Gazda Grzegorz	Metalurgia i odlewnictwo żeliwa	Data: 7.03.2011
Gr III	Temat: Klasyfikacja żeliwa	Ocena:

1. Co to jest żeliwo

Żeliwo to stop żelaza z węglem ( oraz Si, Mn, S, P ) a nieraz z dodatkami innych pierwiastków (Cr, Ni, V – żeliwo stopowe) krystalizujący z wydzieleniem eutektyki (grafitowej i węglikowej)

1. Podział żeliwa:

1. Ze względu na rodzaj wydzielenia węgla:

- żeliwo szare – grafit

- żeliwo białe – cementyt

- żeliwo połowiczne – grafit i cementyt

1. Ze względu na kształt wydzieleń węgla:

- płatkowy

- wernikularny

- sferoidalny ( kulkowy)

- węgiel żarzenia (kłaczkowy)

1. Ze względu na udział dodatków stopowych:

- niestopowe – 0%

- niskostopowe do 3%

- średniostopowe 3-9%

- wysokostopowe 9%>

Dodatki to m.in.: V, W Ti, Cr, Ni, Al., Cu

1. Ze względu na osnowę:

- żeliwo ferrytyczne

- żeliwo perlityczne

- żaliwo mieszane – początek nazwy w zależności której osnowy jest więcej.

- żeliwo ausferrytyczne

1. Ze względu na eutektyczność:

- podeutektyczne

- eutektyczne

- nadeutektyczne

1. Ze względu na dodatkowe zabiegi:

- żeliwo modyfikowane

- żeliwo sferoidalne

- żeliwo wernikularne

- żeliwo ADI

1. Od czego zależy mikrostruktura:

1. Składu chemicznego

2. Dodatkowych zabiegów

3. Stopnia przechłodzenia

4. Temperatury zalewania

1. Składniki strukturalne żeliwa:

1. Austenit – roztwór stały węgla w żelazie γ. Jest plastycznym paramagnetykiem. Maksymalna zawartość węgla 2,11% węgla, a jego temperatura jest większa, niż 710°C. Twardości ok. 200 HB, Rm= 700 [MPa], A₁₀ = 40-60%

2. Ferryt – roztwór stały, międzywęzłowy węgla w żelazie α. Właściwości podobne do czystego żelaza, zawartość węgla do 0,022% Ferryt wysokotemperaturowy żelazo δ do 0,09%. Twardość 80 HB, Rm= 300 [MPa], A₁₀ = 40%

3. Perlit – eutektoid o zawartości 0,77% węgla, Postaje w wyniku przemiany eutektoidalnej, która zachodzi w temp. 727^oC. jest zbudowany na przemian z płytek ferrytu i cementytu stosunku 7:1. Twardość 180- 220 HB, Rm= 700 [MPa], A₁₀ = 8%

4. Ledeburyt - mieszanina eutektyczną austenitu i cementytu. Powstaje z roztworu ciekłego o zawartości 4,3% węgla . Poniżej 727^oC występuje jako ledeburyt przemieniony. Twardość 450 HB

5. Cementyt – węglik żelaza (Fe₃C) o strukturze rombowej, zawiera 6,67% węgla. Twardość 700 HB

6. Grafit - odmiana alotropowa węgla o strukturze heksagonalnej. Twardość 20 HB

7. Eutektyka fosforowa - steadyt, składająca się z fosforku żelaza Fe₃P, cementytu i roztworu fosforu w ferrycie, występuje wewnątrz obszarów perlitu w postaci kropkowanych pól o charakte­rystycznych wklęsłych bokach lub przy większych zawartościach fosforu w postaci typowych gniazd eutektycznych. Wklęsły kształt steadytu jest wynikiem jego niskiej temperatury topnienia, wynoszącej 953 C.

1. Klasyfikacja żeliwa według polskiej normy

Pod mikroskopem zwracamy uwagę na dwie rzeczy:

1. Rodzaj grafitu

2. Rodzaj osnowy

1. Norma grafitu

PN-EN ISO 945 - 1:2009

Określamy grafit na próbce nietrawionej pow.100x

1. Kształt od I do VI (I – płatkowy , III - wernikularny, VI - sferoidalny)

2. Rozmieszczenie od A do E – określamy tylko dla kształtu I ( płatkowy)

3. Wielkość 1-8, malejąco –tylko do kształtu I oraz VI ( płatkowy, kulkowy)

1. Norma osnowy

PN – 75/H-04661

Osnowę określamy podczas obserwacji wytrawionego zgładu, trawić można:

1. Nitalem – najczęściej używany

2. Pintal sodowy – zaciemnia cementyt

3. Odczynnik Steada – ukazuje granice ziaren, wytrawia fosfor

4. Woda królewska - mieszanina stężonego kwasu solnego i azotowego w stosunku objętościowym 3:1. Ma bardzo silne własności utleniające, roztwarza złoto, platynę, pallad i inne metale szlachetne oraz inne odporne chemicznie metale (cyrkon, hafn, molibden). Odporne na jej działanie są rod, osm, wolfram i tantal oraz iryd i ruten do temperatury 100 °C.

Etapy identyfikacji :

1. Pow. 500x – określamy rodzaj osnowy

2. Pow. 100x – określamy ilość składników

3. Jeśli pojawia się perlit to znów dajemy na 500x i określamy dyspersje perlitu.

Identyfikacja zdjęć mikroskopowych dostarczonych przez prowadzącego.

1. Osnowa perlityczna + eutektyka fosforowa ( steadyt)

2. Osnowa perlityczno – ferrytyczna

3. Osnowa perlityczna eutektyka cementytowa ( ledeburyt)

4. Osnowa perlityczna – widać grafit płatkowy

5. Grafit IAY

6. ID 70% 6 + 30%8

7. IE5

8. IB4

9. 10% VI 6 + 90% III

10. 70% III + 30% VI 3

11. VI 5

12. VI 4

13. ID8

14. Osnowa perlityczna, widać grafit płatkowy

15. IC1

16. Osnowa perlityczno – ferrytyczna

17. 65% III 35% VI 5

18. Osnowa perlityczno ferrytyczna

19. IC3

20. ID5

Zdjęcia obejrzane na mikroskopie metalograficznym:

Próbka 1. Osnowa ferrytyczno – perlityczna ( widać grafit kulkowy)

Próbka 2. Odczynnik Stead’a – brak eutektyki fosforowej osnowa perlityczna, grafit płatkowy.

Próbka3 Żeliwo połowiczne. Osnowa perlityczna, ledeburyt, zauważyliśmy grafit płatkowy

Próbka 4. Żeliwo sferoidalne, nietrawione, ładnie widać grafit kulkowy.

Próbka 5. Osnowa ferrytyczna , widać grafit sferoidalny.

Próbka 6. Żeliwo Podeutektyczne, ferryt stopowy, wydzielenia węglików

Próbka 7. Żeliwo nadeutektyczna, ferryt stopowy, węgliki eutektyczne i pierwotne,

Próbka 8. Żeliwo eutektyczne, ferryt stopowy, węgliki wanadowe

Próbka 9. Żeliwo podeutektyczne, ferryt stopowy, węgliki wanadowe

Próbka 10. Żeliwo nadeutektyczne, ferryt stopowy, węgliki wanadowe