Zliatina liatiny: triedy, vlastnosti a aplikácie

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Legované železo je materiál, ktorý sa vyrába tavením vo vysokých peciach. Môže obsahovať rôzne množstvá uhlíka. V závislosti od kvantitatívneho obsahu tejto látky sa rozlišujú dva typy liatiny. Prvý sa nazýva konverzia alebo biela a druhý je sivý alebo zlievárenský.

Popis typov liatiny

Prvým typom je surové železo. Toto je názov materiálu, v ktorom je uhlík prítomný vo forme látky, ako je cementit. V prestávke má bielu farbu, odtiaľ jej názov. Takáto liatina sa vyznačuje vysokou tvrdosťou a krehkosťou. Je veľmi ťažké ho obrábať. Zároveň asi 80 % všetkého roztaveného surového železa je biele. Hlavným účelom tohto typu materiálu je ďalšie pretavenie na oceľ.

Sivá zliatina liatiny je kov, v ktorom je prítomný uhlík vo forme tvárneho grafitu. V prestávke je jeho farba šedá, čo určilo aj jeho názov. Krehkosť a tvrdosť takejto liatiny je menšia ako u bielej liatiny, ale je oveľa lepšie opracovaná.

Vlastnosti zliatinovej liatiny tohto typu sú nasledovné:

• V prvom rade veľmi dobre odoláva tlakovému zaťaženiu.
• Po druhé, tento kov je necitlivý na povrchové defekty a má tiež dobrú odolnosť proti únavovému poškodeniu.

Zlievárenská legovaná liatina má však dosť slabú rázovú húževnatosť, ako aj nízku ťažnosť. Kvôli týmto dvom nevýhodám je dosť ťažké použiť takýto materiál na konštrukčné účely.

Všeobecný popis tried sivej liatiny

V súčasnosti existujú také druhy legovanej sivej liatiny: SCH 10, SCH 15, SCH 18, SCH 20 a niekoľko ďalších. Písmená SCh v označení označujú, že ide o sivú liatinu a ďalšie dve číslice označujú maximálne zaťaženie, ktoré kov vydrží pri natiahnutí. Pevnosť v ťahu sa v tomto prípade meria v MPa.

Odrody šedej liatiny

Zlievárenské legované železo má niekoľko podtypov. Jednou z nich bola tvárna liatina. Tento podmienený názov bol daný materiálu, ktorý sa vyznačuje tým, že je mäkší a viskóznejší ako sivý. Získajte to z bielej liatiny. K tomu použite postup žíhania, ktorý trvá dlho. Značenie je tu približne rovnaké, napríklad KCh 30-6, KCh 33-8, KCh 37-12. Písmená označujú, že táto liatina je kujná a ďalšie dve čísla určujú pevnosť v ťahu. Ale pokiaľ ide o poslednú jednu alebo dve číslice, charakterizujú maximálne relatívne predĺženie, ktorémerané v percentách.

Je modifikovaný ďalší podtyp zlievarenského legovaného železa. Aby ste ho získali, musíte do šedej pridať špeciálne prvky. Takéto modifikátory sa pridávajú pred naliatím látky. Ako prísady možno použiť hliník, kremík, vápnik a iné. Tieto prísady výrazne zvyšujú počet kryštalizačných centier. Inými slovami, prispievajú k významnej redukcii grafitu.

Vďaka týmto prísadám sa špeciálna zliatina liatiny vyznačuje vyššími pevnostnými charakteristikami, menšou krehkosťou a zvýšenou odolnosťou proti praskaniu. Stojí za to dodať, že z takto upraveného materiálu sa získavajú všetky najlepšie druhy tejto zliatiny.

Typy zliatiny

Čo znamená zliatina liatiny? Legovanie je operácia, pri ktorej sa do zloženia materiálu zavádzajú rôzne nečistoty, ktoré môžu zlepšiť jeho vlastnosti. Pre liatinu sa takými prísadami stali titán, chróm, vanád a iné. Zavedenie legujúcich prvkov do kompozície môže zvýšiť také vlastnosti, ako je pevnosť, tvrdosť, odolnosť proti opotrebovaniu, odolnosť proti korózii a mnohé ďalšie.

Dnes v závislosti od množstva legujúcich prvkov v liatine možno rozlíšiť tri typy:

1. Ak sú prísady obsiahnuté v množstvách do 2,5 % z celkovej hmoty, potom ide o nízkolegovanú liatinu.
2. Stredne legované materiály sú také materiály, ktorých obsah látok je v rozmedzí od2,5 až 10 %.
3. Posledný typ je vysoko legovaný, ak celkový obsah modifikátorov presahuje 10 %.

Látky na legovanie, značenie

Podľa GOST musí legovaná liatina obsahovať určité množstvo látok na použitie v určitej oblasti. Okrem toho je štandardné aj označenie. Napríklad ChN15D7Kh je vysoko pevná zliatina obsahujúca 15 % niklu, 7 % medi a približne 1 % chrómu. Ako vidíte, v označení sú legujúce prvky označené jedným písmenom, za ktorým nasleduje číslo označujúce kvantitatívny obsah prísady. Môže sa však stať aj to, že figúrka chýba, ako po chróme. To znamená, že obsah látky v kompozícii je približne 1%.

Pokiaľ ide o výrobu takejto liatiny, je pomerne lacná. Súčasne má konečný produkt dostatočne vysoké úžitkové vlastnosti. Vďaka týmto dvom faktorom sa rozsah popisovaného materiálu neustále zvyšuje.

Typy zliatiny

Je prirodzené, že pridanie akejkoľvek látky do kompozície zvýši akúkoľvek konkrétnu vlastnosť. Preto sa rozlišuje niekoľko tried legovaných materiálov.

Liatina teda môže byť odolná voči opotrebovaniu. Materiál patriaci do tejto skupiny sa vyznačuje tým, že má zvýšenú odolnosť proti oderu, ku ktorému dochádza pri povrchovom trení. Táto kategória zahŕňa antifrikčnú a treciu liatinu. Prvý z nich má veľmi nízkuKoeficient trenia. Vďaka tomu je hlavnou aplikáciou legovanej liatiny uvedeného typu výroba dielov ako sú klzné ložiská, ich puzdrá a iné diely s podobnými požiadavkami.

trecí materiál sa naopak vyznačuje pomerne vysokým koeficientom trenia, a preto sa najčastejšie používa pri výrobe brzdových zariadení pre rôzne mechanizmy, zariadenia a pod.

Nehrdzavejúca liatina

Mnoho ľudí vie, že existuje kov nazývaný nehrdzavejúca oceľ. V skutočnosti to nie je veľmi presná definícia. Práve takéto zliatiny sa líšia tým, že ich odolnosť voči korózii je pomerne vysoká. Menovaná liatina sa najviac používala pri stavbe lodí. Ak sa do zloženia železa pridá viac ako 12 % chrómu ako legujúceho prvku a obsah uhlíka sa čo najviac zníži, potom sa získa takáto zliatina.

ChNHT, ChN1KhMD, ChN15D7Kh2 sa stali jej najbežnejšími značkami. Líšia sa tým, že si zachovávajú vysokú odolnosť proti korózii aj v agresívnom prostredí, majú dobrú odolnosť voči kavitácii a opotrebovaniu v prostredí pary a vody.

Malou, no stále pomerne populárnou skupinou je žiaruvzdorná liatina. Hlavnou výhodou materiálu je, že sa pomerne ťažko oxiduje a svoje vlastnosti si dobre zachováva aj pri zvýšených teplotách.

Zavedenie medi

Momentálnečas, čoraz častejšie sa začína používať liatina s prídavkom medi. Zavedenie tejto prísady do zliatiny výrazne zlepšuje jej odlievacie vlastnosti. Najlepšie zo všetkého je, že to ovplyvňuje tekutosť materiálu. Okrem toho je výrazne znížená tendencia k praskaniu a zmršťovaniu.

Inkorporácia 0,5 % Cu (meď) robí liatinu dostatočne vhodnou na to, aby sa dala odlievať do dielov s hrúbkou steny od 10 do 25 mm. Ak je potrebné zvýšiť hrúbku steny budúcich prvkov, potom bude potrebné zvýšiť kvantitatívny obsah medi, ako aj jej komplexov. Tu stojí za zmienku, že účinok pridania medi sa môže zvýšiť, ak sa do zliatiny zavedú prvky ako antimón alebo bizmut.

Ak sa uhlíkový ekvivalent zvýši, potom sa zníži vplyv medi na kryštalizáciu grafitu. Legovanie liatiny meďou môže tiež zabrániť bieleniu v povrchových vrstvách a tiež výrazne zvýšiť tvrdosť smerom k stredu. Je to celkom viditeľné pri tavení vložiek valcov, liatinových blokových hláv a iných predmetov.

Komplexná zliatina liatiny

Pre úspešné tavenie liatiny, ktorú možno použiť na odlievanie vložiek valcov, je potrebné použiť nielen rôzne ferozliatiny, ale aj indukčnú pec. Na odlievanie takýchto dielov sa používajú značky IChKhN4, ChN1KhMD a ChNMSh a niekoľko ďalších typov. Ich charakteristickým znakom je, že všetky diely sú vytavené do tenkostennej alebo masívnej formy.

Ihlaštruktúra a vysoko pevný materiál

Malá odroda sivej liatiny, ktorá patrí do skupiny odolných voči opotrebovaniu, je materiál s ihličkovitou štruktúrou. Stupeň dopingu v takomto materiáli je dosť nízky. Obsah kremíka a uhlíka v ňom je tiež dosť nízky. V tomto prípade sa množstvo látok ako meď, molybdén, nikel a niektoré ďalšie modifikátory zvyšuje v závislosti od výslednej požadovanej hrúbky steny, ako aj v závislosti od použitej metódy odlievania.

Ďalšou odrodou je vysoko pevný materiál. Ide o malú odrodu sivej liatiny, ktorá sa vyznačuje obsahom nodulárneho grafitu. Na získanie takejto štruktúry je potrebné do zliatiny zaviesť horčík, cér a bizmut. Pridaním týchto troch legujúcich prvkov sa tvárny grafit odlievaného materiálu mení na guľôčkový grafit. Tento typ sa líši tým, že jeho mechanické vlastnosti sú oveľa vyššie ako u iných typov liatiny. K dnešnému dňu sa vyrába približne 10 rôznych druhov zliatin tejto kategórie. Takýto materiál môže byť dokonale použitý pri stavbe lodí namiesto kujného typu. A najbežnejším typom tvárnej liatiny je horčík (s veľkým množstvom horčíka v zložení).