18.05.2016 SiMR, 12:15
Sprawozdanie
Badania mikroskopowe żeliw białych, szarych
i ciągliwych.
1. Cel ćwiczenia
Zapoznanie z typowymi strukturami żeliw białych, szarych i ciągliwych. Ocenienie struktury
według normy. Powiązanie struktury żeliw z ich właściwościami. Zapoznanie z
podstawowymi zabiegami cieplnymi mającymi na celu otrzymanie żądanych struktur.
2. Wstęp teoretyczny
Żeliwo jest to techniczny stop żelaza z węglem oraz innymi pierwiastkami. Zawiera powyżej
2% węgla, zazwyczaj jest to przedział od 2,5% do 4,5%. Dodatkami mogą być krzem,
mangan, fosfor i siarka.
Żeliwa ciągliwe uzyskiwane jest przez odpowiednią obróbką cieplną żeliwa białego. Żeliwa
ciągliwe ze względu na sposób prowadzenia wyżarzania grafityzującego, w którym się je
otrzymuje dzielą się na:
" żeliwo ciągliwe białe
" żeliwo ciągliwe czarne
" żeliwo ciągliwe perlityczne
Żeliwa ciągliwe charakteryzują się wyższymi właściwościami wytrzymałościowymi w
porównaniu do żeliw białych i żeliw szarych posiadają np. większą wytrzymałość na
rozciąganie oraz wyższą twardość.
3. Ćwiczenie
1) Określenie struktury dla próbek C4  C10
C4  żeliwo ciągliwe czarne można to zaobserwować dzięki strukturze ferrytycznej z
śladowymi ilościami perlitu oraz charakterystycznym dla tego żeliwa węglu żarzenia
zgład został wytrawiony, ponieważ widoczne są na nim granice ziarn
C5  żeliwo szare sferoidalne zgład nie został wytrawiony granice ziarn nie są widoczne, na
próbce można zaobserwować sferoidalne wydzielenia grafitu
C6  żeliwo szare , zgład został wytrawiony ponieważ zaobserwowane zostały granice ziarn.
Próbka posiada strukturę perlityczno  ferrytyczną, a sferoidalne wydzielenia grafitu
otoczone są polami ferrytu.
C7  żeliwo szare, zgład został wytrawiony granice ziaren są widoczne, Próbka posiada
strukturę ferrytyczną oraz wydzielenia grafitu w formie grafitu płatkowego.
C8  żeliwo szare, zgład nie został wytrawiony na próbce nie można zaobserwować granic
ziarn, widoczne są natomiast wydzielenia grafitu płatkowego.
C9  żeliwo szare, zgład został wytrawiony ponieważ granice ziaren są widoczne, próbka
posiada strukturę perlityczną z wydzieleniami grafitu płatkowego oraz eutektyki fosforowej.
C10  żeliwo ciągliwe białe, zgład został wytrawiony próbka odbiega jednak od
charakterystycznej dla żeliwa ciągliwego białego struktury
2) Określenie zawartości węgla w próbkach C1, C2 i C3
C1  żeliwo białe podeutektyczne, jego składnikami są ledeburyt przemieniony, perlit w
postaci dendrytów oraz wydzielenia cementytu. Zawartość węgla w perlicie wynosi 0,8%,
ledeburycie - 4.3%, a cementycie 6,67%. Udział perlitu w żeliwie to ok. 70%, ledeburytu ok.
20%, a cementytu ok. 10%.
X[%C]= 0,2 x 4,3% + 0,65 x 0,8% + 0,15 x 6,67%=2.38%
C2  żeliwo białe podeutektyczne o mniejszym udziale perlitu- ok. 30%, a ledeburytu jest
ok. 70%.
X[%C]=0,3 x 0,8% + 0,7 x 4,3% = 3,25%
C3 - żeliwo nadeutektyczne białe, ledeburyt przemieniony i cementyt pierwotny w postaci
iglastej występują w proporcji ok. 60% ledeburytu i ok. 40% cementytu.
X[%C]=0,6 x 4.3% + 0,4 x 6,67% = 5,29%
3) Porównanie właściwości mechanicznych C5 i C8
Obie te próbki są żeliwami szarymi o podobnej zawartości węgla. Jednak różnią się strukturą
grafitu. W próbce C5 grafit jest sferoidalny, a w próbce C8 ma strukturę płatkową. Powoduje
to, że żeliwo z próbki C5 jest bardzo wytrzymałe oraz jest plastyczne. Żeliwo z próbki C8 za
to będzie bardzo dobrze tłumić drgania.
4) Obserwacja żeliwa po próbie klinowej
Próbka poddana próbie klinowej ma kształt wąskiego i długiego klina w celu zbadania
wpływu szybkości stygnięcia materiału na strukturę żeliwa. Do 1/5 wysokości próbki, licząc
od czubka próbki, dochodzi do przemiany żeliwa białego w żeliwo szare. Wynika to z
szybkości stygnięcia materiału. W wąskiej części próbki, doszło do szybszego oddawania
temperatury przez stygnący materiał i wynikiem czego powstało żeliwo białe. Natomiast w
części szerszej oddawanie ciepła przez ochładzające się żeliwo było spowolnione z powodu
szerszego przekroju klina co zaskutkowało powstaniem w tym miejscu żeliwa szarego.
4.Wnioski
W zależności od procesu wytwarzania żeliwa, składu chemicznego oraz jego ewentualnej
obróbki cieplnej uzyskiwane są żeliwa o różnych strukturach i właściwościach
mechanicznych. Podstawowym podziałem jest podział na żeliwa: białe, szare i ciągliwe.