Porovnanie sivej a bielej liatiny | Dôležité rozdiely

Liatina je jedným z najznámejších materiálov na výrobu odliatkov. Vyznačuje sa pevnosťou, dobrou odolnosťou proti opotrebovaniu, tepelnou vodivosťou a ďalšími atraktívnymi vlastnosťami. Až na to, že to nie je samotný kov. Je to zliatina.

Zvyčajne je tento materiál zliatina železa a uhlíka. Najmenej 90 % obsahu kovov, nekovov do 6,67 %. Okrem samotného uhlíka môže zliatina obsahovať aj iné zliatiny, ako napríklad mangán, fosfor, kremík atď. Nielen ich trieda, ale aj ich fyzikálno-chemické vlastnosti závisia od percentuálneho podielu uhlíka v materiáli.

Biela a sivá liatina sú teda najpoužívanejšie. Líšia sa len percentuálnym podielom uhlíka v ich zložení. Z tohto dôvodu sa líšia aj výkonnostné vlastnosti.

V tomto článku vysvetlíme rozdiel medzi sivou a bielou liatinou – a na aký účel je vhodnejšie ju použiť.

„Sivá“ liatina

Sivá liatina obsahuje až 3,5 % uhlíka. A tento nekov je zastúpený vo svojej grafitovej forme (t. j. vo forme hexagonálnych lamelárnych dvojrozmerných kryštálov). Okrem toho GOST 1412 stanovuje zahrnutie látok, ako sú:

1. Kremík (do 2,5 %). Zlepšuje zlievarenské vlastnosti, zvyšuje mäkkosť, ale nie natoľko, aby sa znížila odolnosť voči deformácii;

2. Mangán (do 0,8 %). Zvyšuje pevnosť, vytvára stabilné vnútorné napätie, ktoré zvyšuje odolnosť voči vonkajšiemu mechanickému namáhaniu;

3. Fosfor (do 0,3 %). nebezpečná nečistota, ktorú však nemožno úplne odstrániť počas výroby. Jeho koncentrácia v sivej liatine je však minimálna.

Celkové zloženie materiálu zaručuje vynikajúcu odolnosť a odolnosť proti opotrebovaniu. Preto sa najčastejšie používa v ťažkých strojoch pre komponenty bez nárazov. Používa sa aj na konštrukčné diely obrábacích strojov.

Zaujímavou vlastnosťou „šedej“ je jej tekutosť pri odlievaní. Preto sa používa aj pri výrobe umeleckých predmetov. Z tejto zliatiny sa vyrábajú rôzne liatinové ploty so zložitou geometriou a textúrou, vitrážové prvky a dekoratívne predmety.

Dá sa tiež strihať.

Na druhej strane je jeho mechanická odolnosť pomerne nízka. Pri náraze alebo podobnom zaťažení môže kus prasknúť alebo sa rozštiepiť. Zriedkavo sa používa na odlievanie „kritických“ funkčných celkov a konštrukčných prvkov, čo je spôsobené aj jeho nízkou pevnosťou.

Na druhej strane je „sivý materiál“ odolný voči stlačeniu a vydrží aj veľké zaťaženie. Preto sa používa pri výrobe stĺpov, kanalizačných, vodovodných a vykurovacích potrubí, lôžok strojov a piestov motorov.

Výhody

• Pevnosť v tlaku umožňujúca používanie dielov pod zaťažením;

• Mechanická odolnosť a odolnosť proti opotrebovaniu;

• Netesnosť v procese odlievania.

nevýhody

• Nízka pevnosť, ktorá spôsobuje, že konštrukcia nie je schopná odolať nárazovému zaťaženiu;

• Mierna tepelná vodivosť;

• Mierna tepelná odolnosť.

Sivá liatina sa v domácom prostredí takmer nepoužíva a vo výrobe sa častejšie používa na ďalšie spracovanie na kujné, odolné proti opotrebovaniu a tvárne varianty. Po zliatí s inými prísadami sa môže použiť aj na výrobu kuchynského riadu.

„Biela“ liatina

Biela liatina je zliatina železa a uhlíka, v ktorej je všetok uhlík vo viazanom stave (ako cementit Fe₃C). Tento obsah nekovov je až 3,8 %. A to výrazne mení úžitkové vlastnosti materiálu. Mimochodom, prakticky sa v ňom nenachádzajú žiadne iné nečistoty.

Biela liatina je tvrdá – ale veľmi krehká. Zničenie alebo deformácia výrobku z neho vyrobeného môže nastať v dôsledku mechanických aj tepelných vonkajších faktorov. Okrem toho táto zliatina nemá takmer žiadne vlastnosti, ktoré sú dôležité pre výrobu hotových výrobkov.

Preto nie je tvárna, zle sa odlieva, je odolná voči rezaniu a kovaniu. Z tohto dôvodu nie je možné vyrábať obrobky so zložitou geometriou alebo malými rozmermi.

A samotný „biely materiál“ sa tiež takmer nepoužíva pri výrobe. Slúži ako základ pre iné zliatiny – vrátane vysokopevnostných a tvárnych. Veľmi často sa z neho vyrába aj oceľ – zlúčenina železa a uhlíka v malom množstve (do 0,6 %) a ďalších trvalých alebo legujúcich prísad.

Zhrnutie.

Výhody

• Čistota materiálu (nízky obsah nečistôt);

• Pevný, odolný voči rezaniu a iným deformačným vplyvom;

• Odolnosť proti opotrebovaniu.

Nevýhody

• Extrémne nízky výkon, ťažko opracovateľný;

• Nízka tekutosť, v dôsledku čoho sa ťažko odlieva;

• Je krehký, ľahko praská a láme sa aj pri menších nárazoch.

Všetky tieto nevýhody spôsobujú, že biela liatina nie je vhodná na použitie v strojárstve ani v iných aplikáciách. Preto sa takmer nepoužíva. Na druhej strane sa môže použiť ako základ pre iné praktické a široko použiteľné zliatiny, a to buď legovaním s inými prímesami, alebo naopak rafináciou.

Čo je lepšie – sivá alebo biela liatina??

Šedá farba je sypká, robustná a mechanicky stabilná, ale ľahko sa poškodí rezaním a nie vždy vydrží nárazové zaťaženie. Na druhej strane je biely prakticky nezničiteľný rezaním, ale je veľmi krehký, kujný, nehorľavý a v zásade sa nedá použiť v čistej forme.

To však nie je jediný rozdiel medzi materiálmi.

Vo všeobecnosti sa biela liatina v konečných výrobkoch takmer nepoužíva. Je surovinou pre iné zliatiny vrátane ocele. Šedá farba sa používa pomerne často. V domácej oblasti je však jednoduchšie „stretnúť sa“ s legovanou alebo špeciálne pripravenou – napríklad vysokopevnostnou, protišmykovou alebo kujnou liatinou.