Slitinová litina: jakosti, vlastnosti a použití

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Legované železo je materiál, který se vyrábí tavením ve vysokých pecích. Může obsahovat různá množství uhlíku. V závislosti na kvantitativním obsahu této látky se rozlišují dva druhy litiny. První se nazývá konverze, neboli bílá, a druhá je šedá, neboli slévárna.

Popis typů litiny

Prvním typem je surové železo. Toto je název materiálu, ve kterém je uhlík přítomen ve formě látky, jako je cementit. V přestávce má bílou barvu, odtud jeho název. Taková litina se vyznačuje vysokou tvrdostí a křehkostí. Obrábí se velmi obtížně. Přitom asi 80 % veškerého roztaveného surového železa je bílé. Hlavním účelem tohoto typu materiálu je další přetavení na ocel.

Šedá slitinová litina je kov, ve kterém je přítomen uhlík ve formě tvárného grafitu. V přestávce je jeho barva šedá, což také určilo jeho název. Křehkost a tvrdost takové litiny je menší než u bílé litiny, ale mnohem lépe se opracovává.

Vlastnosti slitinové litiny tohoto typu jsou následující:

• Především velmi dobře odolává tlakovému zatížení.
• Za druhé, tento kov je necitlivý na povrchové vady a má také dobrou odolnost proti únavovému selhání.

Slévárenská legovaná litina má však poměrně slabou rázovou houževnatost a také nízkou tažnost. Kvůli těmto dvěma nevýhodám je docela obtížné použít takový materiál pro konstrukční účely.

Obecný popis jakostí šedé litiny

Dnes existují takové druhy legované šedé litiny: SCH 10, SCH 15, SCH 18, SCH 20 a několik dalších. Písmena SCh v označení značí, že se jedná o šedou litinu a další dvě číslice označují maximální zatížení, které kov vydrží při natažení. Pevnost v tahu se v tomto případě měří v MPa.

Odrůdy šedé litiny

Slévárenské legované železo má několik podtypů. Jednou z nich byla tvárná litina. Tento podmíněný název byl dán materiálu, který se vyznačuje tím, že je měkčí a viskóznější než šedý. Získejte to z bílé litiny. K tomu použijte postup žíhání, který trvá dlouhou dobu. Značení je zde přibližně stejné, například KCh 30-6, KCh 33-8, KCh 37-12. Písmena označují, že tato litina je kujná a další dvě čísla určují pevnost v tahu. Ale pokud jde o poslední jednu nebo dvě číslice, charakterizují maximální relativní prodloužení, kteréměřeno v procentech.

Je upraven další podtyp slévárenského legovaného železa. Abyste ji získali, musíte do šedé přidat speciální prvky. Takové modifikátory se přidávají před nalitím látky. Jako přísady lze použít hliník, křemík, vápník a další. Tyto přísady výrazně zvyšují počet krystalizačních center. Jinými slovy přispívají k významnému snížení obsahu grafitu.

Díky těmto přísadám se speciální legovaná litina vyznačuje vyššími pevnostními charakteristikami, menší křehkostí a zvýšenou odolností proti praskání. Stojí za to dodat, že všechny nejlepší třídy této slitiny jsou získávány z takto upraveného materiálu.

Typy slitinových slitin

Co znamená legovaná litina? Legování je operace, při které se do složení materiálu zavádějí různé nečistoty, které mohou zlepšit jeho vlastnosti. U litiny se takovými přísadami staly titan, chrom, vanad a další. Zavedení legujících prvků do kompozice může zvýšit takové vlastnosti, jako je pevnost, tvrdost, odolnost proti opotřebení, odolnost proti korozi a mnoho dalších.

Dnes lze v závislosti na množství legujících prvků v litině rozlišit tři typy:

1. Pokud jsou přísady obsaženy v množství do 2,5 % celkové hmoty, pak se jedná o nízkolegovanou litinu.
2. Středně legované materiály jsou takové materiály, jejichž obsah látek je v rozmezí od2,5 až 10 %.
3. Poslední typ je vysoce legovaný, pokud celkový obsah modifikátorů přesahuje 10 %.

Látky pro legování, značení

Podle GOST musí legovaná litina obsahovat určité množství látek pro použití v určité oblasti. Kromě toho je standardní také značení. Například ChN15D7Kh je vysoce pevná slitina obsahující 15 % niklu, 7 % mědi a přibližně 1 % chrómu. Jak můžete vidět, v označení jsou legující prvky označeny jedním písmenem, za nímž následuje číslo udávající kvantitativní obsah přísady. Může se však také stát, že figurka chybí, jako po chromu. To znamená, že obsah látky ve složení je asi 1 %.

Pokud jde o výrobu takové litiny, je poměrně levná. Konečný produkt má přitom dostatečně vysoké výkonové vlastnosti. Díky těmto dvěma faktorům se rozsah popisovaného materiálu neustále zvyšuje.

Typy slitinových slitin

Je přirozené, že přidání jakékoli látky do kompozice zvýší jakoukoli konkrétní vlastnost. Proto se rozlišuje několik tříd legovaných materiálů.

Litina tedy může být odolná proti opotřebení. Materiál patřící do této skupiny se vyznačuje tím, že má zvýšenou odolnost proti oděru, ke kterému dochází při povrchovém tření. Do této kategorie patří antifrikční a třecí litina. První z nich má velmi nízkou hodnotukoeficient tření. Díky tomu je hlavní aplikací legované litiny jmenovaného typu výroba dílů jako jsou kluzná ložiska, jejich pouzdra a další díly s podobnými požadavky.

Třecí materiál se naopak vyznačuje poměrně vysokým koeficientem tření, a proto se nejčastěji používá při výrobě brzdových zařízení pro různé mechanismy, zařízení atd.

Nerezová litina

Mnoho lidí ví, že existuje kov zvaný nerezová ocel. Ve skutečnosti to není příliš přesná definice. Právě takové slitiny se liší tím, že jejich odolnost vůči korozi je poměrně vysoká. Jmenovaná litina se nejvíce používala při stavbě lodí. Pokud je do složení železa přidáno více než 12 % chrómu jako legujícího prvku a obsah uhlíku je co nejvíce snížen, pak bude jako výsledek získána taková slitina.

ChNHT, ChN1KhMD, ChN15D7Kh2 se staly jejími nejběžnějšími značkami. Liší se tím, že si zachovávají vysokou odolnost proti korozi i v agresivním prostředí, mají dobrou odolnost proti kavitaci a opotřebení v prostředí pára-voda.

Malou, ale stále poměrně oblíbenou skupinou je žáruvzdorná litina. Hlavní výhodou materiálu je, že je poměrně obtížné oxidovat a také si dobře zachovává své vlastnosti při zvýšených teplotách.

Zavedení mědi

Aktuálněčasem se stále častěji začíná používat litina s přídavkem mědi. Zavedení této přísady do slitiny výrazně zlepšuje její odlévací vlastnosti. Nejlepší ze všeho je, že to ovlivňuje tekutost materiálu. Kromě toho je výrazně snížena tendence k praskání a smršťování.

Začlenění 0,5 % Cu (mědi) činí litinu dostatečně vhodnou pro odlévání do dílů s tloušťkou stěny v rozmezí od 10 do 25 mm. Pokud je nutné zvýšit tloušťku stěny budoucích prvků, pak bude nutné zvýšit kvantitativní obsah mědi, stejně jako jejích komplexů. Zde stojí za zmínku, že účinek přidání mědi lze zvýšit, pokud se do slitiny zavedou prvky jako antimon nebo vizmut.

Pokud se uhlíkový ekvivalent zvýší, sníží se vliv mědi na krystalizaci grafitu. Legování litiny mědí může také zabránit vybělení v povrchových vrstvách a také výrazně zvýšit tvrdost směrem ke středu. To je docela patrné při tavení vložek válců, litinových hlav bloků a dalších položek.

Komplexní slitina litiny

Aby bylo možné úspěšně vytavit litinu použitelnou pro odlévání vložek válců, je nutné použít nejen různé feroslitiny, ale také indukční pec. K provádění odlévání těchto dílů se používají značky IChKhN4, ChN1KhMD a ChNMSh a několik dalších typů. Jejich charakteristickým znakem je, že všechny díly jsou vytaveny do tenkostěnné nebo masivní formy.

Jehlastruktura a vysoce pevný materiál

Malá varianta šedé litiny, která patří do skupiny odolné proti opotřebení, je materiál s jehličkovitou strukturou. Stupeň dopingu v takovém materiálu je poměrně nízký. Obsah křemíku a uhlíku v něm je také poměrně nízký. V tomto případě se množství látek, jako je měď, molybden, nikl a některé další modifikátory, zvyšuje v závislosti na výsledné požadované tloušťce stěny a také v závislosti na použité metodě lití.

Další odrůdou je vysoce pevný materiál. Jedná se o malou odrůdu šedé litiny, která se vyznačuje obsahem nodulárního grafitu. Aby se získala taková struktura, je nutné do slitiny zavést hořčík, cer a vizmut. Přidáním těchto tří legujících prvků se z tvárného grafitu odlévaného materiálu stane kuličkový grafit. Tento typ se liší tím, že jeho mechanické vlastnosti jsou mnohem vyšší než u jiných typů litiny. K dnešnímu dni se vyrábí přibližně 10 různých druhů slitin této kategorie. Takový materiál lze dokonale použít při stavbě lodí místo kujného typu. A nejběžnějším typem tvárné litiny je hořčík (s velkým množstvím hořčíku ve složení).