Udzbenik-skripta II deo.pdf

A. Dedi}: Osnovi ma{instva II
• Sivo liveno gvožđe, kod kojeg se celokupan ugljenik nalazi u slobodnom stanju u
vidu grafita, ili jedan deo (veći) nalazi u vidu grafita, a drugi deo vezan u jedinjenju
Fe 3 C-cementit. Oblik grafita je lamelarni, nodularni liv, takođe je sivi liv, ali je grafit
izdvojen u obliku nodula (kuglica).
• Temper liveno gvožđe, kod kojeg je ugljenik izdvojen u vidu temper grafita.
Kako je prikazano u podeli livenih gvožđa, između sivog liva, liva visoke tvrdoće i
temper livenog gvožđa, razlika je samo u obliku izdvojenog slobodnog ugljenika – grafita.
Ovaj izdvojeni grafit kod livenih gvožđa u većem ili manjem stepenu slabi metalnu osnovu u
kojoj se nalazi.
- Sivo liveno gvožđe
Sivo liveno gvožđe se obrazuje kada količina ugljenika u leguri pređe vrednost koja se
može rastvoriti u austenitu. Višak ugljenika u procesu očvršćavanja izdvaja se u obliku
međusobno povezanih lamela grafita razmeštenih u metalnoj osnovi. Tačke u kojoj su
povezane lamele predstavljaju centre kristalizacije grafita.
Siva livena gvožđa su podeutektičke legure koje sadrže 3,1 – 3,8%C, 1,8-2,8%Si i
neizbežnu količinu pratećih elemenata Mn, P i S. Što je sadržaj ugljenika u sivom livenom
gvožđu veći, to se obrazuje veća količina grafita, a time i slabija mehanička svojstva. Zbog
toga sadržaj ugljenika obično ne prelazi 3,8%C, a da bi se obezbedila dobra livačka svojstva
(dobra livkost) ne sme biti manji od 2,4%C. Relativno veći sadržaj silicijuma koristi da
potpomaže svaranje grafita. Brzina hlađenja takođe može biti važan faktor koji utiče na oblik i
veličinu grafitnih lamela. Veće brzine hlađenja pomažu stvaranje sitnijih grafitnih lamela.
Izmenom, s jedne strane sadržaja ugljenika i sicilijuma, a s druge strane promenom brzine
hlađenja mogu se dobiti različite strukture metalne osnove sivog livenog gvožđa. Umerene
brzine hlađenja (tanki odlivci – debljine 20-60mm) idu u prilog formiranju perlitne strukture
metalne osnove, dok se pri manjim brzinama hlađenja (deblji odlivci 60-120mm) formira
feritno-perlitna struktura metalne osnove. Dobijanje čisto feritne metalne osnove sivo liveno
gvožđe se žari da bi se zaostali ugljenik u metalnoj osnovi nataložio na postojeće grafitne
lamele, ostavljajući metalnu osnovu potpuno feritne strukture.
Mehanička svojstva sivog livenog gvožđa zavise od strukture metalne osnove kao i od vrste,
rasporeda i količine grafita. Što je manje grafita, što su grafitne lamele sitnije i u većem
stepenu izolovane, to su bolja mehanička svojstva. Siva livena gvožđa sa većom količinom
krupnih grafitnih lamela koje presecaju njegovu metalnu osnovu imaju slabija mehanička
svojstva.
Grafitne lamele podsećaju na tanke prsline u strukturi sivog livenog gvožđa, sa oštrim
krajevima koji predstavljaju izvor koncentracije napona pri zatezanju, zbog toga siva livena
gvožđa imaju malu zateznu čvrstoću i žilavost, a izduženje od samo 1% i manje. Čvrstoća i
plastičnost sivog livenog gvožđa su znatno veći pri opterećenju na pritisak.
Siva livena gvožđa su veoma važan inženjerski materijal i imaju široku primenu jer
poseduju neka svojstva koja ih favorizuju u odnosu na druge metalne materijale: imaju dobru
otpornost na koroziju, dobru otpornost na habanje, dobro prigušuju vibracije, dobru toplotnu
provodljivost, dobro se obrađuju rezanjem. Dalje, imaju nisku temperaturu topljenja (∼400°C
nižu u odnosu na čelik), mali temperaturni interval očvršćavanja, mali koeficijent skupljanja,
u rastopljenom stanju imaju dobru tečljivost na temperaturi livenja što dozvoljava livenje
delova složenog oblika; takođe, odlivci su bez grešaka usled skupljanja, raslojavanja i prslina.
Konačno, i možda najvažnije, odlivci od sivog livenog gvožđa su jeftiniji nego odlivci od
drugih livenih gvožđa.
Sivi liv SL150 upotrebljava se za manje opterećene delove: postolja mašina, kućišta
menjača, kanalizacioni i sanitarni liv. SL 200 i SL 250 upotrebljava se za: vodovodne cevi i
48