Żeliwa ● wcześniej, po zastosowaniu koksu (Anglia 1735), masowo produkowano tylko żeliwo, - ozdoby, meble ogrodowe, trumny, - mosty (pierwszy w 1779 – istnieje do dzisiaj), kolumny oraz sklepienia architektoniczne, statki, - cylindry silników parowych, łoża tokarek, różne części maszyn, - szczególnie w epoce wiktoria ńskiej (Anglia 1837 ÷ 1901) – wszelkie możliwe zastosowania !!! (odlewnicze stopy żelaza, w których część lub cały węgiel jest w postaci wolnej – grafit) (konwertor) (piec martenowski) - mo żliwość wytapiania w prymitywnych piecach (wystarczy temperatura ok. 1160 °C !!!), ● masowe wytwarzanie stali rozpoczęło się dopiero w drugiej połowie XIX wieku, - metody wynalezione przez Bessemera (1856), Siemensa (1863) oraz Martina (1865), - uzyskano aż dziesięciokrotny spadek ceny i niesłychany wzrost produkcji (na całym świecie z ok. 60 tys. ton w roku 1850 do ok. 28 mln ton w roku 1900), (+) ● w połowie XX wieku - modyfikowanie żeliw (zmiana kształtu grafitu - do sferoidalnego), - do dzisiaj żeliwa są dużo tańsze od stali i staliw (stal odlewana) – dla złożonych kształtów, ● właściwości żeliw szarych (z klasycznym grafitem płatkowym): - bardzo mała wytrzymało ść na rozciąganie oraz odporność na obciążenia udarowe, - du ża wytrzymałość na ściskanie, duża odporność na zużycie powierzchni ślizgowych, - dobre tłumienie drga ń, mniejszy niż w staliwach skurcz odlewniczy oraz naprężenia własne, - renesans stosowania żeliw oraz nowe obszary zastosowań (zastępują stal i staliwo), - płatki grafitu krótkie, krępe, tępo zakończone, - zwarty węgiel żarzenia, - grafit sferoidalny – idealny kształt (prawie nie obniża właściwości wytrzymałościowych), - np. wały korbowe oraz wałki rozrządu w silnikach spalinowych, ● postać grafitu - wytrzymałościowo najgorsza (płatkowa) oraz najlepsza (kulista) nie trawione – grafit płatkowy (długi, cienki, ostro zakończony) schemat grafitu płatkowego L.A. Dobrzański) (R.F. Cochrane) (+) nie trawione – grafit płatkowy (długi, cienki, ostro zakończony grafit sferoidalny w osnowie ferrytycznej grafit sferoidalny schemat budowy http://de.wikipedia.org/wiki/ (R.F. Cochrane) żeliwo szare z grafitem płatkowym – historycznie najstarsze ale dalej stosowane (zwykle modyfikowane) stan nietrawiony (R.F. Cochrane) (A. Krajczyk) grafit niemodyfikowany grafit modyfikowany (wermikularny) (+) stan trawiony – osnowa ferrytyczna stan trawiony – osnowa perlityczno-ferrytyczna (A. Krajczyk)
(…)
… oraz 1107°C) oraz duże powinowactwo do tlenu
wymagają specjalnych metod wprowadzania modyfikatorów do kąpieli metalowej,
- najefektywniejsze metody polegają na podawaniu modyfikatorów w strugę metalu wlewanego do formy,
● żeliwa sferoidalne można klasycznie obrabiać cieplnie (podobnie jak stale) - Rm = 700÷900 MPa,
÷
● żeliwo sferoidalne ADI (Austempered Ductile Iron) hartowane z przemianą izotermiczną…
…”
(H.K.D.H. Bhadeshia)
żeliwo sferoidalne – najwyższe właściwości mechaniczne
stan trawiony – osnowa ferrytyczna
(+-)
(A. Krajczyk)
(M.A. Yescas-Gonzales - Cambridge)
stan trawiony – osnowa perlityczno-ferrytyczna (A. Krajczyk)
stan trawiony – osnowa bainityczna (hart. izotermiczne)
Wykres równowagi metastabilnej Fe – Fe3C oraz Fe - Cgr (opis fazowy)
fazy stałe: ferryt,
austenit, cementyt lub grafit
γ + Cgr
α + Cgr
(+)
Proces grafityzacji
(+)
● polega na rozkładzie metastabilnego cementytu na węgiel wolny (grafit) oraz roztwór stały,
● w zależności od temperatury grafityzacji:
T
Fe3C ⇒ Cgr + γ
A1
Fe3C ⇒ Cgr + α
● grafityzacji (rozkładowi cementytu) sprzyjają pierwiastki destabilizujące cementyt, tzn.
zwiększające jego energię swobodna F (pierwiastki rozpuszczone w cementycie):
- krzem (jego wpływ…
… osiąga
Rm = 800÷1400 MPa, przy wydłużeniu A = 8÷1%
÷
÷
(struktura iglastego lekko przesyconego węglem ferrytu oraz austenitu nieprzemienionego)
- duża odporność na zużycie i zmęczenie, ekonomiczne o bardzo dobrej kombinacji wytrzymałości
oraz ciągliwości, konkurencyjne do stali w wielu wyszukanych zastosowaniach (np. koła zębate),
(+)
(B. Kuźnicka)
(+)
(B. Kuźnicka)
(+-)
(L.A. Dobrzański)
●przykłady…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)