Żeliwo to stop odlewniczy zawierający żelazo i węgiel oraz domieszki krzemu, manganu, fosforu i siarki. Zawartość węgla w żeliwie waha się od 2% do 6,7%. Stop ten odgrywa kluczową rolę w wielu branżach przemysłowych i znajduje zastosowanie m.in. w budownictwie, przemyśle motoryzacyjnym czy maszynowym. Unikalne właściwości żeliw takie jak dobra wytrzymałość, duża zdolność tłumienia drgań, dobra skrawalność, odporność na skrawanie żeliwa sprawiają, że znajduje zastosowanie w wielu przypadkach. W tym artykule przyjrzymy się różnym rodzajom żeliwa, ich właściwościom oraz zastosowaniom.
Właściwości żeliwa
Żeliwo charakteryzuje się wysoką twardością, odpornością na ścieranie, dobrą odlewalnością oraz niską rozszerzalnością cieplną. Dodatkowo, żeliwo ma doskonałe właściwości tłumienia drgań, co czyni je idealnym materiałem do zastosowań w przemyśle motoryzacyjnym i maszynowym. Żeliwo charakteryzuje się także niską odpornością na rozciąganie, jest jednak wysoce odporne na ściskanie oraz jest także mało udarne i ciągliwe.
Rodzaje żeliwa
W zależności od składu chemicznego, struktury oraz właściwości mechanicznych wyróżnia się różne rodzaje żeliwa. Kluczowe różnice między poszczególnymi typami żeliwa wynikają z zawartości węgla oraz innych stopów, co wpływa na ich twardość, ciągliwość i odporność na ścieranie. Dodatkowo, procesy produkcyjne oraz obróbcze, którym poddawane jest żeliwo, mają istotny wpływ na jego końcowe właściwości. Dzięki tym różnicom, żeliwo może być dostosowane do specyficznych zastosowań w różnych branżach przemysłowych, takich jak budownictwo, motoryzacja czy energetyka.
Do rodzajów żeliwa zaliczamy:
- Żeliwo szare. Jest najczęściej stosowanym rodzajem żeliwa. Charakteryzuje się dobrą obrabialnością i wysoką odpornością na ścieranie. Żeliwo szare znajduje zastosowanie w produkcji elementów maszyn oraz odlewów budowlanych.
- Żeliwo sferoidalne. Znane również jako żeliwo duktalne, ma lepsze właściwości mechaniczne niż żeliwo szare. Właściwości żeliwa sferoidalnego są bardzo zbliżone do właściwości niektórych stali, czego przykładem może być żeliwo ferrytyczne o wytrzymałości na rozciąganie nawet do 480 MPa i wydłużeniu 10-20%. Jest idealne do produkcji części maszyn z żeliwa, które muszą wytrzymać duże obciążenia.
- Żeliwo ciągliwe. To rodzaj żeliwa, który łączy cechy żeliwa szarego i sferoidalnego. Oferuje dobre właściwości mechaniczne oraz wysoką odporność na korozję. Żeliwo ciągliwe jest często stosowane w przemyśle motoryzacyjnym i energetycznym.
- Żeliwa stopowe – są to żeliwa, którym nadaje się specjalne właściwości, m.in. odporność na korozję, żaroodporność czy wyższe właściwości mechaniczne poprzez dodawanie pierwiastków stopowych, takich jak np. krzem (do 17%), aluminium (do 30%), czy mangan (do 17%).
Zobacz również: Jak powstają odkuwki stalowe
Zastosowanie żeliwa
Żeliwo znajduje szerokie zastosowanie w różnych branżach:
- Budownictwo, do produkcji rur, kształtek oraz innych elementów konstrukcyjnych. Kształtki żeliwne są często stosowane w systemach kanalizacyjnych oraz wodociągowych, gdzie wymagane są trwałe i niezawodne połączenia. Dodatkowo, żeliwo znajduje zastosowanie w produkcji elementów architektonicznych, takich jak balustrady czy ozdobne detale budowlane, które nie tylko pełnią funkcje użytkowe, ale także estetyczne.
- Przemysł maszynowy – części maszyn z żeliwa są powszechnie stosowane w różnych urządzeniach przemysłowych. Żeliwo szare jest często wykorzystywane do produkcji obudów maszyn, łożysk oraz ram, które muszą wytrzymać duże obciążenia i zapewniać stabilność. Żeliwo sferoidalne, ze względu na swoje lepsze właściwości mechaniczne, jest idealne do produkcji komponentów narażonych na dynamiczne obciążenia, takich jak wały czy koła zębate. W przemyśle motoryzacyjnym żeliwo jest używane do produkcji silników, skrzyń biegów oraz innych kluczowych elementów pojazdów.
Oprócz budownictwa i przemysłu maszynowego, żeliwo znajduje również zastosowanie w przemyśle energetycznym (np. w produkcji kotłów i pieców), chemicznym (elementy odporne na korozję) oraz spożywczym (np. formy do odlewów). Dzięki swoim unikalnym właściwościom, żeliwo jest materiałem o dużym znaczeniu w wielu dziedzinach przemysłu.