210 440 20 50

Gatun

k

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

Cu

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

k

i aust

enityczno -

fer

ry

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

22

50

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

22

50

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

IN

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

z

aj

Oznaczenie Sk

ładniki

1)

stopowe [%, m/m]:

Max. tempe-

ratura eks-

ploatacji w

powietrzu

C

Symbol Numer

Cr Mo Ni

Nb

inne

Gatunk

i ferry

ty

c

z

n

e

i austenit

y

czn

o-ferryt

y

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

k

i

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

mi

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

IN

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,

sk

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)

C

0,25%; granica plastyczności R

p

275 MPa

C

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

p

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

p

360MPa

Granica plastyczno

ści R

p

>360MPa

C
C1
C2
C3

Staliwo niskostopowe (hartowane i odpuszczane)
Granica plastyczno

ści R

e

500MPa

Granica plastyczno

ści 500 MPa<R

e

700MPa

Granica plastyczno

ści R

e

>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

IN

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 –

sk

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:

[%]

15

5

6

Cu

Ni

V

Mo

Cr

Mn

C

C

eq















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

sk

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

IN

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.

Do

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-

n

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

Do

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

IN

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

ć

1)

Sk

ład chemiczny

2)

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

Charakterystyka

C Si Mn P S Ni Cu

Inne

FeC – 1

E, R

3,0

do

3,6

2,0

do

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

do

3,6

2,0

do

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

do

5,0

2,5

do

9,5

1,0 0,20

0,04







FeC – 4

R

3,2

do

3,5

2,7

do

3,0

0,60

do

0,75

0,50

do

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

R

3,0

do

4,0

2,0

do

2,5

0,50

do

0,70

0,20

do

0,40

0,10

1,2

do

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 –

GF

E, T

3,0

do

4,0

2,0

do

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

R

3,2

do

4,0

3,2

do

3,8

0,10

do

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

do

3,5

1,5

do

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

Z

R, E, T

Ka

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

IN

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-

wa

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

ć

1)

Sk

ład chemiczny

2)

[%, m/m]:

W

łasności

stopiwa min.

Charakterystyka

C Si Mn P S Ni Cu

R

m

[MPa]

A

5

[%]

Fe–1

E, S, T

2,0

1,5

0,5

do

1,5

0,04 0,04







3)



3)

Stopiwa stalowe. Na-
prawa ma

łych ubytków i

drobnych p

ęknięć po-

przez napawanie jed-
nowarstwowe.

St

E, S, T

0,15

1,0

0,80

0,04

0,04



0,35



3)



3)

Fe–2 E,

T

0,2

1,5

0,3

do

1,5

0,04 0,04





440 8

Ni–Cl

E 2,0

4,0

2,5



0,03

min.

85

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.

90

4,0 250 3

Ni–Cl–A E 2,0

4,0

2,5



0,03

min.

85

2,5 250 3

NiFe–1

E, S, T

2,0

4,0

2,5

0,03

0,03

45 do

75

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-

to

ść napoin lecz obniżo-

na plastyczno

ść

NiFe–2

E, S, T

2,0

4,0

1,0

do

5,0

0,03 0,03

45 do

60

2,5 420 6

NiFe–Cl E 2,0

4,0

2,5



0,04

40 do

60

2,5 350 6

NiFeT3–Cl T 2,0

1,0

3,0

do

5,0



0,03

45 do

60

2,5 350 6

NiFe–Cl–A E 2,0

4,0

2,5



0,03

45 do

60

2,5 350 6

NiFeMn– Cl

E 2,0

1,0

10 do

14



0,03

35 do

45

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

S

0,50 1,0

10 do

14



0,03

35 do

45

2,5 450 4

NiCu E,

S

1,7

1,0

2,5



0,04

50 do

75

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,

S

0,35

do

0,55

0,75 2,3



0,025

50 do

60

35 do

45

300 15

NiCu–B E,

S

0,35

do

0,55

0,75 2,3



0,025

60 do

70

25 do

35

300 15

Z

E, S, T

Ka

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

IN

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



C,

przerwa

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

wi

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;



du

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;



ma

łe ryzyko ponownego pęknięcia odlewu;



tanie materia

ły dodatkowe do spawania;



dobre

w

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-

r

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-

st

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

a

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

m

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;



mo

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

IN

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;



mo

żliwość naprawy uszkodzeń odlewów nie narażonych na duże obciążenia

podczas eksploatacji;



mo

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;



po

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-

j

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

mi

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

IN

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,

pr

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

IN

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

PN-EN ISO 15609-1:2007. Specyfikacja i kwalifikowanie technologii spawania me-

tali. Instrukcja technologiczna spawania. Cz

ęść 1: Spa-

wanie

łukowe.

PN-EN ISO 15609-2:2005. Specyfikacja i kwalifikowanie technologii spawania me-

tali. Instrukcja technologiczna spawania. Cz

ęść 2: Spa-

wanie gazowe.

PN EN-ISO 15614-3:2009. Specyfikacja i kwalifikowanie technologii spawania me-

tali. Badanie technologii spawania. Cz

ęść 3: Spawanie

żeliw niestopowych i niskostopowych.

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

IN

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 20