14. wpływ grafitu na właściwości żeliwa

Grafit jako faza niemetaliczna wpływa osłabiająco na metal, gdyż sam ma małą wytrzymałość i twardość. Płatki grafitu wytwarzają w osno­wie metalicznej nieciągłości o ostrych krawędziach, które działają jak karb, a więc zwiększają skłonność do kruchego pękania. Stąd wytrzyma­łość na rozciąganie, udarność i ciągliwość żeliw są znacznie mniejsze niż stali o strukturze analogicznej jak osnowa żeliwa.

Oczywiście znaczny wpływ na własności żeliwa mają postać i dys­persja grafitu. Im większy jest udział grafitu i im grubsze są płatki, tym niższa jest wytrzymałość i ciągliwość żeliwa. Na dyspersję grafitu można wpływać przez tzw. modyfikację. Polega ona na wprowadzeniu do cie­kłego żeliwa tuż przed odlewaniem (do kadzi lub rynny spustowej) mo­dyfikatora, którym najczęściej jest sproszkowany żelazo-krzem. Operacja taka pozwala na znaczne rozdrobnienie grafitu płatkowego, a tym samym wzrost wytrzymałości do R_m = 450 MPa

Klasyfikacja grafitu, , uwzględnia trzy c e c h y m o r f o- l o g i c z n e grafitu: wielkość, kształt i rozmieszczenie. Pod względem k s z t a ł t u grafit dzieli się na 9 klas, np. płatkowy (pro­sty, zwichrzony lub iglasty), gwiazdkowy, krętkowy, postrzępiony, zwarty lub kulkowy. Ze względu na w i e 1 k o ś ć rozróżnia się 8 klas, przy czym podstawą do zaliczenia żeliwa do odpowiedniej klasy jest długość lub śred­nica wydzieleń grafitu w μm. Do najniższej klasy zalicza się grafit mniej­szy od 15 μm, a do najwyższej - większy od 1000 μm.

R o z m i e s z c z e n i e grafitu jest podstawą do zaliczenia żeliwa do jednej z siedmiu klas. Rozróżnia się rozmieszczenie równomierne, nie­równomierne, gałązkowe, siatkowe, rozetkowe lub międzydendrytyczne. Szczególnie niekorzystne są wydzielenia grubopłytkowego grafitu nad­eutektycznego, natomiast bardzo drobny grafit eutektyczny o charakte­rze płatkowym i równomiernym rozłożeniu w osnowie jest pożądany.

Niekorzystne jest również nierównomierne rozłożenie grafitu, np, mię­dzydendrytyczne, gdzie grafit jest rozłożony pomiędzy dendrytycznymi ziarnami ferrytu.

Szczególnie pożądanym kształtem grafitu jest grafit kulkowy (sferoi­dalny), który występuje w żeliwach wysoko jakościowych.

Proponuje również abyście się zapoznali ze slajdem nr 46 z tej części 2 z matali

34.Odlewnicze stopy aluminium. Rodzaje stopowe, dodatki, właściwości

Stopy aluminium - tworzywa metaliczne otrzymane przez stopienie aluminium z jednym lub większą liczbą metali (bądź z niemetalami), celowo wytworzone dla uzyskania żądanych własności.

Do odlewniczych zaliczamy stopy przeważnie wieloskładnikowe o większej zawartości pierwiastków stopowych (5 - 25%), np. z krzemem (silumin); z krzemem i magnezem, z krzemem, miedzią, magnezem i manganem, z krzemem, miedzią, niklem, magnezem i manganem i inne. Cechują się one dobrą lejnością i małym skurczem.

Dużą grupę odlewniczych stopów aluminium stanowią stopy aluminium z krzemem. Stopy te, o składzie najczęściej zbliżonym do eutektycznego ,mogą zawierać do 30% Si nazywamy silumi-nami.

W skład stopów technicznych mogą wchodzić takie składniki stopowe, jak: Cu, Mg, Ni, Mn i Ti.

Siluminy cechują doskonałe właściwości odlewnicze: mały skurcz, rzadko − płynność, mały współczynnik rozszerzalności cieplnej oraz mała skłonność do pękania. W stopach tych często pojawia się jednak charakterystyczna struktura pierwotnych kryształów krzemu wychodzących wiązkowo (gwiaździście) od centrum krystalizacji. Obecność w stopie wolnego krzemu oraz gruboziarnistej eutektyki prowadzi do bardzo wyraźnego spadku właściwości mechanicznych. Tej niekorzystnej strukturze przeciwdziała się poprzez modyfikację prowadzącą do zwiększenia dyspersji krzemu. Polega ona na wprowadzeniu do ciekłego stopu dodatków zwanych modyfikatorami albo też przez szybkie ochłodzenie stopu.

Siluminy podeutektyczne i eutektyczne modyfikuje się sodem w postaci fluorku sodowego NaF w mieszaninie z NaCl i KCl. Slimuminy nadeutektyczne modyfikuje się fosforem

Siluminy podeutektyczne i eutektyczne charakteryzują się w stosunku do siluminów nadeutek-tycznych wyższymi właściwościami wytrzymałościowymi, większym wydłużeniem, jak również łatwiejszym procesem ich przetapiania i modyfikacji. Charakteryzują się dobrą lejnością, doskona-łym wypełnieniem formy, małym skurczem podczas krzepnięcia oraz skoncentrowana jamą usado-wą. W miarę zmniejszania się zawartości Si i równoczesnego wzrostu zakresu temperatur krzepnię-cia, w siluminach podeutektycznych uwidacznia się skłonność do powstania porowatości skurczo-wej oraz zmniejszenie lejności stopu.

Dodatkowo może ktos chce dopisac zastosowanie:

Siluminy eutektyczne i nadeutektyczne wykazujące znaczną żarowytrzymałość są stosowane na wysoko obciążone tłoki silników spalinowych. Ze stopów podeutektycznych wytwarza się silnie obciążone elementy dla przemysłu okrętowego i elektrycznego, pracujące w podwyższonej temperaturze i w wodzie morskiej.

Wieloskładnikowe stopy Al z Si są stosowane m.in. na głowice silników spalinowych oraz inne odlewy w przemyśle maszynowym.

---