123375

157

dowane są w wysokich temperaturach z ledeburytu, a poniżej 727°C z ledeburytu przemienionego. Surówki zaś białe nadeutektyczne w zakresie 1148 - 727°C składają się z ledeburytu i cementytu pierwotnego, a poniżej 727°C z cementytu pierwotnego i ledeburytu przemienionego. Ponieważ podczas chłodzenia po zakrzepnięciu żeliwa wszelkie przemiany zachodzą tylko wewnątrz ziam austenitu, forma (kształt) poszczególnych składników strukturalnych nie zmienia się. Dlatego też żeliwa białe mają przy temperaturze otoczenia podobną strukturę, jak bezpośrednio po zakrzepnięciu.

Z uwagi na dużą ilość cementytu, surówki i żeliwa białe są bardzo twarde i kruche, i praktycznie nieskrawalne. Również i własności odlewnicze surówek białych są złe i z tego powodu są one stosowane do dalszego przerobu na stal. Nie stosuje się odlewów z żeliwa białego na części konstrukcyjne. Wyjątek stanowi żeliwo ciągliwe, które otrzymuje się przez obróbkę cieplną odlewów z żeliwa białego.

2.2. Żeliwa szare

W żeliwach szarych węgiel występuje częściowo w postaci związanej jako cementyt, a częściowo w postaci wolnej jako grafit. Skutkiem obecności grafitu przełom tego rodzaju żeliwa jest matowo-szary, stąd też i ich nazwa. Praktycznie maksymalna ilość węgla związanego nie przekracza zawartości węgla w perlicie (0,8% C).

2.2.1. Proces grafityzacji

Grafit jest odmianą alotropową węgla i krystalizuje, jak to przedstawia rys. 18.1, w układzie heksagonalnym. Ma on budowę warstwową; atomy węgla w poszczególnych równoległych do siebie warstwach tworzą heksagonalne pierścienie.

Rys. 18.1.

Budowa krystaliczna grafitu

Ze względu na złożony charakter, zagadnienie grafityzacji (czyli powstanie kryształów grafitu w żeliwie) do chwili obecnej nie zostało całkowicie wyjaśnione. Rozpatrując strukturę i skład chemiczny austenitu, cementytu i grafitu można stwierdzić, że istnieje pewne podobieństwo budowy krystalicznej austenitu i cementytu, podczas gdy struktury krystaliczne austenitu i grafitu są zasadniczo różne.

Również pod względem składu chemicznego austenit (2,11% węgla) i cementyt (6,67% węgla) mniej różnią się od siebie niż austenit i grafit (100% węgla).

Z tych względów wydzielanie cementytu z austenitu lub z cieczy przebiega łatwiej niż wydzielanie grafitu. Z drugiej strony grafit jest fazą bardziej trwałą niż cementyt, tzn. mieszanina austenit-grafit ma mniejszy zapas energii swobodnej niż mieszanina austenit-cementyt, jak to przedstawia rys. 18.2.