Bílá litina: vlastnosti, použití, struktura a vlastnosti

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

Zpočátku byla technologie lití litiny poprvé zvládnuta v Číně v 10. století, poté se rozšířila v dalších zemích světa. Základem litiny je slitina železa s uhlíkem a dalšími složkami. Charakteristickým rysem je, že litina ve svém složení obsahuje více než 2% uhlíku ve formě cementitu, který se nenachází v jiných kovech. Výrazným představitelem této slitiny je bílá litina, která se používá ve strojírenství pro výrobu dílů, v průmyslu i v běžném životě.

Vzhled

Slitina má na přetržení bílou barvu a charakteristický kovový lesk. Struktura bílé litiny je jemnozrnná.

Vlastnosti

V porovnání s jinými kovy má slitina železo-uhlík následující charakteristiky a vlastnosti:

• vysoká křehkost;
• zvýšená tvrdost;
• vysoký odpor;
• nízké odlévací vlastnosti;
• nízká obrobitelnost;
• dobrá tepelná odolnost;
• velké smrštění (až 2%) a špatné vyplnění formy;
• nízká odolnost proti nárazu;
• vysoká odolnost proti opotřebení.

Kovová hmota má velkou odolnost proti korozi v kyselině chlorovodíkové nebo dusičné. Pokud jsou ve struktuře volné karbidy, dojde při vložení litiny do kyseliny sírové ke korozi.

Bílé litiny, které obsahují nižší procento uhlíku, jsou považovány za odolnější slitiny vůči vysokým teplotám. Díky zvýšené mechanické pevnosti a houževnatosti, které se objevují při vystavení vysokým teplotám, je minimalizována tvorba trhlin v odlitcích.

Složení

Slitina železa a uhlíku je považována za levnější než ocel. Bílá litina obsahuje železo a uhlík, které jsou v chemicky vázaném stavu. Přebytečný uhlík, který není přítomen v tuhém roztoku železa, je obsažen v kombinovaném stavu ve formě karbidů železa (cementit) a v legované litině ve formě speciálních karbidů.

Zobrazení

V závislosti na množství obsahu uhlíku v bílé litině se dělí na následující typy:

1. Hyotektikum drží od 2,14 % do 4,3 % uhlíku a po úplném ochlazení získává strukturu perlitu, sekundárního cementitu a ledeburitu.
2. Eutektikum obsahuje 4,3 % uhlíku a má strukturu ve formě světlého pozadí cementitu, který je posetý tmavými zrny perlitu.
3. Hyotectic má ve svém složení od 4,3 % do 6,67 % uhlíku.

Aplikace

Na základě výše uvedených vlastnostílze usoudit, že nemá smysl praktikovat tepelné a mechanické zpracování bílé litiny. Slitina našla hlavní uplatnění pouze ve formě odlitku. V důsledku toho bílá litina získává nejlepší vlastnosti pouze tehdy, jsou-li splněny všechny podmínky odlévání. Tento způsob zpracování se aktivně používá, pokud je potřeba vyrábět masivní výrobky, které musí mít vysokou povrchovou tvrdost.

Kromě toho se bílá litina žíhá, výsledkem čehož jsou kujné litiny, které se používají k výrobě tenkostěnných odlitků, například:

• autodíly;
• zemědělské produkty;
• díly pro traktory, kombajny atd.

Slitina se také používá k výrobě plátů s žebrovaným nebo hladkým povrchem a také se aktivně používá při výrobě oceli a šedé litiny.

Použití bílé litiny v zemědělství jako konstrukčního kovu je dosti omezené. Nejčastěji se slitina železa a uhlíku používá k výrobě dílů pro hydraulické stroje, vrhače písku a další mechanismy, které mohou pracovat v podmínkách zvýšeného abrazivního opotřebení.

chlazené litiny

Tato slitina je považována za typ bílé litiny. Rychlým ochlazením povrchu slitiny železo-uhlík je možné dosáhnout chladu 12-30 mm. Struktura materiálu: povrchová část je vyrobena z bílé, šedé litiny v jádru. Z takového materiálu jsou vyrobena kola, koule pro mlýny, válcovací válce, které jsou namontoványstroje na zpracování plechu.

Legující prvky slitiny

Speciálně zavedené legující látky přidané do složení bílé litiny mohou poskytnout větší odolnost proti opotřebení a pevnost, odolnost proti korozi a tepelnou odolnost. Podle množství přidaných látek se rozlišují tyto druhy litiny:

• nízkolegovaná slitina (až 2,5 % pomocných látek);
• středně legované (od 2,5 % do 10 %);
• vysoce legované (více než 10 %).

Do slitiny lze přidat legující prvky:

• chrome;
• sulfur;
• nikl;
• měď;
• molybden;
• titan;
• vanad,
• silicon;
• hliník;
• mangan.

Legovaná bílá litina má vylepšené vlastnosti a často se používá pro odlévání turbín, lopatek, mlýnů, dílů pro cementářské a klasické pece, lopatek čerpacích strojů atd. Slitina železa a uhlíku se zpracovává ve dvou pecích, díky čemuž je možné uvést materiál do určitého chemického složení:

• v kopuli;
• v elektrických pecích.

Odlitky z bílé litiny se žíhají v pecích, aby se stabilizovaly požadované rozměry a uvolnilo se vnitřní pnutí. Teplota žíhání může stoupnout až na 850 stupňů. Proces zahřívání a chlazení musí probíhat pomalu.

Značení nebo označení bílé litiny s nečistotamizačíná písmenem H. Které legující prvky se hodí do složení slitiny, lze určit podle následujících písmen označení. Název může obsahovat čísla, která označují procento dalších látek, které se hodí do bílé litiny. Pokud označení obsahuje označení Ш, pak to znamená, že struktura slitiny obsahuje sférický grafit.

Typy žíhání

Pro tvorbu bílé litiny v průmyslu se používá rychlé ochlazení slitiny. Dnes se aktivně používají následující hlavní typy žíhání uhlíkových slitin:

• změkčovací žíhání se používá hlavně ke zvýšení feritu ve složení litiny;
• žíhání pro zmírnění vnitřního pnutí a minimalizaci fázových přeměn;
• grafitizační žíhání, jehož výsledkem je tvárná litina;
• normalizace při teplotě 850-960 stupňů, výsledkem je grafit a perlit a také zvýšená odolnost proti opotřebení a pevnost.

Další informace

K dnešnímu dni bylo prokázáno, že neexistuje přímý vztah mezi odolností proti opotřebení a tvrdostí uhlíkové slitiny. Pouze díky struktuře, konkrétně uspořádání karbidů a fosfidů ve formě pravidelné mřížky nebo ve formě stejnoměrných vměstků, je dosaženo zvýšené odolnosti proti opotřebení.

Pevnost bílé litiny je nejintenzivněji ovlivněna množstvím uhlíku a tvrdost závisí na karbidech. Největší pevnost a tvrdost mají ty litiny, kterémají martenzitickou strukturu.