Metalurgia żeliwa
dr inż. Robert Skoblik
Wydział Mechaniczny
Katedra Technologii Materiałów Maszynowych i
Spawalnictwa
Literatura
1. Chodkowski S.:  Metalurgia metali nieżelaznych WGH Katowice 1962
2. Chudzikiewicz R., Briks W.: Podstawy metalurgii i odlewnictwa. Warszawa: PWN
1977.
3. Encyclopedie des Sciences Industrielles Quillet  MecaniqueLibrairie Aristide
Quillet Paris 1974Encyklopedia techniki  Metalurgia Wyd. ÅšlÄ…sk Katowice1985
4. Kosowski A.:  Zarys odlewnictwa Wyd. AGH Kraków 1997
5. Muszyński Z.:  Zarys technologii metali PWN, Warszawa 1978
6. Praca zbiorowa.  Podstawowe techniki wytwarzania w przemyśle maszynowym
WNT Warszawa 1973
7. Szweycer M., Nadolska D.: Metalurgia i odlewnictwo. Poznań: Wyd. Politechniki
Poznańskiej 2002
9. Tabor A., RÄ…czka J.S., Kowalski J.S., Kraus E.:  Metalurgia . Wyd. Pol. Krak.
Kraków 1999
10.  Åšwiat Wiedzy
11. INTERNET
Piece w metalurgii żeliwa
" 1. Piece szybowe (żeliwiaki bez zbiornika i ze
zbiornikiem stałym)
" 2. Piece płomienne
" 3. Piece elektryczne Å‚ukowe i indukcyjne
Żeliwiaki
Żeliwiaki: bez zbiornika i ze zbiornikiem stałym [9]
Wsad do żeliwiaka
" 1. Surówki wielkopiecowe odlewnicze i stopowe
" 2. Złom żeliwny,
" 3. ZÅ‚om stalowy,
" 4. ZÅ‚om obiegowy,
" 5. Wióry
" 6. Żelazostopy i metale techniczne
" 7. Koks jako paliwo
" 8. Topniki ( kamień wapienny,fluoryt,dolomit)
Rodzaje żeliw
" Żeliwo  stop odlewniczy żelaza z węglem zawierający ponad
2% do 3,6% węgla w postaci cementytu lub grafitu.
Występowanie konkretnej fazy węgla zależy od szybkości
chłodzenia. Chłodzenie powolne sprzyja wydzielaniu się grafitu.
Także i dodatki stopowe wpływają na postać węgla.
" Krzem powoduje skłonność do wydzielania się grafitu.
" Mangan o zawartości powyżej 0,8% sprzyja powstawaniu
zabieleń.
" Fosfor zwiększa zarówno zawartość jak i wymiary wydzieleń
grafitu.
" Siarka utrudnia grafityzacjÄ™.
Rodzaje żeliw
" Cechy charakterystyczne żeliw:
" Niewielki skurcz odlewniczy - 1,0% do 2,0% .
" A
atwość wypełniania form.
" Dobra obrabialność.
" Żeliwo, dzięki wysokiej zawartości węgla posiada
wysoką odporność na korozję.
Rodzaje żeliw
" Żeliwa dzieli się na następujące kategorie:
" Żeliwo szare:
- szare zwykłe (zawiera grafit płatkowy różnej wielkości),
- żeliwo sferoidalne (zawiera grafit sferoidalny),
- modyfikowane(zawiera drobny grafit płatkowy),
- żeliwo wermikularne.
" Żeliwo białe.
" Żeliwo połowiczne.
" Żeliwo ciągliwe.
" Żeliwo stopowe.
Rodzaje żeliw
" Żeliwo sferoidalne  jest to żeliwo szare w którym grafit
występuje w postaci kulkowej, pod postacią sferoidalnych skupień.
" Uzyskuje się je w wyniku modyfikowania żeliwa o tendencji
krzepnięcia jako szare,lecz o bardzo małym stężeniu siarki i
fosforu.
" Jako modyfikatorów używa się ceru lub magnezu.ponadto
stosowane sÄ…: elektron  stop Mg  Al, stopy Ni-Mg, Ni  Si  Mg,
Cu  Ni  Mg, Ca  Si  Mg.
" W wyniku sferoidyzacji grafit występuje w tych żeliwach w postaci
kulistej. Skupienia te mogą występować w osnowie perlitu lub
ferrytu.
" Żeliwo sferoidalne posiada dobre własności wytrzymałościowe.
Rodzaje żeliw
" Żeliwo modyfikowane  najbardziej rozpowszechniony rodzaj żeliwa
przeeznaczony do otrzymywania odlewów wysokojakościowych.
" Do żeliwa dodaje się, tuż przed zalaniem formy, pewną, niewielką,
zbliżoną do 1.0% ilość modyfikatorów.
" Najczęściej są to żelelazokrzem, stop żelazokrzemu z wapniem,
magnez i inne.
" Modyfikator zwiększa ilości ośrodków krystalizacji, co wpływa na
podniesienie drobnoziarnistości żeliwa oraz poprawienie jego
właściwości odlewniczych i wytrzymałościowych.
" Najbardziej znanym na świecie żeliwem modyfikowanym jest żeliwo
Meehanite
Żeliwo Meehanite
" Otrzymywanie żeliwa Meehanite
" 1. Wytapianie żeliwa w piecu łukowym z ściśle określonych surowców.
" 2. Kontrola równoważnika eutektycznego węgla i zawartości krzemu
decydujących o grafityzacji węgla.
" 3. Pierwsza modyfikacja żeliwa wyjściowego o składzie zbliżonym do żeliwa
białego za pomocą FeSi.
" 4. Przelanie żeliwa do drugiego pieca elektrycznego i podgrzanie do
temperatury 1400  14300C.
" 5. Kontrola i korekta składu chemicznego żeliwa.
" 6. Przelanie żeliwa do kadzi i modyfikacja za pomocą CaSi.
" 7. Zalewanie form.
Rodzaje żeliw
" Żeliwo wermikularne  jest to żeliwo
szare, w którym morfologia grafitu ma
postać pośrednią między grafitem
płatkowym a grafitem sferoidalnym.
Rodzaje żeliw
" Żeliwo białe  żeliwo, w którym węgiel
występuje w postaci kruchego cementytu.
" Nazwa żeliwa pochodzi od faktu, iż jego przełom
ma jasnoszary kolor.
" Uznawane jest za żeliwo niższej jakości.
" Jest mniej ciÄ…gliwe, gorzej obrabialne,
charakteryzuje się nie najlepszą lejnością i posiada
większy skurcz odlewniczy (do 2.0%), niż żeliwo
szare.
Rodzaje żeliw
" Żeliwo połowiczne zwane też żeliwem pstrym  żeliwo,
w którym węgiel występuje w postaci grafitu, jak i
cementytu.
" Często wykonywane jako żeliwo utwardzone  białe na
powierzchni i przechodzące w żeliwo szare w głębi
odlewu.
" Nazwa żeliwa pochodzi od faktu, iż na jego przełomie,
obserwując go okiem nieuzbrojonym, można zauważyć
obszary jaśniejsze i ciemniejsze.
" Ma właściwości pośrednie pomiędzy żeliwem szarym a
białym.
" Stosowane na walce hutnicze, walce młyńskie, szczęki
zgniataczy w kamieniołomach, części maszyn do kruszenia
itp.
Rodzaje żeliw
" Żeliwo ciągliwe  żeliwo otrzymane w wyniku długotrwałego
wyżarzania żeliwa białego.
" Żeliwo takie posiada bardzo dobre własności wytrzymałościowe,
porównywalne do stali.
" W czasie wyżarzania cementyt ulega rozkładowi na grafit i ferryt.
" Żeliwo ciągliwe białe otrzymuje się przez wyżarzanie żeliwa
białego w atmosferze utleniającej.
" Żeliwo ciągliwe czarne uzyskujemy przez wyżarzanie żeliwa
białego w atmosferze obojętnej w temperaturze 900  10500C a
następnie szybko studzimy do temperatury 8000C.
" Żeliwo ciągliwe perlityczne uzyskujemy przez wyżarzanie żeliwa
białego w atmosferze obojętnej w temperaturze 900  10500C a
następnie szybko studzimy,aby nie dopuścić do rozłożenia
cementytu zawartego w perlicie.
Otrzymywanie żeliwa ciągliwego
Przebieg wyżarzania odlewów z żeliwa białego w celu
otrzymania żeliwa: a) ciągliwego białego,
b) ciÄ…gliwego czarnego, c) ciÄ…gliwego perlitycznego [6]
Żeliwa stopowe
" Żeliwo stopowe  żeliwo, do którego w celu modyfikacji jego własności fizycznych
i chemicznych dodawane sÄ… dodatki stopowe.
" Najczęściej stosowane dodatki stopowe to krzem, nikiel, chrom, molibden,
aluminium.
" Wyróżnia się następujące typy żeliw stopowych:
" Żeliwo odporne na korozję z dodatkiem niklu i molibdenu, stabilizującymi
odporny na korozję austenit i z dodatkiem krzemu, chromu lub aluminium, które
tworzÄ… odpornÄ… na korozjÄ™ warstwÄ™ na powierzchni odlewu.
" Żeliwo kwasoodporne najczęściej z dużym dodatkiem krzemu - odporne na
działanie kwasów: azotowego, fosforowego, siarkowego i octowego.
" Żeliwo żaroodporne :
" Silal - przeznaczone na odlewane elementy do pracy w temperaturach
dochodzÄ…cych do 600°C  800°C, o podniesionej zawartoÅ›ci manganu 0.7% - 0.8%
i krzemu 5% - 7%. Wadą silalu jest wysoka kruchość.
" Nicrosilal - podobne do silalu z dodatkiem 16% - 20% niklu. Charakteryzuje siÄ™
większążaroodopornoscią i lepszymi charakterystykami wytrzymałościowymi.
" Niresist - cechuje się wysoką żaroodpornością, a zarazem odpornością na korozję.
Zawiera 2.5% krzemu, do 2.0% manganu, 11% do 16% niklu, do 4.0% chromu i do
8% miedzi.