Żeliwo

Żeliwo – zastosowanie i właściwości

Warto wiedzieć

Żeliwo to materiał wykorzystywany w wielu dziedzinach życia. Jego doskonałe właściwości sprawiają, że żeliwo znajduje zastosowanie nie tylko w produkcji kuchennych naczyń, ale także w wielu innych przemysłach. Co dokładnie nazywane jest żeliwem, jak powstaje żeliwo, jakie są jego właściwości i gdzie wykorzystuje się ten materiał? Odpowiedzi na te i inne pytania znajdziesz w dzisiejszym wpisie. Zapraszamy do lektury!

Czym jest żeliwo?

Żeliwo to wysokowęglowy stop żelaza z węglem (zawierający ponad 2,0% węgla) nierzadko produkowany z domieszką krzemu, manganu, fosforu, czy siarki. Co ciekawe, maksymalna zawartość węgla w żeliwie nie jest stała i może ona wynosić nawet 6,7%. W żeliwach stopowych wprowadza się także specjalne dodatki stopowe, które zmieniają własności materiału.

Jak powstaje żeliwo?

Żeliwo powstaje w procesie odlewania i nie poddaje się go procesom obróbki plastycznej. Ze względu na dobre własności odlewnicze wyroby żeliwne powstają poprzez odlewanie materiału do wcześniej przygotowanych form. Kształty wyrobów mogą być bardzo różne, w zależności od przeznaczenia wyprodukowanego elementu.

Przed wylaniem materiału do form, najpierw należy go wytworzyć. Wówczas miesza się tzw. surówkę oraz złom i umieszcza się je w specjalnych piecach szybowych (żeliwiakach). Po uzyskaniu odpowiedniej konsystencji żeliwa, materiał odlewany jest do modeli.

Rodzaje żeliwa

Żeliwo to jeden z pierwszych stopów, którego nauczono się samodzielnie wytwarzać przy wytapianiu rudy żelaza. Wraz z rozwojem społeczeństwa najpierw opanowano dodawanie odpowiedniej ilości węgla do wytopu, a gdy uzyskano pożądaną konsystencję materiału, rozpoczęto obróbkę i prace spawalnicze z wykorzystaniem żeliwa. Z biegiem czasu wyróżniono pięć podstawowych rodzajów żeliwa: sferoidalne, szare, białe, stopowe i ciągliwe. Czym się charakteryzują?

Żeliwo sferoidalne

Ten rodzaj żeliwa powstaje wskutek specyficznej obróbki termicznej metalu, a następnie modyfikowania ciekłego stopu przy użyciu wydzielin węgla o kształcie kulek. Jedną z głównych zalet żeliwa sferoidalnego jest jego doskonała wytrzymałość, a także dobre własności plastyczne i odporność na ścieranie. Wadami żeliwa sferoidalnego mogą być niska przewodność cieplna, skłonność do powstawania naprężeń w odlewie i wysokie koszty produkcji. Ten rodzaj żeliwa znajduje jednak szerokie zastosowanie.

właściwości żeliwa

Żeliwo szare

Żeliwo szare zawiera węgiel w postaci grafitu, co powoduje popielaty odcień wyrobów. Do zalet żeliwa szarego zaliczyć można zdolności tłumienia drgań i zwiększone właściwości ślizgowe. Ponadto żeliwo szare cechuje się stosunkowo niskim kosztem wytwarzania i dobrą wytrzymałością na ściskanie.

Podstawowe wady żeliwa szarego to relatywnie niska wytrzymałość na zginanie i rozciąganie oraz słaba odporność na ścieranie i korozję. Ponadto wadą tego rodzaju materiału jest mała plastyczność żeliwa wraz z brakiem przystosowania do użytku w połączeniu z mocną chemią.

Żeliwo białe

Podczas wydzielania się węgla w żeliwie w postaci cementytu powstaje żeliwo białe. Materiał ten charakteryzuje się wysoką twardością, jednak idącą w parze z kruchością, co powoduje, że żeliwo białe nie nadaje się do obróbki mechanicznej innej niż szlifowanie. Jego godnym „następcą” jest żeliwo zabielane pozyskiwane z żeliwa białego. Wówczas powierzchnię odlewu tworzy twarda warstwa cementytu, zaś wewnątrz odlewu znajduje się węgiel zapewniający odpowiednią elastyczność materiału.

Żeliwo stopowe

Żeliwa stopowe to zwykłe żeliwa z dodatkami innych pierwiastków, odpowiadających za zmianę właściwości materiału. Wówczas można pozyskać np. odporne na działanie kwasów i wysoką temperaturę żeliwa krzemowe, żaroodporne żeliwa chromowe, czy odporne na korozję i ścieranie żeliwa niklowe.

Żeliwo ciągliwe

To materiał uzyskany wskutek długotrwałego wyżarzania żeliwa białego. Sam grafit pojawia się dopiero przy zabiegu nazywanym wyżarzaniem grafityzującym, który polega na obróbce cieplnej materiału. Dzięki takiej obróbce żeliwo uzyskuje ciągliwość.

żeliwo

Właściwości żeliwa

Do najczęściej wymienianych właściwości żeliwa zalicza się przede wszystkim doskonałą wytrzymałość i wysoką odporność na ścieranie. Ponadto materiał ten skutecznie tłumi drgania i nie sprawia problemów przy wykonywaniu odlewów do form. Żeliwo ma dobre właściwości ślizgowe i jest wytrzymałe na ściskanie. Większość materiałów żeliwnych można także poddawać obróbce mechanicznej. Co więcej, żeliwo cechuje się odpornością na korozję, a materiały z domieszką innych pierwiastków mogą wykazywać właściwości kwaso- i żaroodporne.

Zastosowanie żeliwa

Zastosowanie żeliwa zależy w głównej mierze od rodzaju materiału, gdyż każdy z nich cechuje się różnymi własnościami.

  • Żeliwo sferoidalne – Z tego materiału powstają elementy układu kierowniczego oraz części samochodowe takie jak wałki rozrządu, wały korbowe, koła zębate, zawory, czy pierścienie tłokowe.
  • Żeliwo szare – Najczęściej wykorzystuje się je do tworzenia odlewów nieprzenoszących obciążeń. Zaliczamy do nich np. grzejniki, umywalki, wanny, elementy piekarników, czy części maszyn, takie jak tłoki, wlewnice i cylindry.
  • Żeliwo białe – Ten rodzaj materiału znajduje zastosowanie w produkcji części o wysokiej odporności na ścieranie. Zaliczamy do nich klocki hamulcowe, przenośniki materiałów sypkich, kule młynów, czy ślimaki mieszalników.
  • Żeliwo stopowe – Ze względu na możliwość uzyskania różnych właściwości materiału, żeliwo stopowe znajduje zastosowanie w wielu branżach przemysłu. Najczęściej wyroby stopowe wykorzystuje się w przemyśle chemicznym, farmaceutycznym, czy motoryzacyjnym.
  • Żeliwo ciągliwe – Ten rodzaj żeliwa najczęściej wykorzystuje się do wytwarzania części do maszyn rolniczych, maszyn do szycia, czy artykułów gospodarstwa domowego.

Konserwacja i pielęgnacja żeliwa

Żeliwo to materiał, z którego powstają przedmioty codziennego użytku. Najczęściej można je spotkać w kuchni w postaci garnków i patelni, jednak z żeliwa powstają także np. meble ogrodowe i latarnie. Aby przez długi czas zachować właściwości żeliwa, należy dokładnie myć naczynia wodą z płynem oraz dokładnie je osuszać. Po wysuszeniu warto nacierać przedmioty niewielką ilością oleju spożywczego. W celu przedłużenia trwałości mebli, można pomalować je farbą antykorozyjną.

Podsumowanie

Żeliwo to materiał o niezwykle szerokim zastosowaniu, cechujący się wieloma cennymi właściwościami. W zależności od obróbki materiału powstają różne rodzaje żeliwa, które następnie wykorzystuje się w wielu branżach. W życiu codziennym jednak żeliwo najczęściej można ujrzeć w postaci elementów w łazience, mebli i dodatków ogrodowych,oraz przyborów kuchennych.

0 komentarzy
Inline Feedbacks
Zobacz wszystkie komentarze