termin żeliwo, podobnie jak termin stal, określa dużą rodzinę stopów żelaza. Żeliwo to wieloskładnikowe Stopy żelaza. Zawierają główne (żelazo, węgiel, krzem), drobne (0,01%) pierwiastki.
żeliwo ma wyższą zawartość węgla i krzemu niż stal. Ze względu na wyższą zawartość węgla struktura żeliwa, w przeciwieństwie do stali, wykazuje bogatą fazę węgla. W zależności od składu, szybkości chłodzenia i obróbki stopu, żeliwo może zestalać się zgodnie z termodynamicznie metastabilnym systemem Fe-Fe3C lub stabilnym systemem Fe-Gr.
gdy podąża się ścieżką metastabilną, fazą bogatego węgla w eutektyce jest węglik żelaza; gdy podąża się stabilną ścieżką krzepnięcia, fazą bogatego węgla jest grafit. Odnosząc się tylko do systemu binarnego Fe-Fe3C lub Fe-Gr, żeliwo można zdefiniować jako stop żelazowo-węglowy o więcej niż 2% C. Ważne jest, że krzem i inne pierwiastki stopowe mogą znacznie zmienić maksymalną rozpuszczalność węgla w austenicie (g). Dlatego w wyjątkowych przypadkach stopy o temperaturze poniżej 2% C mogą krzepnąć o strukturze eutektycznej i dlatego nadal należą do rodziny żeliwa.
tworzenie stabilnej lub metastabilnej eutektyki jest funkcją wielu czynników, w tym potencjału zarodkowania cieczy, składu chemicznego i szybkości chłodzenia. Pierwsze dwa czynniki determinują potencjał grafityzacji żelaza. Wysoki potencjał grafityzacji spowoduje żelazka z grafitem jako bogatą fazą węgla, podczas gdy niski potencjał grafityzacji spowoduje żelazka z węglikiem żelaza.
dwa podstawowe typy eutektyki-stabilny austenit-grafit lub metastabilny austenit-węglik żelaza (Fe3C) – mają szerokie różnice w swoich właściwościach mechanicznych, takich jak wytrzymałość, twardość, wytrzymałość i ciągliwość. Dlatego podstawowym zakresem obróbki metalurgicznej żeliwa jest manipulowanie rodzajem, ilością i morfologią eutektyki w celu uzyskania pożądanych właściwości mechanicznych.
Klasyfikacja
historycznie pierwsza klasyfikacja żeliwa opierała się na jego złamaniu. Początkowo wyróżniono dwa rodzaje żelaza:
- białe żelazo: wykazuje białą, krystaliczną powierzchnię złamania, ponieważ złamanie występuje wzdłuż płytek z węglika żelaza; jest wynikiem krzepnięcia metastabilnego (eutektyka fe3c)
- szare żelazo: wykazuje szarą powierzchnię złamania, ponieważ złamanie występuje wzdłuż płytek grafitowych (płatków); jest wynikiem stabilnego krzepnięcia (Eutektyka Gr).
wraz z pojawieniem się metalografii i wraz ze wzrostem wiedzy na temat żeliwa, możliwe stały się inne klasyfikacje oparte na cechach mikrostrukturalnych:
- kształt grafitu: grafitowy płytkowy (płatkowy) (FG), sferoidalny (sferoidalny) grafit (SG), zagęszczony (wermikularny) grafit (CG) i grafit temperowy (TG); grafit temperowy wynika z ? reakcja półprzewodnikowa (malleabilizacja.)
- Matryca: ferrytyczna, perlityczna, austenityczna, martenzytyczna, bainityczna (austemperowana).
ta klasyfikacja jest rzadko stosowana przez odlewnika podłogowego. Najczęściej używaną terminologią jest terminologia komercyjna. Pierwszy podział może być dokonany w dwóch kategoriach:
- wspólne żeliwo: do zastosowań ogólnego przeznaczenia są niestopowe lub niskostopowe
- specjalne żeliwo: do zastosowań specjalnych, na ogół wysokostopowe.
na Fig. 2.
żeliwo specjalne różni się od zwykłych żeliw głównie wyższą zawartością pierwiastków stopowych (>3%), które promują mikrostruktury o specjalnych właściwościach do zastosowań w podwyższonej temperaturze, odporność na korozję i odporność na zużycie. Klasyfikacja głównych typów specjalnych żeliwa przedstawiono na Fig. 1.
Fig. 1. Klasyfikacja specjalnego żeliwa wysokostopowego
Fig.2. Podstawowe mikrostruktury i przetwarzanie do otrzymywania zwykłych komercyjnych żeliwa