background image

LABORATORIUM MATERIAŁOZNAWSTWA 

Instrukcja do  wiczenia nr 4 

BADANIA MIKROSKOPOWE  ELIW BIAŁYCH, SZARYCH I 

CI GLIWYCH 

Opracował: mgr in . Adam Kokoszkiewicz 

 

1.  Wprowadzenie 

eliwo jest technicznym stopem  elaza z w glem i innymi pierwiastkami zawieraj cym 

ponad  2%  w gla.  eliwo  w glowe  zawiera  praktycznie:  2,5-4,5%  C  oraz  krzem,  mangan, 

fosfor  i  siark .  eliwa  stopowe  zawieraj   ponadto  inne  składniki  stopowe,  wprowadzone 

celowo  podczas  procesu  metalurgicznego,  które  w  sposób  decyduj cy  wpływaj   na 

wła ciwo ci u ytkowe tego  eliwa. 

eliwo  jest  stopem  kruchym  i  nie  daje  si   obrabia   plastycznie  ani  na  zimno,  ani  na 

gor co.  Z  uwagi  na  dobre  wła ciwo ci  odlewnicze,  takie  jak:  dobra  lejno ,  niewielka 

skłonno  do segregacji oraz stosunkowo niska temperatura topnienia, nadaje si  ono dobrze 

do wyrobu odlewów - tablica 1. 

 

Tablica 1 

Zastosowanie  eliw w glowych 

l.  ELIWA BIAŁE: na odlewy o du ej odporno ci na  cieranie, np. na dysze do piaskownic. 

-   Utwardzone: walce do metali, walce mły skie i papiernicze, tarcze do młynków. 

-  eliwa  ci gliwe:  sprz t  motoryzacyjny  -  obudowy:  przekładni,  mechanizmu 

ró nicowego,  rolki,  tuleje,  podkładki  itp.  Tabor  komunikacyjny,  cz ci  hamulców, 

opaski  resorów,  panewki  ło ysk  itp.,  armatura  elektryczna,  ł czniki  do  rur,  cz ci 

maszyn rolniczych, maszyn do szycia. 

2.

  ELIWA SZARE: 

- Zwykłe: cz ci maszyn nara one na obci enia zmienne, zdolne do tłumienia drga , 

takie  jak:  płyty  fundamentowe,  ło a,  skrzynki  biegów,  stojaki,  suporty,  pier cienie 

tłokowe,  tuleje  cylindrowe,  bloki  cylindrowe,  głowice,  tłoki,  b bny  hamulcowe,  wały 

korbowe. 

-  Jako ciowe: cz ci maszyn nara one na  zmienne  obci enia  dynamiczne  o  znacznej 

wytrzymało ci,  takie  jak:  wały  korbowe,  koła  z bate,  g sienice  ci gników,  korpusy 

pras,  młotów,  walcarek,  korpusy  i  wirniki  pomp,  matryce  do  prasowania  i  tłoczenia, 

głowice frezarskie. 

3.  ELIWA  SFEROIDALNE:  -  cz ci  maszyn  nara one  na  znaczne  obci enia  zmienne  i 

odporne na  cieranie, takie jak: wały korbowe, wałki rozrz dcze, cylindry, pier cienie 

tłokowe,  koła  z bate,  wrzeciona,  korpusy,  ruchome  cz ci  silników  spalinowych  i 

spr arek, turbin, korpusy pras hydraulicznych itp. 

 

eliwo  jest  wi c  odlewniczym  stopem  elaza  otrzymywanym  przez  wtórny  przetop 

surówki  odlewniczej,  złomu  eliwnego  i  stalowego  oraz  elazostopów.  Podstawowym 

składnikiem  stopowym,  decyduj cym  o  wła ciwo ciach  eliwa  jest  w giel.  Mo e  on 

wyst powa  

w  eliwie formie zwi zanej jako cementyt (Fe

3

C, układ metastabilny) lub 

postaci wolnej 

jako grafit (układ stabilny). 

eliwa krzepn  jako mieszaniny eutektyczne. Stop eutektyczny, o zawarto ci 4,3%C 

temperaturze 1147°C jest mieszanin  austenitu o zawarto ci 2% C i cementytu pierwotnego 

(C

I

 

-  6,67%C). Mieszanina ta  nazywa si  ledeburytem. W zakresie  temperatur 1147-723°C 

rozpuszczalno   w gla  w  austenicie  maleje,  za   jego  nadmiar  wydziela  si  

w  formie 

cementytu wtórnego (C

II

). W temperaturze 723°C austenit mo e zawiera  ju  tylko 0,8% C i 

ulega przemianie eutektoidalnej 

mieszanin  ferrytu i cementytu zwan  perlitem. 

background image

 

 

Rys. 1. Wykres układu  elazo-w giel opisany strukturalnie 

 

Eutektyka  jest  wi c  w  temperaturze  otoczenia  mieszanina  perlitu  i  cementytu 

pierwotnego  i  nazwana  została  ledeburytem  przemienionym.  eliwa  podeutektyczne  o 

zawarto ci w gla w zakresie 2-4,3% cechuj  si  struktur  składaj c  si  z perlitu, ledeburytu 

przemienionego  oraz  cementytu  wtórnego,  za   eliwa  nadeutektyczne,  struktur   cementytu 

pierwotnego i ledeburytu przemienionego.  

eliwa  dzieli  si   -  w  zale no ci  od  postaci  wyst puj cego  w  nim  w gla  –  na  eliwa 

białe,  szare  i  połowiczne. Podział  ten  został dokonany na  podstawie  obserwacji  przełomów 

próbek  eliwnych.  Przełom  eliwa,  w  którym  w giel  wyst puje  w  postaci  cementytu  jest 

jasny  i  błyszcz cy,  stad  nazwano  je  eliwem  białym.  Obecno   w  eliwie  grafitu  jest 

przyczyn   szarej  barwy  przełomu  i  takie  eliwo  nazwano  eliwem  szarym.  Natomiast 

obecno  w  eliwie zarówno w gla w postaci zwi zanej jako cementytu pierwotnego, jak i w 

postaci  wolnej  -  grafitu,  powoduje  pstre  zabarwienie  przełomu  i  eliwo  takie  nazwano 

połowicznym.  

 

 

 

Rys. 2. Struktura  eliwa w zale no ci od zawarto ci w gla i krzemu wg E. Maurera: Pole I – 

eliwo białe, II – strefa przej ciowa, III –  eliwo szare perlityczne, IV – strefa przej ciowa, V 

–  eliwo szare ferrytyczne 

background image

Otrzymywana  w  eliwach  struktura  i  zwi zane  z  ta  struktur   wła ciwo ci  nie  s  

jednoznacznie okre lone składem chemicznym  eliwa, lecz zale  równie  od warunków w 

jakich przebiega krzepni cie i stygni cie  eliwa. W przypadku  eliw w glowych np. wi ksza 

szybko   chłodzenia  podczas  stygni cia  oraz  wi ksza  zawarto   manganu  sprzyjaj  

powstawaniu struktury  eliwa białego natomiast mniejsza szybko  chłodzenia oraz wi ksza 

zawarto  w gla i krzemu - powstawaniu struktury  eliwa szarego. Siarka w  eliwie sprzyja 

powstawaniu  struktury  eliwa  białego,  jednak e  w  wi kszo ci  spotykanych  eliw  jest  ona 

wi zana  przez  mangan, z  którym tworzy  ju   w  k pieli  ciekłej  trwałe siarczki MnS  o temp. 

topnienia  1610°C.  Fosfor  w  eliwie  wyst puje w  tak  znacznych  ilo ciach,  e  pomimo  swej 

cz ciowej rozpuszczalno ci w ferrycie tworzy zwi zek Fe

3

P. 

 

 

 

Rys.3. Struktura  eliwa w zale no ci od ł cznej zawarto ci w gla i krzemu oraz grubo ci 

cianki odlewu wg F. Greinera i T. Klingensteina: Pole I -  eliwo białe, II -  eliwo pstre, III -

eliwo perlityczne, IV-  eliwo perlityczno-ferrytyczne, V-  eliwo ferrytyczne 

 

W  eliwach  stopowych  powstawaniu  struktury  eliwa  białego  sprzyjaj   wszystkie 

pierwiastki w glikotwórcze oraz aluminium w zakresie 12-17%, natomiast wydzielaniu w gla 

w postaci grafitu sprzyjaj  dodatki: aluminium w ilo ci do 10% lub powy ej 18%, krzemu, 

magnezu oraz cz ciowo niklu i miedzi. 

 

STRUKTURA I WŁA CIWO CI PODSTAWOWYCH  ELIW W GLOWYCH 

 

eliwa białe 

Struktura  eliwa białego jest zgodna z wykresem równowagi fazowej  elazo-cementyt. 

W  zale no ci  od  zawarto ci  w gla  i  wyst puj cych  w  eliwie  w glowym  dodatków 

stopowych,  wyró nia  si   eliwa  o  strukturze  podeutektycznej,  eutektycznej  lub 

nadeutektycznej.  

Znaj c skład chemiczny  eliwa w glowego, mo na, uwzgl dniaj c wpływ pierwiastków 

stopowych  na  zawarto   w gla  w  eutektyce,  okre li   w  przybli eniu  struktur   eliwa, 

obliczaj c tzw. równowa nik w gla C

E

C

E

 = (%C

całk.

) + 0,33 (%P) + 0,30 (%Si) 

 

C

E

  równe  4,3%  oznacza  eliwo  eutektyczne,  C

E

  mniejsze  od  4,3%  oznacza  eliwo 

podeutektyczne,  za   C

E

  wi ksze  od  4,3%  -  eliwo  nadeutektyczne.  Podstawowymi 

składnikami strukturalnymi  eliw białych s : 

- cementyt pierwotny, 

- ledeburyt przemieniony, 

- perlit. 

 

background image

Cementyt pierwotny wyst puje w  eliwach nadeutektycznych w postaci białych ziarn, 

jasnych igieł lub płytek w osnowie ledeburytu przemienionego. 

 

Ledeburyt  przemieniony  wyst puj cy  we  wszystkich  eliwach  białych  ma  charakter 

dendrytyczny, za  przy przeci ciu zgładu prostopadle do ramion dendrytu, perlit wyst puje w 

postaci  ciemnych  drobnych  kropek.  Charakter  dendrytyczny  nadaje  strukturze  ledeburytu 

cementyt  pierwotny.  Ledeburyt  jest  składnikiem  strukturalnym  twardym  (HB  =  450)  i 

kruchym  oraz  trudno  skrawalnym.  Perlit  wyst puje  w  eliwach  podeutektycznych  oraz  w 

ledeburycie przemienionym. W  eliwach podeutektycznych ma on posta  ciemnych obszarów 

pomi dzy  polami  ledeburytu.  Przy  wi kszych  powi kszeniach  mo na  zaobserwowa  

płytkow  budow  perlitu. 

 

 

Rys.4. Struktura  eliwa białego podeutektycznego. Trawiona Nitalem, pow. 200x 

 

eliwo białe jest stopem twardym i kruchym. Wysoka twardo  i zwi zana z ni  odporno  

na  cieranie,  s   wynikiem  obecno ci  w  eliwie  białym  znacznej  ilo ci  cementytu. 

Wytrzymało  na rozci ganie  eliwa białego jest niewielka, natomiast posiada znaczn  (4-6 

razy wi ksz ) wytrzymało  na  ciskanie. Czysty cementyt w zale no ci od wielko ci ziarn, 

płytek  lub  igieł  oraz  od  ilo ci  rozpuszczonego  w  nim  manganu  wykazuje  twardo   

w  granicach  700-840  HB.  Ledeburyt  przemieniony,  zawieraj cy  w  swojej  strukturze  obok 

cementytu pierwotnego równie  perlit (lub bainit), posiada twardo  w granicach 440-510HB, 

w  zale no ci  od  twardo ci  cementytu  pierwotnego  oraz  stopnia  dyspersji  cementytu  w 

perlicie.  eliwa białe podeutektyczne wykazuj  twardo  w granicach od 280HB dla struktury 

perlitycznej  z  cementytem  wtórnym  i  ladami  ledeburytu  do  ok.  450  HB  -  dla  struktury 

ledeburytycznej z niewielk  ilo ci  perlitu. 

 

eliwo połowiczne 

W  eliwie połowicznym w giel wyst puje zarówno w formie zwi zanej - jako cementyt 

pierwotny w ledeburycie, jak i w postaci wolnej jako grafit. Stad  eliwo połowiczne posiada 

najcz ciej struktur  zło on  z grafitu, perlitu i ledeburytu przemienionego. Struktur   eliwa 

połowicznego mo na spotka  w odlewach z  eliwa szarego zabielonych powierzchniowo w 

celu  zwi kszenia  odporno ci  powierzchni  odlewu  na  cieranie.  Struktura  eliwa 

połowicznego wyst puje wtedy w warstwie przej ciowej pomi dzy powierzchni  o strukturze 

eliwa białego, a rdzeniem o strukturze  eliwa szarego.  

Twardo   eliwa połowicznego waha si  w granicach od ok. 240 HB do ok.400 HB. 

 

background image

 

Rys.5. Struktura  eliwa białego nadeutektycznego. Trawiona Nitalem, pow. 200x 

 

W  eliwie  szarym  przewa aj ca  ilo   w gla  wyst puje  w  postaci  wolnej  -  grafitu. 

Cementyt  mo e  wyst powa   w  perlicie  lub  te   jako  cementyt  wtórny.  Wła ciwo ci  eliwa 

szarego zale  od ilo ci, wielko ci, postaci i rozmieszczenia grafitu oraz od rodzaju osnowy 

metalicznej. Ze wzgl du na rodzaj osnowy  eliwo szare dzieli si  na: 

- ferrytyczne, 

- ferrytyczno-perlityczne, 

- perlityczne. 

 

Osnowa  ferrytyczna  posiada  mniejsz   twardo   i  wytrzymało   na  rozci ganie  ni  

osnowa  perlityczna.  O  ile  jednak  twardo   eliwa  szarego  jest  praktycznie  twardo ci   jego 

osnowy metalicznej, o tyle wytrzymało   eliwa zale y jeszcze od rodzaju wyst puj cego w 

eliwie szarym grafitu. 

 

 

Rys. 6. Struktura  eliwa połowicznego. Trawiona Nitalem, pow. 100x 

 

Grafit  posiada  bardzo  mała  wytrzymało   oraz  niski  moduł  spr ysto ci,  który  jest 

przyczyn  wyst powania nieci gło ci w spr ystej osnowie metalicznej i dlatego  eliwo szare 

posiada zdolno  tłumienia drga . Im wi cej grafitu w osnowie i im wi ksze s  jego płatkowe 

wydzielenia,  tym  zdolno   do  tłumienia  drga   jest  lepsza.  Grubopłatkowy  grafit  powoduje 

jednak bardzo znaczne osłabienie osnowy metalicznej i jest przyczyn  niskiej wytrzymało ci 

takiego  eliwa. Wzrost wytrzymało ci  eliwa mo na uzyska  przez rozdrobnienie wydziele  

grafitu. Uzyskuje si  to przez tzw. modyfikacj   eliwa, polegaj ce na dodaniu podczas spustu 

background image

na rynn  lub do kadzi dodatkowego składnika - modyfikatora, którym mo e by   elazokrzem, 

elazomangan,  wapniokrzem  lub  aluminium.  Otrzymane  w  ten  sposób  eliwo  nazywano  

dawniej modyfikowanym, a obecnie okre la si  je jako  eliwo szare jako ciowe. 

 

 

Rys. 7. Struktura  eliwa połowicznego. Trawiona Nitalem, pow. 100x 

 

 

Rys.8. Struktura  eliwa szarego ferrytycznego. Trawiona Nitalem, pow. 250x 

 

eliwo  szare  ferrytyczne  posiada  wytrzymało   na  rozci ganie  równa  ok.  100  MPa  i 

twardo   ok.  100-120  HB.  eliwo  szare  perlityczne  o  grubopłatkowym  graficie  uzyskuje 

wytrzymało  dochodz c  do ok. 250 MPa, przy twardo ci ok. 220 HB. Przez modyfikacj  

mo na otrzyma   eliwo o strukturze perlitycznej o wytrzymało ci dochodz cej do 450 MPa, 

przy twardo ci 220-260 HB. 

W strukturze  eliwa szarego oprócz grafitu, ferrytu i perlitu mog  wyst powa  jeszcze 

dwa  szczególne  składniki  strukturalne:  siarczki  manganu  i  eutektyka  fosforowa.  Siarczki 

manganu  wyst puj   w  postaci  wieloboków  o  matowym  zabarwieniu  zarówno  w  ziarnach 

ferrytu, jak i polach perlitu. 

 

Eutektyka  fosforowa  -  steadyt,  składaj ca  si   z  fosforku  elaza  Fe

3

P,  cementytu  i  roztworu  fosforu  w 

ferrycie,  wyst puje  wewn trz  obszarów  perlitu  w  postaci  kropkowanych  pól  o  charakterystycznych  wkl słych 

bokach  lub  przy  wi kszych  zawarto ciach  fosforu  w  postaci  typowych  gniazd  eutektycznych.  Wkl sły  kształt 

steadytu jest wynikiem jego niskiej temperatury topnienia, wynosz cej 953 C. 

background image

 

Rys.9. Struktura  eliwa szarego perlitycznego z wydzieleniami ferrytu i eutektyki fosforowej. 

Trawiona Nitalem, pow. 400x 

 

Szczególn   pozycj   w ród  eliw  szarych  w glowych  zajmuje  eliwo  sferoidalne. 

Uzyskuje  si   je  przez  modyfikowanie  cerem  lub  stopami  magnezu  z  eliwa,  które  bez  tej 

modyfikacji zakrzepłoby jako białe lub połowiczne.  eliwo to charakteryzuje si  najwy szym 

i  wła ciwo ciami  wytrzymało ciowymi  oraz  niewielkimi  wła ciwo ciami  plastycznymi, 

poniewa   sferoidalne  wydzielenia  grafitu  nie  stanowi   wi kszych  nieci gło ci  w  osnowie 

metalicznej. Z tej samej przyczyny  eliwo sferoidalne posiada znacznie mniejsz  od  eliwa o 

graficie grubopłatkowym zdolno  do tłumienia drga .  

eliwo sferoidalne ferrytyczne posiada wytrzymało  na rozci ganie do ok. 450 MPa i 

twardo   140-180  HB.  Wykazuje  ono  przy  tym  pewne  wła ciwo ci  plastyczne,  osi gaj c 

warto  wydłu enia wzgl dnego (A

5

) do ok. 10%.  

eliwo  sferoidalne  perlityczne  posiada  wytrzymało   do  ok.  700  MPa  i  twardo   260-300  HB  oraz 

wydłu enie  (A

5

)  ok.  2%.  Charakterystycznym  szczegółem  strukturalnym,  obserwowanym  na  zgładach  eliwa 

sferoidalnego perlitycznego, s  obwódki, utworzone z ziarn ferrytu, wyst puj ce wokół sferoidalnych wydziele  

grafitu. 

 

 

Rys.10. Struktura  eliwa sferoidalnego nietrawionego. Pow. 200x 

 

STRUKTURA I WŁA CIWO CI  ELIWA CI GLIWEGO 

 

eliwo  ci gliwe  jest  materiałem,  uzyskiwanym  przez  odpowiedni   obróbk   cieplna 

eliwa  białego. Przez  długotrwałe  wy arzanie  eliwa  białego  mo na,  w pewnych zakresach 

temperatur,  uzyska   rozpad  cementytu  pierwotnego  i  wydzielenie  grafitu  w 

charakterystycznej  skupionej  postaci  -  tzw.  w gla  arzenia.  W  zale no ci  od  sposobu 

prowadzenia wy arzania grafityzuj cego rozró nia si : 

background image

-

 

eliwo  ci gliwe  białe,  otrzymywane  po  wy arzaniu  eliwa  białego  w  atmosferze 

utleniaj cej, powoduj cej wypalenie w gla; 

-

 

eliwo  ci gliwe  czarne,  otrzymywane  po  wy arzaniu  eliwa  białego  w  atmosferze 

oboj tnej, doprowadzaj c proces grafityzacji do ko ca, tzn. rozpadu cementytu zawartego 

w perlicie; 

-

 

eliwo  ci gliwe  perlityczne,  otrzymywane  po  wy arzaniu  eliwa  białego  w  atmosferze 

oboj tnej bez doprowadzenia procesu grafityzacji do ko ca, tzn. tylko rozpadu cementytu 

pierwotnego i wtórnego, znajduj cych si  w stanie równowagi z austenitem. 

 

Przełomy z  eliwa ci gliwego białego wykazuj  przy powierzchni matowobiał  barw , 

odpowiadaj ca strukturze ferrytycznej, przechodz c  łagodnie w srebrzyst  w pobli u  rodka 

cianki odlewu, co odpowiada strukturze perlitycznej.  

Przełomy  z  eliwa  ci gliwego  czarnego  s   na  całej  powierzchni  szare,  za   struktury 

stanowi ferryt ze  ladowymi ilo ciami nierozło onego perlitu oraz w giel  arzenia. 

Przełom  eliwa  ci gliwego  perlitycznego  ma  barw   srebrzyst   z  czarnymi  punktami; 

struktur   stanowi  perlit  lub  inny  produkt  rozpadu  austenitu  oraz  w giel  arzenia.  Wokół 

wydziele   w gla  arzenia  wyst puj   charakterystyczne  obwódki  utworzone  przez  ziarna 

ferrytu. 

 

 

Rys.11. Struktura  eliwa ci gliwego czarnego. Trawiona Nitalem, pow. 500x 

 

eliwo ci gliwe białe posiada wytrzymało  na rozci ganie w granicach 350-450 MPa, 

twardo  ok. 220 HB oraz wydłu enie wzgl dne (A

5

) około 5%. 

eliwo  ci gliwe  czarne  posiada  Rm  =  300-350  MPa,  twardo   170-190  HB  i 

wydłu enie do 15%. 

eliwo ci gliwe perlityczne posiada wytrzymało  dochodz c  do 750 MPa, twardo  

220-280 HB i wydłu enie od 2 do 7%. 

 

STRUKTURA I WŁA CIWO CI  ELIW SPECJALNYCH 

eliwa stopowe o specjalnych wła ciwo ciach mo na podzieli  na nast puj ce grupy:  

- odporne na  cieranie, 

- odporne na korozj , 

-  aroodporne, 

- o du ym elektrycznym oporze wła ciwym. 

 

Wiele gatunków  eliw stopowych wykazuje równocze nie kilka z tych wła ciwo ci. 

 

eliwa odporne na  cieranie 

eliwami  o  dobrej  odporno ci  na  cieranie  s   praktycznie  wszystkie  eliwa  białe, 

background image

jednak e zastosowanie ich ograniczone jest z powodu niewielkiej wytrzymało ci i znacznej 

krucho ci.  Zmniejszenie  krucho ci  eliwa  białego  mo na  uzyska   przez  wprowadzenie 

dodatku ok. 5% niklu i zwi kszenie zawarto ci manganu, co prowadzi do uzyskania struktury 

ledeburytyczno-austenitycznej.  Dodatek  ok.  2%  chromu,  przy  niskiej  zawarto ci  manganu, 

powoduje  uzyskanie  struktury  ledeburytyczno-martenzytycznej  o  twardo ci  ok.  600  HB.  W 

podobny  sposób  dodatki  chromu  i  niklu  powoduj   powstanie  w  eliwie  szarym  struktury 

martenzytycznej.  

Do  eliw  odpornych  na  cieranie  nale   równie   eliwa  austenityczne,  manganowe  i 

wysokoniklowe.  eliwa  te  posiadaj   struktur   austenityczn   z  wydzieleniami  grafitu  oraz 

w glikami  typu  ledeburytycznego,  co  daje  im  obok  odporno ci  na  cieranie  zdolno   do 

tłumienia drga . 

Najwa niejsz   grup ,  w ród  eliw  odpornych  na  cieranie,  stanowi   eliwa 

wysokochromowe, posiadaj ce przy zawarto ciach chromu do 18% struktur  ledeburytyczno-

austenityczn ,  za   przy  zawarto ciach  chromu  24-30%  -  struktur   ferrytyczn   z 

wydzieleniami w glików pierwotnych i ledeburytycznych. 

 

eliwa odporne na korozj  

eliwa  w glowe  s   stosunkowo  mało  odporne  na  działanie  czynników  chemicznych. 

Przez  wprowadzenie  dodatków,  takich  jak:  krzem,  krzem  z  molibdenem,  chrom,  chrom  z 

niklem,  chrom  z  molibdenem  lub  chrom  z  aluminium,  mo na  te  odporno   znacznie 

zwi kszy .  Najbardziej  odpornymi  na  korozj   s   w  praktyce  eliwa  wysokokrzemowe, 

niklowe i chromowe. 

eliwa wysokokrzemowe, zawieraj ce 14-18% Si, s  w zasadzie odporne na działanie 

wszystkich kwasów tlenowych. Przez dodatek 3-4% molibdenu uzyskuje si  w nich równie  

odporno   na  działanie  chlorowodoru  oraz  gor cych  kwasów.  Struktura  tych  eliw  jest 

ferrytyczna  z  wydzieleniami  grafitu,  mo liwe  s   te   wydzielenia  niewielkich  ilo ci 

ledeburytu.  eliwa krzemowe posiadaj  bardzo nisk  wytrzymało  na rozci ganie (ok. 100 

MPa) i do  znaczn  twardo  (320-460 HB). 

eliwa  wysokoniklowe  austenityczne  charakteryzuj   si   znaczn   odporno ci   na 

działanie  zarówno  kwasów,  jak  i  st onych  ługów.  Posiadaj   one  najcz ciej  struktur  

zło on   z  austenitu,  grafitu  i  w glików,  przez  co  obok  wła ciwo ci  antykorozyjnych 

zachowuj   zdolno   do  tłumienia  drga   i  odporno   na  cieranie  (zwłaszcza  przy  wi kszej 

zawarto ci w gla). 

eliwa  wysokochromowe  wykazuj   obok  odporno ci  na  cieranie  dobre  wła ciwo ci 

antykorozyjne, przy czym dla uzyskania tych wła ciwo ci, zawarto  w gla w  eliwach mo e 

by   mniejsza  (1,2-2%)  ni   w  przypadku,  gdy  wymagana  jest  najwi ksza  odporno   na 

cieranie. 

 

eliwa  aroodporne 

eliwa  zwykłe  nie  s   odporne  na  działanie  temperatur  powy ej  250°C,  gdy   przy 

wielokrotnym  nagrzewaniu  mo e  w  nich  nast powa   grafityzacja  cementytu,  b d ca 

przyczyn   powstawania  napr e .  Drug   przyczyn   powstawania  napr e   jest  bardzo 

znaczna  niejednorodno   strukturalna  eliwa  i  zwi zane  z  ni   ró ne  współczynniki 

rozszerzalno ci cieplnej poszczególnych faz. 

Najcz ciej  spotykanymi  w  eliwach  aroodpornych  dodatkami  stopowymi  s   chrom, 

nikiel  i  aluminium.  Oprócz  nich  stosuje  si   dodatki  krzemu,  molibdenu  i  miedzi.  eliwa 

wysokoniklowe  posiadaj   najcz ciej  struktur   austenityczn   lub  przy  mniejszych 

zawarto ciach  niklu  austenityczno-martenzytyczn   z  wydzieleniami  grafitu.  Nie  ró ni   si  

one  na  ogół  od  eliw  odpornych  na  korozj .  eliwa  wysokochromowe  posiadaj   struktury 

identyczne  jak  eliwa  wysokochromowe  odporne  na  cieranie,  przy  czym  najwi ksza 

background image

aroodporno   (do  120O°C)  uzyskuje  si   w  eliwach  zawieraj cych  ok.  1,5%  C  i  35%  Cr. 

eliwa  aluminiowe  posiadaj   przy  zawarto ci  aluminium  8  i  25%  struktur   eliwa  szarego, 

za  przy zawarto ci 16% Al - struktur   eliwa białego. 

 

eliwa oporowe 

eliwa stosowane na elementy grzejne s  materiałami bardzo kruchymi. W porównaniu 

z  materiałami  obrobionymi  plastycznie  posiadaj   znacznie  wy sz   oporno .  Oporno  

wła ciwa  eliwa zale y głównie od zawarto ci krzemu i w gla i ze wzrostem tej zawarto ci 

oporno   ro nie.  eliwa  oporowe  krzemowe  posiadaj   struktur   ferrytyczn ,  za   eliwa 

niklowo-chromowe - struktur  austenityczn . 

 

2.  Cel  wiczenia 

Zapoznanie  studentów  z  typowymi  strukturami  eliw  białych,  szarych  i  ci gliwych. 

Dokonywanie  oceny  struktury  według  PN-64/H-04663.  Powi zanie  struktury  eliw  z  ich 

wła ciwo ciami.  Zapoznanie  z  podstawowymi  zabiegami  cieplnymi  maj cymi  na  celu 

otrzymanie  danych struktur. 

 

3.  Przebieg  wiczenia 

wiczenie  polega  na  obserwacji,  rysowaniu  i  opisywaniu  wybranych  według  zada  

indywidualnych próbek z ró nych gatunków  eliw. Dokonaniu oceny struktury według PN-

64/H-04663. Przewidywaniu wła ciwo ci  eliw W zale no ci od struktury. 

 

4.  Wynik  wiczenia 

Wynikiem  wiczenia powinna by  umiej tno  rozpoznawania po obrazie struktury rodzaju 

eliwa,  korelowaniu  go  z  wła ciwo ciami.  Umiej tno   przybli onego  wskazania  rodzaju 

eliwa według wymogów jego zastosowania. 

 

5.  Zalecana literatura 

•  K. Wesołowski – „Metaloznawstwo”, t. II, WNT, Warszawa 1969 

•  T. Malkiewicz – „Metaloznawstwo stopów  elaza”, PWN, Warszawa-Kraków 1978 

•  S. Prowans – „Metaloznawstwo”, PWN, Warszawa 1988 

•  K. Przybyłowicz – „Metaloznawstwo”, WNT, Warszawa 1992