Materiał odlewany

Materiały odlewnicze to materiały szczególnie nadające się do odlewania . Nazywane są również stopów odlewniczych lub stopów odlewniczych odpowiednio. Odpowiednikiem są stopy do przeróbki plastycznej , które szczególnie nadają się do formowania ( kucia , walcowania ). Materiały lane zwykle są wyraźnie wymienione jako takie, na przykład aluminiowych stopów odlewniczych aluminium odlewane stopy (na matrycy procesu odlewania ) lub stopy miedzi, brązu i odlewanego brązu . Istotnym wyjątkiem są materiały żelazne : stopy do przeróbki plastycznej określa się jako stal , stopy odlewnicze to żeliwo (co najmniej 2% węgla, zwykle około 4,3%) i staliwo (poniżej 2% węgla, zwykle znacznie mniej).

Materiały odlewnicze stosuje się głównie do formowania , czyli do odlewania w formach zbliżonych do końcowego kształtu elementu. Stopy do obróbki plastycznej są również odlewane, ale w pręty , płyty i pręty, które są dalej przetwarzane przez formowanie. Ponieważ jest to odlewanie wlewków i odlewanie ciągłe .

Znormalizowane nazwy materiałów zwykle zaczynają się od G (obsada) lub międzynarodowa na C (od angielskiej obsady = obsada).

Przed odlewaniem materiały odlewnicze poddawane są specjalnej obróbce w stanie stopionym .

Ważne pierwiastki stopowe

Stopy odlewnicze mają zwykle dobrą lejność . Są to głównie stopy eutektyczne lub stopy prawie eutektyczne, które mają szczególnie niską temperaturę topnienia , co prowadzi do niskich wymagań energetycznych do topienia, a także do obciążeń form, tygli i narzędzi niską temperaturą . Ponadto stopy eutektyczne mają określoną temperaturę topnienia, podczas gdy inne stopy mają zakres topnienia, w którym jedna część materiału jest stała, a druga ciekła. Ten przedział topnienia sprzyja wadom odlewniczym i prowadzi do gruboziarnistej struktury, a tym samym słabych właściwości mechanicznych ( twardość , wytrzymałość ). W przypadku stopów prawie eutektycznych przedział topnienia jest mały.

Podczas krzepnięcia większości materiałów zmniejsza się objętość, natomiast w krzemie (i wzrasta woda ). Krzem jest ważnym pierwiastkiem stopowym dla wielu materiałów odlewniczych, ponieważ zmniejsza zmianę objętości.

Ważne materiały odlewane

Najważniejszym materiałem odlewniczym jest żeliwo , które stanowi około 75% całkowitej produkcji odlewni. Oprócz węgla ważnymi pierwiastkami stopowymi jest również krzem. Istnieje wiele rodzajów żeliwa, ale najważniejszym jest żeliwo z grafitem płytkowym . Specjalne rodzaje stali, które nadają się do odlewania, nazywane są staliwami ; jednak ma to niewielkie znaczenie. Stal i żeliwo są również podsumowane pod terminem materiały żeliwne . Drugim najważniejszym materiałem odlewniczym są stopy aluminium . Ich najważniejszymi pierwiastkami stopowymi są krzem, magnez i miedź. Magnez , miedź , cyna i cynk są również ważne jako materiały odlewnicze w odlewniach . Stopy tytanu są rzadko używane ze względu na ich bardzo wysoką temperaturę topnienia. Ponadto stopiony tytan bardzo szybko reaguje z tlenem zawartym w powietrzu.

Materiały żeliwne

Materiały żelazne zawierają żelazo i węgiel jako główny pierwiastek . W odlewanych z żeliwa materiały zawierają również krzemu, w pewnych przypadkach inne pierwiastki, takie jak fosfor , co z kolei powoduje obniżenie temperatury topnienia.

• Stal odlewana (znormalizowane oznaczenie GS)
• Żeliwo (nazwy zaczynają się od GJ (z angielskiego Iron ))
  • Żeliwo szare / żeliwo szare: W tym typie węgiel występuje w postaci grafitu , który nadaje powierzchniom pęknięć szary kolor.
    • Żeliwo z grafitem płytkowym (oznaczenie zgodnie z normą europejską (EN): GJL, zgodnie z normą DIN (stara) GG (odlew szara)): Wersja standardowa z grafitem lamelarnym. Ma tylko małą wytrzymałość na rozciąganie , nie może być kuty, ale jest bardzo łatwy do odlewania i niedrogi
    • Żeliwo z grafitem wermikularnym (GJV): gatunek przejściowy do następnego gatunku
    • Żeliwo z grafitem sferoidalnym (EN: GJS (żeliwo sferoidalne) DIN: GGG (żeliwo szare kuliste)): W tym typie grafit tworzy małe kulki, co nadaje materiałowi dużą wytrzymałość i czyni go ciągliwym.
  • Żeliwo ciągliwe (GJM (z angielskiego ciągliwego ))

Odlewy z metali nieżelaznych

Zawierają metal nieżelazny jako główny pierwiastek . Najważniejsze z nich to aluminium i magnez . Nie można też w inny sposób używać cyny , cynku i miedzi oraz jej stopów, brązu i mosiądzu . Stopy tytanu można odlewać tylko przy dużym wysiłku.

Do stopów aluminium stosowanych do odlewania zalicza się w szczególności stopy aluminiowo-krzemowe, których udział przekracza 90%.

Znormalizowane skróty zwykle zawierają „G” dla obsady lub „C” dla obsady. Na przykład odlewane stopy aluminium rozpoczynają się od AC, po którym następuje numer zgodnie z normą międzynarodową, a następnie GA (odlew, aluminium) zgodnie z normą DIN, a następnie skład chemiczny. Zgodnie z normą DIN istnieją dodatkowe oznaczenia dla stopów odlewniczych z metali lekkich, np. S dla odlewów piaskowych, D dla odlewów ciśnieniowych.

literatura

• Andreas Bühring-Polaczek : Gusswerkstoffe w: Ders., Walter Michaeli , Günter Spur (red.): Handbuch Urformen , Hanser, 2014, s. 42–111.

Indywidualne dowody

1. ^ Bernhard Ilschner, Robert Singer: Materiałoznawstwo i technologia wytwarzania - właściwości, procesy, technologie , Springer, wydanie 5, 2010, s.350
2. ^ Bernhard Ilschner, Robert Singer: Materiałoznawstwo i technologia wytwarzania - właściwości, procesy, technologie , Springer, wydanie 5, 2010, s.350.
3. ^ Bernhard Ilschner, Robert Singer: Materiałoznawstwo i technologia wytwarzania - właściwości, procesy, technologie , Springer, wydanie 5, 2010, s.350
4. ^ Bernhard Ilschner, Robert Singer: Materiałoznawstwo i technologia wytwarzania - właściwości, procesy, technologie , Springer, wydanie 5, 2010, s.350
5. ^ Eberhard Roos, Karl Maile: Materiałoznawstwo dla inżynierów - podstawy, zastosowanie, testowanie , Springer, wydanie 4, 2011.
6. ↑ Hans-Jürgen Bargel, Günter Schulze (red.): Material science , Springer, 11. wydanie, 2012, s. 284.
7. ↑ Berns, Theisen, str.157.
8. ↑ Jürgen Ruge, Helmut Wohlfahrt: Technology of Materials - Production, Processing, Use , Springer, 9. wydanie, 2013, s. 286.