Litiny
- charakteristika litiny,
- výroba litiny,
- značení litiny dle ČSN,
- druhy litin a jejich charakteristika.
Charakteristika:
Litiny jsou slitiny železa především s uhlíkem a dalšími prvky, kde množství uhlíku ve slitině přesahuje vždy hodnotu 2,14%. Uhlík je v litině většinou v podobě lupínkového grafitu.
Grafit
česky tuha, je stejně jako diamant chemický prvek uhlík. je černošedý až černý, matný až lesklý, je elektricky vodivý. Tvoří jemně lupenité, zrnité, zemité až celistvé agregáty, méně často je hrubě lupenitý, dobře omezené krystaly jsou vzácné.
|
V grafitu jsou atomy uhlíku uspořádány do vrstviček, které jsou mezi sebou spojeny poměrně slabou vazbou, takže díky tomu je grafit velmi měkký a velmi snadno se otírá o jiné předměty.
Výroba litiny
Litiny jsou důležitým konstrukčním materiálem vyráběným v tzv. kuplovnách – šachtových pecích, které jsou svým tvarem podobné pecím vysokým. Zde se přetavuje šedé surové železo, odpadová litina ze sléváren a odpadový ocelový šrot ze sběru. V kuplovnách se topí koksem a do vsázky se přidává vápenec. Chemický proces, který v kuplovnách probíhá je podobný jako při tavení surového železa ve vysoké peci. Vzduch, který je do kuplovny přiváděn, však na rozdíl od vysoké pece není ohříván. Tavba probíhá při teplotách 1100 – 1300 C. Po vytavení vsázky získáváme jako hlavní produkt kuplovny tzv. šedou litinu (má výbrus šedé barvy).
Značení litiny dle ČSN
-dle ČSN Označování litin stejně jako ocelí podléhá normalizaci, v ČR se nejvíce používá norma ČSN
|
Značí se: 42 xxyy.ab
42 …… je třída norem hutnictví
xx ….. skupina materiálů:
yy ….. číslo * 10 udává pevnost v tahu, jednotky MPa.
a …….. způsob tepelného zpracování
b …….. způsob odlévání odlitku
Rozdělení litin
- Šedá litina
- Tvárná litina
- Bílá litina
- Temperovaná litin
1. Šedá litina
Strukturu šedé litiny si můžeme představit jako hmotu tvořenou ocelovou základní hmotou, v níž jsou rozptýleny různými směry lupínky grafitu. Tvar struktury závisí nejvíce na chemickém složení a na rychlosti chladnutí litiny. Vlastnosti litiny ovlivňuje velikost a rozložení lupínků. Litina s jemnými lupínky je kvalitnější jako litina s lupínky velkými. Na koncích lupínků se při namáhání koncentruje napětí, které je tím větší, čím delší je lupínek a čím má ostřejší konec. Důležitá je poloha lupínku vzhledem ke směru napětí. To může dosáhnout hodnoty až desetinásobku běžného napětí, pokud bude poloha lupínku kolmá ke směru napětí (grafit může mít tvar lupínkovitý, pavoučkovitý, dokonale nebo nedokonale zrnitý a jeho rozložení může být rovnoměrné, růžicovité, usměrněné, neusměrněné, smíšené)
litina s lupínkovým grafitem grafit v šedé litině
Šedé litiny dělíme na dvě skupiny:
- Šedé litiny nelegované, kde kromě ţeleza je hlavním prvkem uhlík.
- Šedé litiny legované, kde přidáním dalších legujících prvků, jako je Cr, W, V, Mg, Ti a další, zlepšujeme hlavně mechanické vlastnosti šedé nelegované litiny. Nejvíce důleţité je velké zjemnění a zkrácení lupínků grafitu a dále zlepšíme odolnost proti korozi, získáme ţárovzdornost a ţáropevnost a další vlastnosti. Výrobky z šedých litin nelegovaných jsou např. řemenice, poklopy. Kvalitnější litiny s větší pevností v tahu slouţí k výrobě na součásti zemědělských strojů, motorů, těles kluzných loţisek, válců kompresorů. Z litiny se lijí stojany obráběcích strojů, písty pro hydraulické mechanismy.
2. Tvárná litina
Jedná se o šedou litinu, která je očkovaná Mg, Mg-Ni, ferosiliciem, cerem
grafit má podobu zrnek – vede k výraznému zlepšení mechanických i jiných vlastností
-použití – pro strojní součásti, které se dříve zhotovovaly kováním nebo
z ocelí na odlitky – v automobilovém průmyslu – např. závěsy kol, součásti řízení, motorové části – klikové hřídele spalovacích motorů, turbínové skříně
vhodná také pro součásti namáhané dynamicky nebo otěrem, např. ložiskové skříně železničních vagónů, ozubená kola atd..
zrnitý grafit v tvárné litině
3. Bílá litina
slitina Fe-C a dalších prvků, chemické složení je podobné šedé litině, ale
s nižším obsahem Si .
-ve struktuře se nachází perlit a cementit – velmi tvrdá, křehká a obrobitelná pouze broušením
použití – pouze odlitky, např. mlecí desky, mlecí tělesa, rošty
hlavní význam tkví v tepelném zpracování odlitků na litinu temperovanou.
Mlecí zařízení
4. Temperovaná litina
Jedná se houževnatý, dobře obrobitelný materiál
grafit má podobu vloček
-vyrábí se tepelným zpracováním bílé litiny (temperováním v pecích) – nastává rozpad cementitu.
Podle postupu tepelného zpracování rozlišujeme temperovanou litinu:
- s bílý lomem– odlitky vystavené účinkům korozního prostředí – závitové spojky vodovodních a plynovodních trubek
- s černým lomem – pro dynamicky namáhané odlitky, ale ne otěrem
perlitickou – v automobilovém průmyslu – klikové hřídele, brzdové bubny, skříně převodovek