89 (132)

178

te-

Adam Krąjczyk, Stanisław Frydman

j bardzo dużą twardością (około 500 HB). Pojawia sę ona w strukturze żeliwa już od zawartości 0,1% P w postaci pojedynczych wydzieleń, a począwszy od zawartości 0,7% P, w wyniku dużej skłonności do segregacji tworzy ciągłą siatkę. Jej obecność polepsza lejność i odporność na ścieranie żeliwa. Zalecana zawartość fosforu w odlewach cienkościenny wynosi od 0,1 do 0,6%, w odlewach odpornych na ścieranie od 0,6 do 1,8%, nie jest natomiast zalecany fosfor w odlewach wysokowytrzymałych (do 0,2%).

12.5. Wpływ szybkości chłodzenia na strukturę żeliwa

Na strukturę osnowy metalicznej i postać grafitu żeliwa duży wpływ ma nie tylko skład chemiczny, ale również szybkość chłodzenia. W zależności od czasu trwania krystalizacji, a następnie chłodzenia odlewu można osiągnąć różne struktury osnowy metalicznej oraz zróżnicowany stopień grafityzacji. W miarę zwiększania szybkości chłodzenia następuje wzrost przcchlodzenia, zmniejsza się możliwość powstawania zarodków grafitu i ich wzrostu. Mogą wtedy w zależności od grubości ścianek odlewu powstawać różne struktury, w wyniku czego właściwości mechaniczne odlewu mogą być bardzo zróżnicowane. Wpływ szybkości chłodzenia na strukturę osnowy metalicznej żeliwa pokazano na rys. 12.14.

7.0

l|⁶'⁰

a a>

|| 5.0

* *

<J <&

5 4.0

	k
v\
A\	“				V

25    50    75

Goj bóść ścianki odlewu w [mm]

..Sr I

Rys. 12.14. Wpływ szybkości chłodzenia (grubości ścianki odlewu) na osnowę metalową Żeliwa: I - Żeliwo białe. II - Żeliwo połowiczne, Ul - Żeliwo szare perlitycznc, IV - Żeliwo szare ferrytyczno-perlityczne. V-Żeliwo szare ferrytycznc. Wykres Greincra-Klingcnsteina-Stauba

12.6. Otrzymywanie żeliwa ciągliwego

Żeliwo z węglem żarzenia (czyli z tzw. kłaczkowymi wydzieleniami grafitu) zwane żeliwem ciągliwym, otrzymuje się po długotrwałym procesie wyżarzania, tzw. wyżarzaniem grafityzującym. Produktem wyjściowym do otrzymywania tego żeliwa jest żeliwo białe. Występujący w tym żeliwie cementyt ulega rozpadowi po odpowiednio prowadzonym wyżarzaniu. Ogólny schemat tego wyżarzania przedstawionn na rys. 12.15.

Rys. 12.15. Schemat wyżarzania gjafityzuj^ccgo żeliwa białego

Wyżarzaniu poddaje się żeliwo przedeutektyczne, o zawartości węgla zwykle 2,4-2,8%, nieraz do 3,3%. Podczas pierwszego stadium grafityzacji nagrzewamy żeliwo do temperatury 950-1000 °C i przetrzymujemy je w tej temperaturze (linie I i 2). Następuje rozkład cementytu na austenit i węgiel żarzenia, czyli grafit. Proces ten może trwać nawet kilka dni. Po tym wyżarzaniu następuje powolne chłodzenie, aby z austenitu wydzielał się wolny węgiel, a nie cementyt. Jest to pośrednie stadium grafityzacji trwające co najmniej kilka godzin (linia 3). Następnie mamy drugie stadium grafityzacji polegające na rozpadzie austenitu przy bardzo wolnym chłodzeniu, 3-5 °C/h, austenit rozpada się na ferryt i grafit. Na skutek większej ilości domieszek w żeliwach w porównaniu do stali przemiana eutektoidalna rozpoczyna się w wyższej temperaturze. Stąd proces ten trwa w zakresie temperatur 780-700 °C (linia 5). Powolne chłodzenie w tym zakresie można zastąpić wygrzewaniem izotermicznym w temperaturze 690-700 °C przez 20-40 h. Po drugim stadium grafityzacji chłodzenie prowadzi się z piecem lub na powietrzu (linia 6). Po pełnych dwóch stadiach grafityzacji, gdy wyżarzanie przeprowadza się w ośrodku obojętnym, cały węgiel jest zgromadzony w wydzieleniach grafitu, a przełom takiego żeliwa jest ciemny -dlatego żeliwo to nosi nazwę żeliwa ciągliwego czarnego.

W przypadku gdy podczas grafityzacji pominiemy drugie stadium, chłodząc żeliwo zwiększą szybkością w zakresie przemiany eutektoidalnej (linia 4), zajdzie przemiana austenitu w perlit, a otrzymane żeliwo nazywamy żeliwem ciągliwym perlitycznym.

Trzeci rodzaj żeliwa, zwany żeliwem ciągliwym białym, otrzymuje się w przypadku gdy grafityzację przeprowadza się w środowisku odwęglającym, np. kiedy wyżarzane odlewy przykryte są rudą żelaza, Fe₂Oj (hematytem) lub zendrą. W tych warunkach występuje całkowite odwęglenie stref powierzchniowych odlewów, a rdzeń ma strukturę perlityczną lub ferrytyczno-perlityczną. Przełom takiego żeliwa jest stosunkowo jasny, stąd nazwa żeliwo ciągliwe białe.