Żeliwo szare, żeliwo sferoidalne i żeliwo ciągliwe to trzy główne rodzaje materiałów żeliwnych. Różnią się one znacznie mikrostrukturą, właściwościami użytkowymi i procesami produkcyjnymi, przede wszystkim ze względu na różnice w morfologii grafitu. Oto szczegółowe porównanie:
1. Żeliwo szare
• Morfologia grafitu: Grafit płatkowy (szara powierzchnia pęknięcia).
• Mikrostruktura: Płatki grafitu są rozproszone w osnowie ferrytowej lub perlitowej; Na końcach płatków grafitu łatwo dochodzi do koncentracji naprężeń.
• Charakterystyka wydajności:
º Zalety: Dobre właściwości odlewnicze, odporność na zużycie, tłumienie drgań (płatki grafitowe pochłaniają drgania) i obrabialność; niski koszt.
º Wady: niska wytrzymałość, słaba plastyczność (prawie brak plastyczności), wysoka kruchość; wytrzymałość na rozciąganie jest znacznie niższa niż wytrzymałość na ściskanie.
• Zastosowania: Łoża obrabiarek, bloki silników, tarcze hamulcowe, obudowy zaworów i inne elementy wymagające tłumienia drgań i odporności na zużycie.
2. Żeliwo sferoidalne (lub żeliwo sferoidalne)
• Morfologia grafitu: Grafit sferoidalny (otrzymywany przez obróbkę sferoidyzującą magnezem lub cerem itp.).
• Mikrostruktura: Grafit sferoidalny ma mniejsze działanie tnące na osnowę, co skutkuje wysokim wykorzystaniem wytrzymałości osnowy (ferryt, perlit lub mieszanina).
• Charakterystyka wydajności:
º Zalety: Wysoka wytrzymałość, dobra plastyczność i udarność (wydłużenie może sięgać 10%-25%), wytrzymałość na rozciąganie zbliżona do stali, przy jednoczesnym zachowaniu odporności na zużycie i właściwości tłumiących drgania.
º Wady: Wysokie wymagania dotyczące procesu odlewania (wymaga obróbki sferoidyzacji), wyższy koszt niż żeliwo szare.
• Scenariusze zastosowań: Wały korbowe, koła zębate, rury, części podwozi samochodowych i inne komponenty, które muszą wytrzymywać obciążenia dynamiczne.
3. Żeliwo ciągliwe
• Morfologia grafitu: Grafit sferoidalny (powstający w wyniku wyżarzania żeliwa białego).
• Mikrostruktura: Grafit jest aglomerowany, z mniejszym efektem skrawania osnowy niż grafit płatkowy, ale słabszy niż grafit sferoidalny.
• Charakterystyka wydajności:
º Zalety: Wyższa wytrzymałość i plastyczność (wydłużenie zazwyczaj 5%-15%), lepsze od żeliwa szarego i wytrzymuje określone uderzenia.
º Wady: skomplikowany proces produkcyjny (wymaga długiego wyżarzania), wysoki koszt i ograniczona grubość ścianki.
• Klasyfikacja:
º Żeliwo ciągliwe czarnosercowe (na osnowie ferrytycznej): Dobra ciągliwość, stosowane do złączek rurowych i części samochodowych.
º Żeliwo ciągliwe Whiteheart (odwęglone powierzchniowo): dobra spawalność, stosowane do-części o cienkich ściankach.
º Żeliwo ciągliwe perlityczne: wysoka wytrzymałość, stosowane na części-odporne na zużycie.
• Scenariusze zastosowań: łączniki rurowe, narzędzia rolnicze, części kolejowe i inne cienkościenne-części o skomplikowanych kształtach wymagających wytrzymałości.
Zalecenia dotyczące wyboru
• Konieczność tłumienia drgań i niski koszt → Żeliwo szare.
• Potrzeba wytrzymałości i wytrzymałości → Żeliwo sferoidalne (może zastąpić niektóre części stalowe).
• Cienkie-części o skomplikowanych kształtach wymagające wytrzymałości → Żeliwo ciągliwe (szczególnie powszechne w łącznikach rurowych).
Chociaż wszystkie te trzy materiały należą do rodziny żeliwa, ich właściwości i zastosowania znacznie się różnią ze względu na różne formy grafitu. Ze względu na doskonałą ogólną wydajność żeliwo sferoidalne stało się najczęściej stosowanym materiałem żeliwnym w nowoczesnym przemyśle.
