2000-05-23

Metaloznawstwo laboratorium

Temat : ŻELIWA

1) Żeliwa są to stopy zawierające na ogół 2% węgla. Żeliwa otrzymuje się przez przetopienie surówek w piecach-żeliwiakach. Jako wsad do żeliwiaka stosuje się surówki odlewnicze, koks, złom żeliwny, złom stalowy i topniki, jak wapniak lub dolomit. Żeliwa otrzymywane drogą odlewniczą można ogólnie podzielić na kilka gatunków, które różnią się postacią jaką występuje w nich węgiel.

1. Żeliwo białe jest to Żeliwo w, którym cały węgiel występuje w połączeniu z żelazem w postaci cementytu-Fe₃C.

2. Żeliwo szare jest to żeliwo w, którym cały węgiel, lub prawie cały występuje w postaci wolnej-grafitu.

3. 
   Żeliwo połowiczne jest to żeliwo, w którym węgiel występuje zarówno w postaci grafitu jak i cementytu.

Ledeburyt- jest to mieszanina eutektyczna austenitu i cementytu, krzepnąca z ciekłego roztworu o zawartości węgla równej 4,3%. Taką temperaturę ma ledeburyt do temperatury A₁, w której austenit ledeburytu przemienia się w perlit.

Przemiana eutektyczna-zachodzi w temperaturze 1148 stopni C w jej wyniku z roztworu ciekłego o zawartości 4,30%C powstaje drobnoziarnista mieszanina austenitu oraz cementytu.

Ćwiczenie nasze polegało na zapoznaniu się z budową oraz ze strukturą wewnętrzną żeliw. W tym celu otrzymaliśmy do zbadania trzy próbki oraz karty z opisem ich struktury wewnętrznej.

Pierwsza próbka to żeliwo sferoidalne ferrytyczne.

Zawartość innych pierwiastków:

Struktura próbki przy powiększeniu 200x:

C-3,6%

Si-1,8%

Mn-0,6%

P-0,15%

S-0,04%

Jak widać, osnowa metaliczna żeliwa szarego podobna jest do stali, z tym że w żeliwie szarym występują ponadto wtrącenia grafitu ( na rysunku widać grafit kulkowy na tle ferrytu ), co powoduje różnicę we właściwościach pomiędzy tymi tworzywami. Grafit jest niemetalicznym składnikiem strukturalnym żeliwa, powodującym nieciągliwość osnowy metalicznej, dlatego też wpływ na jego właściwości jest zdecydowanie ujemny. Wytrzymałość żeliwa szarego jest niższa niż stali, a ponadto żeliwo jest kruche, w zasadzie pozbawione plastyczności. Próbkę trawiono nitalem.

Druga próbka to surówka podeutektyczna.

Zawartość innych pierwiastków: Struktura próbki przy powiększeniu 300x:

C-3,2%

Si-3,2%

Mn-0,8%

P-0,25%

S-0,02%

Surówki białe podeutektyczne zawierają od 2,114,3% węgla. Surówki te krzepną zgodnie z układem Fe-Fe₃C, w zakresie temperatur 1148C727C zbudowane są z dendrytów austenitu z cementytem wtórnym na tle ledeburytu, a poniżej 727C z perlitu, cementytu wtórnego i z ledeburytu przemienionego ( na rysunku widać ciemne kryształy perlitu z wydzielonym cementytem drugorzędowym na tle ledeburytu przemienionego ). Próbkę trawiono nitalem.

Surówki są bezpośrednim produktem wielkiego pieca, natomiast żeliwa otrzymuje się po przetopieniu surówki w piecach odlewniczych. Co do struktury, nie ma różnicy pomiędzy surówkami i żeliwami, toteż to wszystko, co dotyczy surówek białych i szarych, dotyczy również odpowiednich gatunków żeliwa.

Trzecia próbka to surówka nadeutektyczna.

Zawartość innych pierwiastków: Struktura próbki przy powiększeniu 300x:

C-5,1%

Si-3,71%

Mn-0,9%

P-0,25%

S-0,02%

Surówki białe nadeutektyczne zawierają od 4,36,67% węgla. Surówki te krzepną zgodnie z układem Fe-Fe₃C, w zakresie temperatur 1148C727C składają się z ledeburytu i cementytu pierwotnego, a poniżej 727C z cementytu pierwotnego i ledeburytu przemienionego ( na rysunku widać jasne igły cementytu pierwszorzędowego na tle przemienionego ledeburytu ). Próbkę trawiono nitalem. Z uwagi na dużą ilość cementytu surówki białe są bardzo twarde, kruche i praktycznie nieskrawalne. Również i właściwości odlewnicze surówek białych są złe, dlatego są one stosowane głównie do dalszego przerobu na stal. Nie stosuje się odlewów z żeliwa białego do wytwarzania części konstrukcyjnych. Wyjątek stanowi żeliwo ciągliwe, które otrzymuje się przez obróbkę cieplną odlewów z żeliwa białego.

---