Żeliwo: jego właściwości i zastosowanie

Mamy z nim do czynienia od wieków, a przedmioty żeliwne towarzyszą nam wszędzie dookoła, często nawet nie zdajemy sobie sprawy z jego powszechności. Wszechstronne właściwości sprawiają, że produkty wykonane z odlewu żeliwa znajdziemy w wielu różnych gałęziach przemysłu, jak i również w powszechnym użyciu w domu. Czym więc jest żeliwo i jakie zastosowania mają odlewy żeliwne?

Czym jest żeliwo?

Żeliwo jest to wysokowęglowy stop żelaza z węglem. Zazwyczaj taki odlew zawiera również domieszki innych minerałów takich jak: krzem, mangan, fosfor, siarka i tak dalej. Odlew najczęściej zawiera od dwóch do ponad sześciu procent węgla w stopie.

Jakie są właściwości żeliwa?

Odlewy żeliwne są przede wszystkim bardzo trwałym materiałem. Jest ciężki, wytrzymały i odporny na korozję i ścieranie. Skutecznie też tłumi różnego rodzaju drgania. Niewątpliwy wpływ na jego popularność ma też niski koszt produkcji oraz łatwość w odlewaniu nawet bardziej skomplikowanych form.

Ze względu na swoje właściwości odlewy żeliwne nie są poddawane obróbce plastycznej, lecz powstają w procesie odlewania do produkcji odlewów.

Jak są wytwarzane odlewy żeliwne?

Odlewy żeliwne powstają w odlewni w procesie odlewania. Są przetapiane w specjalnych piecach szybowych, gdzie mieszana jest surówka ze złomem stalowym lub żeliwnym. Tak wymieszany stop wykorzystywany jest dalej do tworzenia różnych odlewów, a wszystko to dzięki świetnym właściwościom lejnym.

Z powodu tych właściwości odlewy żeliwne mogą przybrać przeróżne kształty w zależności od formy, do jakiej został przelany odlew. Po zastygnięciu odlewy są poddawane obróbce, by pozbyć się pozostałości formy lub ostrych krawędzi, poprzez szlifowanie.

Na końcu odlewy żeliwne są poddawane sezonowaniu, co zmniejsza wewnętrzne naprężenia, które mogą spowodować, że odlew może się odkształcić.

Rodzaje żeliwa

W zależności od proporcji i zastosowanych minerałów można uzyskać różne rodzaje żeliwa. Każdy rodzaj różni się właściwościami, co pozwala na inne zastosowanie odlewów. W branży odlewniczej korzysta się głównie z pięciu rodzajów żeliwa:

– żeliwa białego,

– żeliwa szarego,

– żeliwa sferoidalnego,

– żeliwa stopowego,

– żeliwa ciągliwego.

Zastosowanie odlewów żeliwnych

Jak już zostało wspomniane wcześniej, odlewy żeliwne znajdują zastosowanie w przeróżnych dziedzinach, od ławek żeliwnych, przez grzejniki, narzędzia, części maszyn, po garnki. Profesjonalne odlewy żeliwne na zamówienie są więc poszukiwaną usługą w wielu branżach.

Waga przedmiotów wykonanych z żeliwa jest jednak dość duża. Tak więc w przypadku dużych przedmiotów, częściej produkuje się takie, które powinny być na stałe umieszczone w jednym miejscu, jak chociażby do produkcji ławek ogrodowych, niż domowych mebli.

Zastosowanie żeliwa białego

Jest uznawane za żeliwo niższej jakości, jest kruche i nie nadaje się do obróbki mechanicznej poza szlifowaniem. Jednakże ze względu na wysoką twardość jest wykorzystywane jako materiał wyjściowy, gdy potrzebne są odlewy z dużą odpornością na ścieranie.

Zastosowanie żeliwa szarego

Żeliwo szare swoją nazwę zawdzięcza obecności w jego składzie grafitu, który nadaje mu szary lub popielaty kolor. Uznawane za wyższej jakości od swojego poprzednika. Jest od niego łatwiej obrabialne i bardziej ciągliwe, choć wciąż nie jest ono zbyt plastyczne. Ma dobre właściwości lejne, redukuje różnego rodzaju drgania i ma sporą odporność na ściskanie. Jednak jego dokładne właściwości i zastosowanie zależą od postaci użytego grafitu. Przy użyciu grafitu w postaci pyłku staje się mniej ciągliwe i mało wytrzymałe.

Prawdopodobnie jest to najbardziej wszechstronnie używany rodzaj wykorzystywany do bardzo szerokiego wachlarza produktów, szczególnie takich, które nie przenoszą obciążeń. Z żeliwa szarego robi się elementy dekoracyjne, meble ogrodowe, grzejniki, umywalki, elementy piekarników czy części maszyn – cylindry silnika samochodowego, obudowa skrzyni biegów, tłoki, tarcze hamulcowe itd.

Zastosowanie żeliwa sferoidalnego

Żeliwo sferoidalne powstaje w wyniku konkretnej metody wytopu, która to powoduje, że grafit zawarty w żeliwie jest w formie kulistej. Ten rodzaj wyróżnia się dużą wytrzymałością oraz dobrymi właściwościami ślizgowymi, jest odporne na duże ciśnienie oraz zginanie i ściskanie. Jest też możliwy do odkształcenia bez uszkodzeń, a więc wykazuje się dużą plastycznością i odpornością na obciążenia. Jako wady można uznać niską przewodność cieplną i spore koszty produkcji.

Przede wszystkim stosowany jest przy produkcji części samochodowych, takich jak wały korbowe, elementy układu kierowniczego, jak i również armatury żeliwnej, kół zębatych, elementów obrabiarek.

Zastosowanie żeliwa stopowego

Odlewy żeliwne tego rodzaju zawierają dodatek różnych stopów, które modyfikują ich właściwości fizyczne i chemiczne. Dzięki nim odlewy mogą mieć właściwości antykorozyjne, żaroodporne czy nawet kwasoodporne, co pozwala na zastosowanie go w różnych gałęziach przemysłu i z bardziej specjalistycznym przeznaczeniem.

Ten rodzaj wykorzystywany jest do produkcji produktów narażonych na rdzę czy kontakt z kwasami w przemyśle chemicznym, czy motoryzacyjnym, jak i również stosowany jest w rurach, piecach czy włazach kanalizacyjnych.

Zastosowanie żeliwa ciągliwego

Otrzymuje się w wyniku długotrwałej obróbki cieplnej żeliwa białego. Proces ten nazywa się wyżarzaniem grafityzującym. Jest bardzo wytrzymałe, odporne na obciążenia i ma dobre właściwości ciągliwe.

Z tej odmiany produkuje się części, maszyn rolniczych do szycia, artykuły gospodarstwa domowego, koła zębate czy wałki rozrządu.

Podsumowanie

Znany od setek lat stop żelaza z węglem jest materiałem o bardzo wszechstronnym i powszechnym zastosowaniu. Najczęściej spotykamy go we własnym domu, czy to w grzejnikach, elementach armatury, czy w kuchni jako te dobrze znane ciężkie patelnie. Różnorodność zastosowania wymaga jednak uwagi, jeśli chodzi o dbanie o przedmioty żeliwne. W przypadku ławek ogrodowych, warto pokryć je farbą antykorozyjną, nawet jeśli sam materiał koroduje tylko powierzchniowo.

Niemniej odlewy żeliwne są trwałe, tanie i łatwe w produkcji, a szeroki wachlarz właściwości sprawia, że mogą zostać wykorzystane w naprawdę wielu gałęziach przemysłu.

—

Artykuł sponsorowany