Ćwiczenie 5
Żeliwa i staliwa
Ocenić własności mechaniczne i zaproponować zastosowanie żeliwa białego stopowego podeutektycznego (próbka 5.5).
Żeliwo białe podeutektyczne, zgodnie z układem Fe-Fe3C, w zakresie temperatur poniżej 727°C, ma strukturę perlitu, cementytu i ledeburytu przemienionego. Żeliwo białe nie zawiera grafitu, ponieważ cały węgiel zawiera się w strukturze. Jest ono bardzo twarde (600 HB), ale zarazem kruche. Nie można go obrabiać mechanicznie przez skrawanie, lecz jedynie szlifować. Również i własności odlewnicze posiada złe. Charakteryzuje się małą lejnością i dużym skurczem odlewniczym sięgającym 2%. Jest stosowane głównie do dalszego przerobu na stal lub wytwarzania żeliwa ciągliwego. Nie stosuje się odlewów z żeliwa białego na części konstrukcyjne, wyjątkowym zastosowaniem są bębny młynów i maszyn do przeróbki kamieni. Niekiedy stosuje się żeliwo zabielone, które na powierzchni ma strukturę ledeburytyczną, a wewnątrz jest szare. Taka struktura odlewu sprzyja zwiększeniu jego odporności na ścieranie. Stosowane jest na odlewanie walców.
Skomentować rozkład i udział steadytu w strukturze żeliwa szarego ZlCu1,4PVB (próbka 5.6).
Steadyt jest potrójną eutektyką fosforową, złożoną z ferrytu, cementytu i fosforku żelaza Fe3P, która jest widoczna jako jasny składnik strukturalny o charakterystycznych wklęsłych granicach. Składnik ten jest bardzo kruchy i bardzo twardy (400 - 900 HV). Wpływa on w małym stopniu na grafityzację, ale jest pożądanym składnikiem żeliw ze względu na polepszanie ich płynności, zdolności do wypełniania formy oraz zwiększenie twardości i odporności na ścieranie. Jego zawartość w osnowie mieści się w granicach kilku procent i powinna być większa w odlewach cienkościennych.
Krótka charakterystyka właściwości mechanicznych i odlewniczych żeliwa szarego stopowego z próbki 5.6 wraz z zastosowaniem. Podać orientacyjną zawartość węgla i wskazać, jakie pierwiastki są na pewno obecne w stopie.
Skład chemiczny: 2,8% C, 1,4% Cu, 0,1% P,V, B
Właściwości: łatwość odlewania nawet skomplikowanych kształtów w formach piaskowych lub metalowych, możliwość ograniczenia obróbki skrawaniem do minimum oraz dobra skrawalność, dobra wytrzymałość (zbliżona do stali nisko- lub średnio stopowych), duża zdolność tłumienia drgań, dobra odporność na ścieranie, mała rozszerzalność cieplna, niski koszt wytwarzania, mała ciągliwość i udarność, mała wytrzymałość na rozciąganie w porównaniu z wytrzymałością na ściskanie.
Zastosowanie: w przemyśle motoryzacyjnym na cylindry, tłoki, pierścienie ślizgowe, wrzeciona obrabiarek, koła zębate.