Výroba litiny – maturitní otázka

 

Otázka: Výroba litiny

Předmět: Strojírenská technologie

Přidal(a): David Veselík

 

 

Litinové materiály (mimo ocelolitinu) jsou sloučeniny Fe a C obsahující přibližně 2,14 – 6,67% uhlíku, které jsou svými vlastnostmi vhodné k výrobě odlitků. Taví se ve slévárenské šachtové peci – v kuplovně.

 

Druhy:

• Ocelolitina
• Šedá litina
• Tvárná litina
• Temperovaná litina perlitická
• Temperovaná litina s bílým lomem
• Temperovaná litina s černým lomem
• Tvrzená litina
  • Vrtačka. Mnoho konstrukčních částí (vřetenová skříň, základová deska, konzola) jsou odlitky (např. litina).

 

Šedá litina s lamelovým grafitem

• norma 4224 xx
• Grafit ve formě lupínků, čím jsou lupínky grafitu jemnější, je litina kvalitnější, závisí na přísadách a rychlosti ochlazení.
• Vlastnosti:
  • Dobře se slévá, je nízko-viskózní, malý součinitel smršťování (1%), vysoká tlumící schopnost při kmitání – poměr útlumu litina: ocelolitina = 1 : 4,3, dobrá obrobitelnost, odolnost proti korozi a dobré kluzné vlastnosti.
• Nevýhody:
  • Malá pevnost v tahu a roztažnost, vysoká křehkost.
• Použití:
  • Pro litinové části bez zvláštních nároků na houževnatost a bez nároků na odolnost proti opotřebení, které požadují vysoký útlum, např. tělesa převodových skříní, válců, rámy strojů, stojany strojů aj.
• Příklady:
  • 42 2410, 42 2415, 42 2420, 42 2425, 42 2430, 42 2435
  • 42 2410… šedá litina, tenkostěnné odlitky od 4 – 15 mm, součástí kamen a kotlů, skříně rozvaděčů, sanitární a smaltované zboží.

 

Příklady označení:

• 42 XXXX
• 42 – ZNAČENÍ LITINY

1. • 1. a 2. X

• 23 – tvárná – vyšší pevnost, díly silničních vozidel, tělesa armatur – vyšší pevnost
• 24 – šedá, má dobré tlumící vlastnosti, dobrá slévatelnost, obrobitelnost, dobrá slévatelnost, dobré kluzné vlastnosti, části strojů.
• 25 – temperovaná, houževnatá, dobře obrobitelná, nápravy vozů, odlitky
• 26-29 – ocelolitina – formou odlévané oceli (nelegovaná, nízkolegovaná, vysokolegovaná)
  • Použití pro dílce, které nemohou být z důvodu velikosti a tvaru vyrobeny kováním (např. velká ozubená kola, lícní desky, tělesa převodových skříní.

 

Tvárná litina se zrnitým grafitem

• Tvárná litina je duktilní (tažný) litinový materiál. Od litiny s lupínkovým grafitem (šedé) se liší tím, že grafit je ve struktuře uložen ve formě zrn. Zatímco lupínková forma grafitu u šedé litiny značně ruší strukturní soudržnost, a tím vyvolává nízkou pevnost, dosahuje zrnitá forma grafitu u tvárné litiny nejmenší narušení průřezu (protože zrna ze všech prostorových těles se stejným obsahem zaujímají nejmenší povrch), takže se docílí značného zvýšení pevnosti a houževnatosti u tvárné litiny a dosahuje se podobných hodnot jako u oceli.
• Použití: 42 2303, 42 2304, 42 2305, 42 2340
• Příklad označení: 42 2303…součástí silničních vozidel, převodové a ložiskové skříně, tělesa armatur.

 

Temperovaná litina

• Je to houževnatý, dobře obrobitelný materiál, který se vyrábí zpracováním (temperováním) bílé litiny.
• Při temperování nastává rozpad cementitu.
• Podle postupu tepelného zpracování je litina s černým lomem – (temperováním se rozpadne cementit na grafit a ferit nebo perlit) a litina s bílým lomem, v níž kromě rozpadu cementitu dojde i k částečnému oduhličení.

 

Bílá temperovaná litina (litina perlitá)

• Plocha lomu je bílá
• Druhy použití bílé temperované litiny
• 422540: podávací řetězy, fitinky, části zámků
• 422530: klíče, nápravy vozů, odlitky pro kompresory.
• 422550: svorky, části vozidel (brzdové bubny, náboje kol)
• 422555: vhodná pro svařované konstrukce, klikové skříně.
• Příklad označení: 42 2540…. Bílá temperovaná litina s pevností v tahu přibližně 360 MPa.

 

Tvrzená litina

• Odlitky se vyznačují heterogenní strukturou, v níž se spojují vlastnosti šedé a bílé litiny. Bílá litina tvoří tvrdou povrchovou vrstvu. Střed odlitku tuhne jako šedá litina. Tvrzená litina se vyrábí odléváním do kovových forem, které umožňují rychlé chlazení povrchové vrstvy, a tím vznik bílé litiny.
• Použití: kola vagonů, kola a drtící válce, zdvihátka ventilů.

 

Ocelolitina

• 4226xx, 4227xx, 4228xx, 4228xx
• Ocelolitina je formou odlévané oceli. Odlévá se nelegovaná, nízko-legovaná nebo vysoko-legovaná.
• Odlévání oceli se uskutečňuje buď bezprostředně po její výrobě v ocelárně, nebo novým tavením ve slévárnách. Přitom se používají hlavně elektrické pece, zřídka konvertory.
• Všeobecné vlastnosti ocelolitiny při odlévání (1500 – 1700 stupňů C)
  • V důsledku vysokých tavících teplot má ocelolitina vysoký součinitel smršťování (2-2,5%). Tím vznikají velká vnitřní pnutí, hrubozrnná struktura, staženiny a tvoří se plynové bubliny. Proto se surová ocelolitina dostatečně normalizačně žíhá, aby se dosáhlo zjemnění struktury.

 

Nelegovaná ocelolitina

• označování: 4216xx
• Tato litina se používá pro výrobky s běžným namáháním a při teplotách maximálně do 250 stupňů C., Které nemohou být z důvodu své velikosti a tvaru vyráběny kováním, např. tělesa převodových skříní, čerpadel, velká ozubená kola aj.
• Příklady: 42 36 30, 42 26 43, 42 26 50, 42 26 60, 42 26 70
• Příklady označení: 42 26 43… ocelolitina, nelegovaná, s minimální pevností v tahu asi 450 MPa.
• jsou-li na litinu kladeny zvláštní nároky, jako jsou horké plyny, koroze nebo vysoké opotřebení, máme k dispozici legované (slitinové) druhy ocelolitiny.

 

Příklady:

• Zušlechtěná ocelolitina:
• • Po zušlechtění má ocelolitina lepší mechanické vlastnosti, jako jsou např. vyšší odolnost proti opotřebení nez nelegovaná ocelolitina. Použití pro konstrukční prkvy kolejových vozidel, klikové skříně motorů atd.
  • Ocelolitina pro povrchové kalení plamenem a indukční kalení, se používá pro ty odlitky (kluzné a vodící části), které budou kaleny. Př.: 422753
• Nerezavějící ocelolitina:
• • Používá se např. pro části turbín a čerpadel, pro armatury, oběžná kola, mísiče v chemickém, textilním, potravinářském průmyslu, při výrobě barev, v mlékárnách v pivovarech, tedy všude tam, kde jsou součástky vystavovány působení vody, louhů, kyselin atd.  a musí být chráněny proti korozi.
  • Při 422942, 422917, 422934, 422938, 422941, 422942, 422944, 422958
• Ocelolitina odolná proti teplu:
• • Pro součásti z ocelolitiny, které jsou vystavovány vysokým teplotám (nad 500 stupňů C), se používají vysokolegované druhy ocelolitiny. Odolnost proti teplu a otěru  se dosahuje přísadami Cr, Si, Ni zvyšuje žáruvzdornost.
  • Př.: 422731, 422771, 422916, 422939, 422944, 422950, 422951, 422959