Piotr Głowik	Materiały Konstrukcyjne	20.03.2015r.
Grupa LP4	Żeliwa Szare

Żeliwo szare – żeliwo, w którym węgiel występuje w postaci grafitu. Nazwa jego pochodzi od faktu, iż jego przełom ma szary kolor. Uznawane za żeliwo wyższej jakości, jest bardziej ciągliwe, łatwiej obrabialne, charakteryzuje się dobrą lejnością i posiada mniejszy skurcz odlewniczy – (rzędu 1,0%), niż żeliwo białe. Wytwarza się z niego odlewy korpusów, obudów, bloków pomp, sprężarek i silników.

Żeliwo szare dzieli się na:

• szare zwykłe (zawiera grafit płatkowy różnej wielkości)

• żeliwo sferoidalne – zawiera grafit sferoidalny

• żeliwo modyfikowane – zawiera drobny grafit płatkowy

• żeliwo wermikularne

Żeliwo sferoidalne – stop żelaza z węglem z grupy żeliw, powstający w wyniku krzepnięcia stopionego wsadu z wydzieleniami węgla o kształcie zbliżonym do kuli. Jest znane od roku 1949. Uzyskuje się je w wyniku sferoidyzowania i następnie modyfikowania ciekłego stopu o małej zawartości siarki, które bez dodatków dałoby żeliwo szare. Jako sferoidyzatorów używa się cer lub stopy żelazo-krzem-magnez, natomiast do modyfikacji wykorzystuje się żelazokrzem. W wyniku tego zabiegu grafit występuje w tych żeliwach w postaci kulistej. Skupienia te mogą występować w osnowie perlitu, ferrytu lub mieszanej, ferrytyczno-perlitycznej. Ma dobre własności wytrzymałościowe i ślizgowe. Może ulegać odkształceniu bez uszkodzeń, jest odporne na ściskanie i zginanie oraz na wysokie ciśnienia. Znalazło zastosowanie do wyrobu wałów korbowych, pierścieni tłoków, łożysk, kół zębatych, elementów obrabiarek, maszyn rolniczych, hydraulicznych, turbin wodnych i in.

Żeliwo modyfikowane – żeliwo szare uzyskane przez dodanie, tuż przed zalaniem formy, pewnej niewielkiej ilości (zwykle ok. 0,3–0,5%) sproszkowanego modyfikatora. Najczęściej jest to żelazokrzem, stosuje się też żelazowapniokrzem (stop żelazokrzemu z wapniem) oraz modyfikatory złożone, zawierające szereg innych pierwiastków^[1]. Działanie ich polega na zwiększeniu liczby ośrodków krystalizacji, co wpływa na podniesienie drobnoziarnistości żeliwa oraz poprawienie jego właściwości odlewniczych i wytrzymałościowych.

Żeliwo wermikularne – żeliwo szare, w którym grafit ma morfologię grafitu wermikularnego (krętkowego), tj. pośrednią między grafitem płatkowym, a grafitem sferoidalnym. Żeliwo wermikularne stosuje się głównie do produkcji bloków silnika dla samochodów wyższej klasy

Część praktyczna:

Próbka nr. 1

• Nazwa żeliwa: żeliwo szare zwykłe z grafitem

• Grafit postrzępiony

• Zgład trawiony

• Wyróżniono ferryt wymieszany z grafitem

• Ferryt – ziarna równoosiowe w miarę równej wielkości, rozmieszczony przypadkowo

• Żeliwo ciągliwe, ferryt (biały, widoczne granice ziaren)

Próbka nr. 2

• Powiększenie x100

• Żeliwo szare z grafitem

• Grafit płatkowy zwichrzony

• Zgład trawiony

• Wyróżniono strukturę ferrytyczno-perlityczną

• Ferryt, zawartość 20%, ziarna skupione w grupy, małej wielkości, ziarna nierównoosiowe

• Perlit – zawartość 80%, ziarna skupione w grupach, średniej wiekości

• Ferryt i Perlit stykają się ze sobą w grupach

Próbka nr. 3

• Powiększenie x100

• Nazwa żeliwa: żeliwo sferoidalne

• Grafit kulkowy regularny sferoidalny

• Zgład trawiony

• Wyróżniono strukturę ferrytyczno-perlityczną

• Ferryt, zawartość 10%, ziarna skupione w grupy, nierównoosiowe

• Perlit – zawartość 90%, tworzy powierzchnię perlityczną, nie widać granicy ziaren

• Ferryt jest rzucony w grupach na powierzchni perlitu

Próbka nr. 4

• Powiększenie x100

• Grafit płatkowy

• Żeliwo szare z grafitem

• Próbka trawiona

• Żeliwo ferrytyczno-perlityczne

• Ferryt powyżej 90% zawartości, ziarna podobnej do siebie wielkości, w większości równoosiowe, widoczne granice ziaren

• Perlit do 10 % zawartości, niewidoczne granice ziaren

• Powierzchnie perlitu nałożone na powierzchnie ferrytu

• Perlit rozrzucony punktowo – przypadkowo na obrazie

Próbka nr. 5

• Powiększenie x100

• Grafit sferoidalny

• Żeliwo szare z grafitem

• Próbka trawiona

• Widać wyraźne granice ziaren ferrytu, które zajmują 100% obrazu. Ziarna są małe i średnie, przypominające kształtem wieloboki.

Próbka nr. 6

• Powiększenie x100

• Grafit płatkowy, rozmieszczony równomiernie

• Próbka nietrawiona, nie ujawniono osnowy

Próbka nr. 7

• Powiększenie x100

• Grafit pasemkowy (szary)

• Żeliwo perlityczne z grafitem

• Perlit zajmuje 100% obrazu, widoczne jego granice ziaren, na których leży grafit, ziarna o bardzo nieregularnym kształcie.

Analiza:

Przebadaliśmy 7 próbek, 6 z nich były to próbki trawione, jedna była nietrawiona. W każdej z próbek występował grafit pod różnymi postaciami, m.in. sferoidalny, płatkowy. Próbki miały różną zawartość perlitu i ferrytu. Od próbek, które miały 100% ferrytu, doszliśmy do próbek, które miały 100% perlitu. Próbka nietrawiona nie wykazała osnowy metalicznej.

Wnioski:

Każda z próbek żeliwa szarego posiada w sobie grafit. Jest on w różnych postaciach, jest nieodłącznym elementem żeliw szarych. Próbki trawione wykazują osnowę metaliczną, czyli wyróżnione składniki strukturalne żeliw takie jak ferryt i perlit. W każdej próbce można było odczytać inną wewnętrzną strukturę, jednak każda z próbek trawionych posiadała strukturę ferrytyczno-perlityczną oraz grafit w różnej postaci.