84 (147)

168 Adam Krajczyk, Stanisław Frydman

O właściwościach mechanicznych żeliwa decyduje zarówno osnowa, jak i wydzielenia grafitu. Wytrzymałość żeliwa zapewnia osnowa, gdyż wytrzymałość grafitu jest bardzo mała i praktycznie nic przenosi on obciążenia. W sąsiedztwie wydzieleń grafitu wytwarza się koncentracja naprężenia, co pogarsza właściwości wytrzymałościowe żeliwa. Wpływ ten zależy od wielkości, kształtu i rozmieszczenia wydzieleń grafitu.

Kształt wydzieleń grafitu jest uzależniony od procesu technologicznego wytwarzania żeliwa. Grafit może krystalizować z cieczy i wówczas ma kształt nazywamy płatkowym lub może powstawać w wyniku rozpadu cementytu w żeliwie białym, podczas wyżarzania grafityzującego. W tym drugim przypadku powstający grafit jest nazywany węglem żarzenia lub grafitem kłaczkowym (gdyż tworzy charakterystyczne postrzępione wydzielenia). W wyniku odpowiedniego zabiegu technologicznego, zwanego modyfikowaniem, możemy otrzymać żeliwo o rozdrobnionych wydzieleniach grafitu płatkowego lub doprowadzić do ich kulistego, dużo korzystniejszego, ze względu na właściwości mechaniczne, kształtu (dotyczy stosunku powierzchni do objętości).

Mimo że grafit pogarsza właściwości wytrzymałościowe żeliwa, to jednak jego obecność wywołuje pozytywne zjawiska:

•    zmniejsza skurcz odlewniczy,

•    polepsza skrawalność,

•    zwiększa właściwości ślizgowe,

•    sprzyja tłumieniu drgań,

•    zmniejsza wrażliwość na działanie karbów.

12.2. Podział żeliwa

Podział żeliwa jest trudny ze względu na dużą różnorodność. Samo zdefiniowanie żeliwa sprawia wiele kłopotów. Jak podano wcześniej, za żeliwo uznaje się stop żelaza z węglem o zawartości węgla przekraczającej 2,11%. Jednak w wielu przypadkach,; gdy występują jeszcze inne pierwiastki (żeliwo stopowe), ilość węgla może nie przekraczać 1%.

Biorąc pod uwagę różne czynniki, podział żeliwa można dokonać wieloma sposobami, przyjmując za kryterium:

•    skład chemiczny,

•    formę występowania węgla,

•    strukturę osnowy metalowej,

•    kształt wydzieleń grafitu.

r"

P

:

Badania mikroskopowe żeliwa 12.2.1. Podział zc względu na skład chemiczny

Uwzględniwszy skład chemiczny, możemy wyróżnić żeliwo niestopowe i stopowe. W żeliwie stopowym przez wprowadzenie do składu chemicznego pierwiastków stopowych można otrzymać inne struktury oraz uzyskać szczególne właściwości. W ćwiczeniu skupiono się na żeliwie niestopowym. Krótką charakterystykę żeliwa stopowego przedstawiono w rozdziale 10.

12.2.2. Podział ze względu na formę występowania węgla

Węgiel w żeliwie może występować w postaci wolnej, czyli w postaci grafitu, oraz w postaci związanej w związku FejC, czyli w cementycie.

W zależności od formy występowania węgla żeliwo dzieli się zatem na:

• żeliwo szare, w którym węgiel występuje zarówno w postaci związanej w osnowie metalowej, aż do stężenia eutektoidalnego, jak i wolnej, tworząc wydzielenia grafitu (rys. 12.1),

Rys. 12.1. 2e!iwo szare perlityczne, nicmodyfikowane. Na tle osnowy perlitycznej czarne ^yłki" grafitu płatkowego niemodyfikowanego Pow. 400x. traw. MilFc

•    żeliwo białe, w którym węgiel występuje tyko w postaci związanej, a w ich strukturze obecny jest ledeburyt przemieniony (rys. 12.2),

•    żeliwo połowiczne (nazywane też pstrym), w którym węgiel występuje zarówno w postaci wolnej (grafitu), jak i związanej (cementytu), a zawartość węgla, poza ilością występującą w postaci grafitu, przekracza stężenie eutektoidalne (rys. 12.3).