Ciężar właściwy żeliwa, jego właściwości, rodzaje oraz tabela wartości

Żeliwo jest stopem żelaza z węglem oraz innymi dodatkowymi pierwiastkami. Zawartość węgla w żeliwie nie powinna być niższa niż 2,14 procent. Żeliwo jest dobrym materiałem do wykonywania odlewanych części pracujących przy małych obciążeniach dynamicznych i niewysokich naprężeniach.

W porównaniu ze stalą żeliwo wyróżnia się niskim kosztem i dobrymi właściwościami odlewniczymi. Zwykle łatwiej poddaje się także obróbce skrawaniem niż wiele stali, jednak źle się spawa i ma mniejszą plastyczność oraz udarność.

Tabela ciężaru właściwego żeliwa

Ponieważ żeliwo jest materiałem złożonym, samodzielne obliczenie jego ciężaru właściwego w warunkach terenowych nie jest możliwe. Takie obliczenia wykonuje się w specjalnych laboratoriach chemicznych. Znany jest jednak jego średni ciężar właściwy. Dla żeliwa szarego wynosi od 6,6 do 7,8 g/cm³, a dla białego od 7,0 do 7,8 g/cm³.

Dla uproszczenia obliczeń poniżej przedstawiono tabelę z wartościami takich parametrów jak masa żeliwa, ciężar właściwy żeliwa oraz te wartości w zależności od jednostek miary.

Właściwości żeliwa

Zawartość węgla w składzie nadaje stopowi podwyższoną twardość, obniżając przy tym lepkość i plastyczność. Węgiel może występować w dwóch podstawowych formach: grafitu i cementytu. Żeliwa zawierają stałe domieszki, takie jak mangan, krzem, fosfor i siarka, a czasem także pierwiastki stopowe: nikiel, aluminium, chrom, wanad i inne.

Temperatura topnienia żeliwa zwykle mieści się w zakresie około 1150-1200 °C, zależnie od składu. To około 300-400 °C mniej niż temperatura topnienia czystego żelaza.

Rodzaje żeliwa

W zależności od ilości cementytu i formy grafitu wyróżnia się cztery rodzaje żeliwa:

• Żeliwo białe. Węgiel w składzie tego rodzaju znajduje się w stanie związanym. Takie żeliwo ma jasny przełam dzięki obecności cementytu. Dzieli się na eutektyczne z zawartością około 4,3 procent węgla oraz nadeutektyczne z zawartością od 4,3 do 6,67 procent węgla. Ten rodzaj stosuje się między innymi do otrzymywania żeliwa ciągliwego przez wyżarzanie.
• Żeliwo szare. Ten rodzaj jest stopem zawierającym około 1,2-3,5 procent krzemu; resztę stanowią żelazo i węgiel oraz domieszki siarki, manganu i fosforu. Znaczna część węgla w żeliwie szarym występuje w postaci grafitu płatkowego. Materiał ma wyraźnie szary kolor przełamu.
• Żeliwo ciągliwe. Ten rodzaj otrzymuje się dzięki dodatkowemu wyżarzaniu żeliwa białego, w wyniku czego powstaje grafit kłaczkowy. Podstawę metaliczną stanowią perlit i ferryt. Nazwę ten rodzaj otrzymał dzięki podwyższonym właściwościom lepkości i plastyczności, a także zwiększonej wytrzymałości i odporności na uderzenia. Wykonuje się z niego części o złożonym kształcie, takie jak szczęki hamulcowe, kątowniki, trójniki i obudowy tylnego mostu samochodów.
• Żeliwo wysokowytrzymałe. W skład tego rodzaju wchodzi grafit kulkowy, powstający podczas krystalizacji. Taki grafit nie osłabia metalicznej osnowy tak mocno i nie koncentruje naprężeń.