Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích •Moderní slévárenské •technologie Přednáška č. X: Doplnit název přednášky111 Přednášky pro studijní program Strojírenství Doc. Ing. Ladislav SOCHA, Ph.D. a kol. Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích •Základní rozdělení slévárenských slitin Přednáška č. X: Doplnit název přednášky222 Přednáška č. 6 Rozdělení slitin železa Přednáška č. X: Doplnit název přednášky333 Přednáška č. 6 Základní rozdělení slévárenských slitin 3/16 Charakteristika litiny Přednáška č. X: Doplnit název přednášky444 üLitiny jsou slitiny železa, uhlíku, křemíku, manganu, síry, fosforu s dalšími prvky, ve kterých je obsah uhlíku vyšší než 2,14 hm. % üUhlík je v litinách vyloučen ve formě grafitu (grafitické litiny) nebo cementitu (Fe3C) ü Většina odlitků se odlévá z tzv. grafitických litin, které mají dobré slévárenské vlastnosti ü Litiny, které mají ve struktuře vyloučen cementit, se používají tam, kde odlitek má mít vysokou tvrdost nebo odolnost proti otěru üVětšina prvků přítomných v litině může být klasifikována podle jejich vlivu na mikrostrukturu: Øprimární: C, Si, Mn, P a S Ølegující: Cu, Ni a Mo Økarbidotvorné a perlitotvorné: As, B, Cr, Sn a V Ønežádoucí: As, Bi, Pb, Sb atd. Øplyny: H, N Přednáška č. 6 Základní rozdělení slévárenských slitin 4/16 Základní rozdělení litin Přednáška č. X: Doplnit název přednášky555 ülitiny s lupínkovým grafitem LLG (šedá litina), ülitiny s kuličkovým grafitem LKG, ülitiny s červíkovitým grafitem LČG, ütemperované litiny s bílým lomem TLB, a černým lomem TLČ, übílá litina je litina bez volně vyloučeného grafitu s volným cementitem, ülegované litiny pro speciální určení. • Přednáška č. 6 Základní rozdělení slévárenských slitin 5/16 Struktura a mechanické vlastnosti druhů litin Přednáška č. X: Doplnit název přednášky666 Přednáška č. 6 Základní rozdělení slévárenských slitin 6/16 Tvary grafitu v litinách Přednáška č. X: Doplnit název přednášky777 1. 2. 3. 4. 1.Šedá litina 2.Tvárná litina 3.Vermikulární litina 4.Temperovaná litina Přednáška č. 6 Základní rozdělení slévárenských slitin 7/16 Základní chemické složení litin Přednáška č. X: Doplnit název přednášky888 üHlavní prvky v litině jsou: Øželezo, uhlík, křemík, mangan, fosfor, síra a prvky z očkujících přísad üU legovaných nebo speciálních litin to mohou být: Ønikl, měď, molybden, cín, titan, chrom üPrvky, které se dostávají do litin y z výchozích surovin při druhování a jejich přítomnost je většinou nežádoucí: Øolovo, vizmut (bizmut zastaralé označení), antimon, arsen, bor, hliník, vanad, zirkon a pokud se nejedná o legující přísadu, tak je to i chrom, cín a titan ü üPlyny představující vodík, dusík a kyslík mohu spolu působit při vzniku krystalizačních zárodků v litinách a tím iniciovat grafitizaci, ale za určitých okolností způsobují vnitřní vady v odlitku typu uzavřených bublin. 1. 2. 3. Přednáška č. 6 Základní rozdělení slévárenských slitin 8/16 1.Tvárná litina 2.Temperovaná litina s bílým lomem 3.Mikrostruktura bílé litiny Chemické složení grafitických litin Přednáška č. X: Doplnit název přednášky999 üVliv Si na pseudobinární diagram Fe – C – Si Ø teplota eutektická, Ø teplota eutektoidní, Ø koncentrace eutektického bodu, Ø koncentrace eutektoidního bodu, Ø mezní rozpustnost uhlíku v austenitu Vliv Si na polohu a interval teplot a koncentrací v diagramu Fe – C – Si Přednáška č. 6 Základní rozdělení slévárenských slitin 9/16 Suroviny pro tavení litin Přednáška č. X: Doplnit název přednášky101010 üSurová železa – jsou základním materiálem pro kovové vsázky pro všechny druhy litin dle normy EN – ČSN – 421221 ØSurová železa jsou velmi kvalitní, ale zároveň jsou drahou složkou kovové vsázky. Vyznačují se nízkým obsahem síry a ostatních nečistot. Do sléváren se dodávají ve tvaru housek. Některé housky jsou označeny vrubem podle typu a velikosti a tím je usnadněno jejich dělení ØSurová železa rozdělujeme podle obsahu křemíku, manganu, fosforu a případně podle dalších prvků. Při výrobě litiny s kuličkovým grafitem je potřeba použít vysokopecní surová železa s nižším obsahem nečistot, nebo surová železa vyrobená speciálními rafinačními postupy üPodle obsahu základních prvků se rozdělují na: 1. slévárenská s obsahem Si nad 1,25 % a C = 3,75 – 4,25 % 2. ocelárenská s obsahem Si do 1,25 % a C = 4,20 – 4,7 % 3. speciální na výrobu litin s kuličkovým grafitem s nízkým obsahem Mn, P, S. 4. legovaná, která mají zvýšený obsah legur – Mn, Cr, Cu, Ni, V, P üPro výrobu tvárné litiny se používají surová železa Sorel a Pig Nod Prvek Uhlík Křemík Mangan Fosfor Síra Chrom Sorel (%) 3,5 – 4,5 < 0,5 < 0,035 < 0,035 < 0,015 < 0,010 Pig Nod 3,5 – 4,6 0,51 – 1,0 Max. 0,10 Max. 0,055 Max. 0,02 Max. 0,010 Přednáška č. 6 Základní rozdělení slévárenských slitin 10/16 Suroviny pro tavení litin Přednáška č. X: Doplnit název přednášky111111 üOcelový odpad – tento odpad lze použít jako druhotnou surovinu (náhradu surového železa), pokud se jedná o kvalitní tříděný ocelový šrot s limitovanými obsahy neželezných kovů (Cu, P, Sn, Zn) a legur (Cr, Mn, Ni, Ti). Dále se používá na snížení obsahů C a Si üVsázkové materiály – surové železo, ocelový odpad, vratný materiál, zlomková litina, legury, nauhličovadla, očkovadla, modifikátory a struskotvorné přísady üVratný materiál – technologický odpad ze slévárny, zvyšuje obsah síry a viskozitu strusky. Podíl ve vsázce by neměl být více jak 60 % üZlomková litina – smíšený odpad, lze použít jen za předpokladu oddělení neželezných složek • Přednáška č. 6 Základní rozdělení slévárenských slitin 11/16 Suroviny pro tavení litin Přednáška č. X: Doplnit název přednášky121212 üLegury – při výrobě zvyšují obsahy prospěšných prvků – Si, Mn, Cr, Cu, P, Ni, V, W, Mo, Al. Mikrolegury se používají Sn, Sb, Ti, B, Ca, Mg üNauhličovadla – vysokouhlíkové materiály (koks, antracit, grafit) pro použití v elektrických pecích za účelem zvýšení obsahu uhlíku üOčkovadla – látky, které jsou na bázi Si a Ca se používají jako feroslitiny (FeSi75) pro očkování litin üModifikátory – používají se jako přísady na výrobu litiny s kuličkovým nebo červíkovitým grafitem üStruskotvorné přísady – mezi tyto přísady patří vápenec, vápno, kazivec, dolomit, křemenný písek, kalcinovaná soda Přednáška č. 6 Základní rozdělení slévárenských slitin 12/16 Výhody a nevýhody slitin železa Přednáška č. X: Doplnit název přednášky131313 Ocel: Výhody: 1.Homogenita a zároveň možnost velké tvarové variability při zachování vysoké přesnosti 2.Materiál je 100% recyklovatelný 3.Snadná montáž Nevýhody: 1. Velká štíhlost ocelových prvků a tím omezená stabilita 2. Nad teplotou 500 °C se snižují mechanické vlastnosti (ačkoliv je ocel nehořlavá) 3. Ocel je velmi náchylná na povětrnostní vlivy, z toho plyne koroze díl Litina: Výhody: 1.Má dobrou pevnost v tlaku 2.Je tvrdá 3.Velmi dlouhá životnost, např. bloků motorů Nevýhody: 1. Je křehká a netvářitelná 2.Nelze ji ohýbat, natahovat ani kovat 3.Má malou pevnost v tahu, proto před ohnutím nebo deformací dochází k prasknutí Přednáška č. 6 Základní rozdělení slévárenských slitin 13/16 Suroviny pro tavení litin Přednáška č. X: Doplnit název přednášky141414 Přednáška č. 6 Základní rozdělení slévárenských slitin 14/16 Použitá literatura Přednáška č. X: Doplnit název přednášky151515 üSKÁLOVÁ, Jana, Jaroslav KOUTSKÝ a Vladislav MOTYČKA. Nauka o materiálech. 4. vyd. V Plzni: Západočeská univerzita, 2010. ISBN 978-80-7043-244-0. üFISCHER, Ulrich. Základy strojnictví. Praha: Europa-Sobotáles, 2004. ISBN 80-86706-09-5. ü[online]. [cit. 2021-9-6]. Dostupné z: https://norelem.se/sv/Flexibelt-standarddelsystem/01000/Plattor/Bottenplattor-med-T-sp%C3%A5r-gr%C3 %A5j%C3%A4rn/p/agid.2133 ü[online]. [cit. 2021-9-6]. Dostupné z: https://www.sportchek.ca/categories/shop-by-sport/fitness/weightlifting/bars-plates-sets/product/yo rk-50-lb-cast-iron-plate-282010061.html ü[online]. [cit. 2021-9-6]. Dostupné z: https://www.litinove-nadobi.cz/hrnce-a-pekace/litinovy-hrnec-2l/ ü[online]. [cit. 2021-9-6]. Dostupné z: https://www.seco-foundry.com/automotive-production/ ü[online]. [cit. 2021-9-6]. Dostupné z: https://discounts.clearancesales2021.ru/category?name=v%C3%BDkup%20%C5%BEeleza%20ostrava%20cen%C3%A Dk%20Amazon ü[online]. [cit. 2021-9-6]. Dostupné z: https://www.druso-plzen.cz/produkty/ ü[online]. [cit. 2021-9-6]. Dostupné z: https://www.resorbent.cz/kalcinovany-antracit ü[online]. [cit. 2021-9-6]. Dostupné z: http://www.kovintrade.cz/prodejni-program/metalurgie/feroslitiny/ ü[online]. [cit. 2021-9-6]. Dostupné z: https://www.seco-slevarna.cz/seda-litina-vlozky-valcu/ Přednáška č. 6 Základní rozdělení slévárenských slitin 15/16 Použitá literatura Přednáška č. X: Doplnit název přednášky161616 ü[online]. [cit. 2021-9-6]. Dostupné z: https://cs.wikipedia.org/wiki/Litina ü[online]. [cit. 2021-9-6]. Dostupné z: https://www.chcipisek.cz/slevarenske-pisky/vysoce-teplotne-odolny-kremenny-pisek/?parameterValueId= 65 ü[online]. [cit. 2021-9-6]. Dostupné z: https://slideplayer.cz/slide/2802025/ Přednáška č. 6 Základní rozdělení slévárenských slitin 16/16