Bela litina: lastnosti, aplikacije, struktura in značilnosti

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Sprva so tehnologijo litja železa prvič obvladali na Kitajskem v 10. stoletju, nato pa se je razširila v drugih državah sveta. Osnova litega železa je zlitina železa z ogljikom in drugimi komponentami. Posebnost je, da lito železo v svoji sestavi vsebuje več kot 2% ogljika v obliki cementita, ki ga v drugih kovinah ni. Izrazit predstavnik te zlitine je bela litina, ki se uporablja v strojništvu za izdelavo delov, v industriji in v vsakdanjem življenju.

Videz

Zlitina ima belo barvo na prelomu in značilen kovinski lesk. Struktura belega litega železa je drobnozrnata.

Lastnosti

V primerjavi z drugimi kovinami ima zlitina železo-ogljik naslednje značilnosti in lastnosti:

• visoka krhkost;
• povečana trdota;
• visoka upornost;
• lastnosti nizkega ulivanja;
• nizka obdelovalnost;
• dobra toplotna odpornost;
• veliko krčenje (do 2%) in slabo polnjenje plesni;
• nizka odpornost na udarce;
• visoka odpornost proti obrabi.

Kovinska masa ima veliko odpornost proti koroziji v klorovodikovi ali dušikovi kislini. Če so v strukturi prosti karbidi, bo prišlo do korozije, ko lito železo damo v žveplovo kislino.

Bele litine, ki vsebujejo nižji odstotek ogljika, veljajo za bolj odporne zlitine na visoke temperature. Zaradi povečane mehanske trdnosti in žilavosti, ki se pojavita pri izpostavljenosti visokim temperaturam, je nastanek razpok v odlitkih minimaliziran.

Sestava

Zlitina železo-ogljik velja za cenejšo od jekla. Bela litina vsebuje železo in ogljik, ki sta v kemično vezanem stanju. Presežek ogljika, ki ga v trdni raztopini železa ni, je v združenem stanju v obliki železovih karbidov (cementit), v legirani litini pa v obliki posebnih karbidov.

Ogledi

Odvisno od vsebnosti ogljika v beli liti želez se deli na naslednje vrste:

1. Hyotectic zadrži od 2,14% do 4,3% ogljika in po popolnem ohlajanju pridobi strukturo perlita, sekundarnega cementita in ledeburita.
2. Eutectic vsebuje 4,3% ogljika in ima strukturo v obliki svetlega ozadja iz cementita, ki je posuto s temnimi zrnci perlita.
3. Hyotectic ima v svoji sestavi od 4,3% do 6,67% ogljika.

Prijava

Na podlagi zgornjih lastnosti,lahko sklepamo, da ni smiselno izvajati termične in mehanske obdelave bele litine. Zlitina je svojo glavno uporabo našla le v obliki ulitka. Posledično ima bela litina najboljše lastnosti le, če so izpolnjeni vsi pogoji za litje. Ta način obdelave se aktivno uporablja, če je treba izdelati masivne izdelke, ki morajo imeti visoko površinsko trdoto.

Poleg tega se bela litina žari, kar ima za posledico temprano lito železo, ki se uporablja za izdelavo tankostenskih ulitkov, na primer:

• avtomobilski deli;
• kmetijski proizvodi;
• deli za traktorje, kombajne itd.

Zlitina se uporablja tudi za izdelavo plošč z rebrastimi ali gladkimi površinami, aktivno pa se uporablja tudi pri proizvodnji jekla in sivega železa.

Uporaba belega litega železa v kmetijstvu kot konstrukcijske kovine je precej omejena. Najpogosteje se železo-ogljikova zlitina uporablja za izdelavo delov hidravličnih strojev, metalcev peska in drugih mehanizmov, ki lahko delujejo v pogojih povečane abrazivne obrabe.

hlajeni litoželez

Ta zlitina velja za vrsto bele litega železa. S hitrim hlajenjem površine železo-ogljikove zlitine je mogoče doseči hlajenje 12-30 mm. Struktura materiala: površinski del je izdelan iz bele, sive litine v jedru. Iz takega materiala so izdelana kolesa, kroglice za mline, valjarji, ki so vgrajenistroji za obdelavo pločevine.

legirni elementi zlitine

Posebno uvedene legirne snovi, dodane v sestavo belega litega železa, lahko zagotovijo večjo odpornost proti obrabi in trdnosti, odpornost proti koroziji in toplotno odpornost. Glede na količino dodanih snovi se razlikujejo te vrste litega železa:

• nizkolegirana zlitina (do 2,5% pomožnih snovi);
• srednje legirana (od 2,5% do 10%);
• visoko legirana (več kot 10%).

Zlitini lahko dodate legirne elemente:

• chrome;
• žveplo;
• nikelj;
• baker;
• molibden;
• titan;
• vanadij,
• silicij;
• aluminij;
• mangan.

Legirana bela litina ima izboljšane lastnosti in se pogosto uporablja za ulivanje turbin, rezil, mlinov, delov za cementne in običajne peči, črpalnih rezil strojev itd. Zlitina železo-ogljik se obdeluje v dveh pečeh, kar naredi možno je pripeljati material do določene kemične sestave:

• v kupoli;
• v električnih pečeh.

Ulitke iz belega litega železa žarimo v pečeh za stabilizacijo zahtevanih dimenzij in razbremenitev notranje napetosti. Temperatura žarjenja se lahko dvigne do 850 stopinj. Postopek ogrevanja in hlajenja je treba izvajati počasi.

Oznaka ali oznaka belega litega železa z nečistočamise začne s črko H. Kateri legirni elementi ustrezajo sestavi zlitine, je mogoče določiti po naslednjih črkah oznake. Ime lahko vsebuje številke, ki označujejo odstotek dodatnih snovi, ki so primerne za belo lito železo. Če oznaka vsebuje oznako Š, potem to pomeni, da struktura zlitine vsebuje sferični grafit.

Vrste žarjenja

Za tvorbo bele litine v industriji se uporablja hitro hlajenje zlitine. Danes se aktivno uporabljajo naslednje glavne vrste žarjenja ogljikovih zlitin:

• mehčanje žarjenja se uporablja predvsem za povečanje ferita v sestavi litega železa;
• žarjenje za lajšanje notranjih napetosti in zmanjšanje faznih transformacij;
• grafitizirajoče žarjenje, ki ima za posledico temprano lito železo;
• normalizacija pri temperaturi 850-960 stopinj, kar ima za posledico grafit in perlit ter povečano odpornost proti obrabi in trdnost.

Dodatne informacije

Do danes je bilo dokazano, da ni neposredne povezave med odpornostjo proti obrabi in trdoto ogljikove zlitine. Samo zaradi strukture, in sicer razporeditve karbidov in fosfidov v obliki pravilne mreže ali v obliki enotnih vključkov, je dosežena povečana odpornost proti obrabi.

Na trdnost bele litine najbolj intenzivno vpliva količina ogljika, trdota pa je odvisna od karbidov. Največjo trdnost in trdoto imajo tiste litine, kiimajo martenzitno strukturo.