Odlewnictwo jest jedną z podstawowych technologii wytwarzania przedmiotów – a konkretnie odlewów – z metali, ich stopów i innych materiałów. Nie bez powodu to metal jest podstawowym tworzywem, z którego korzysta się chociażby podczas budowy konstrukcji, maszyn, urządzeń i narzędzi. W końcu to materiał wytrzymały odporny na uszkodzenia, o dobrej skrawalności. Chociaż metal sam w sobie jest bardzo twardy, można obrabiać go poprzez dodatki stopowe, dzięki którym zyskuje plastyczność. I tak też łącząc żelazo z węglem, otrzymujemy staliwo oraz żeliwo. Jakie są zatem różnice pomiędzy staliwem a żeliwem? Jakie są ich właściwości, zalety i zastosowania? Zapraszamy do przeczytania artykułu z naszej Bazy wiedzy o odlewnictwie.
Tworzywa odlewnicze, aby były wydajne i odpowiednie dla zaprojektowanych dla nich zastosowań, muszą spełniać bardzo konkretne wymagania w dwóch zakresach:
Takimi materiałami, które charakteryzują się elastycznością zastosowań, a przy tym wysoką jakością efektów, są właśnie staliwo i żeliwo. Oba z nich powstają w procesie stapiania żelaza z węglem, różnią się jednak stosunkiem tych pierwiastków, dodatkami i właściwościami.
Staliwo to odlewniczy stop żelaza z węglem i innymi pierwiastkami, o zawartości do 1,5% węgla i nie więcej niż 1% innych domieszek. Ponadto, w stanie lanym charakteryzuje się ono gruboziarnistą strukturą charakterystyczną dla odlewu i nie podlegającą zmianie na drodze obróbki plastycznej.
Wyróżnia się staliwo:
właściwość | dlaczego to ważne? |
plastyczność | staliwo jest podatne na dowolne kształtowanie - oznacza to że można z jego pomocą stworzyć odlewy dostosowane do specyficznych potrzeb klienta, |
dobra spawalność | staliwo świetnie sprawdza się w branżach, które w procesie produkcji wykorzystują spawanie, |
dobra skrawalność | staliwo wyjątkowo dobrze reaguje na obróbkę cieplno-chemiczną, |
wysoka wytrzymałość | staliwo jest odporne np. na ścieranie i korozję, dzięki temu jest chętnie wykorzystywane w produkcji, mechanice, przemyśle zajmującym się wytwórczością maszyn i w ośrodkach wodnych oraz w pracy przy podwyższonej temperaturze. |
Staliwo znajduje zastosowanie między innymi w:
Każdy gatunek staliwa określa znak, na który składa się litera L (oznaczająca stal laną), oznaczenie grupy (I albo II) i liczba określająca minimalną wytrzymałość na rozciąganie (Rm) w MPa.
Według normy PN-ISO 3755:1994, w przypadku staliwa węglowego znak staliwa jest składową dwóch liczb (a konkretnie pierwszej oznaczającej granicę plastyczności oraz drugiej, oznaczającej minimalną wytrzymałość na rozciąganie - obie w MPa, np. 200-400). W przypadku staliw węglowych podlegających odbiorowi również ze względu na skład chemiczny, na końcu oznaczenia dodaje się również literę W, np. 340-550W.
Stal to, zgodnie z obowiązującymi normami, materiał, w którym zawartość żelaza jest większa niż jakiegokolwiek innego pierwiastka. Do tego zawartość węgla w stali jest mniejsza niż 2% i znajdują się w niej inne pierwiastki.
Stal jest ciągliwa, dzięki czemu nadaje się do obróbki plastycznej na gorąco, a przy niższej zawartości węgla również na zimno. Staliwo ma nieco niższe właściwości mechaniczne niż stal o podobnym składzie, poddana obróbce plastycznej. Staliwo charakteryzuje się jednak niższymi kosztami produkcji, w ramach właściwości i efektów wydajnych w wymagających warunkach, nawet takich jak praca powyżej 600︒C.
Żeliwo tymczasem to stop o stężeniu węgla wynoszącym powyżej 2%. Maksymalna zawartość węgla w żeliwie nie jest stała – może wynosić od 3,8% do 6,7%. Często do żeliwa dodaje się również krzem, siarkę fosfor czy mangan.
Żeliwo powstaje w wyniku połączenia złomu i surówki, a jego poszczególne elementy wytwarza się przez odlewanie do form. Warto nadmienić, że odlewy z żeliwa mogą mieć różnorodne i bardzo skomplikowane kształty, co jest skutkiem doskonałych właściwości lejnych. Co więcej, nie poddaje się żeliwa procesowi obróbki plastycznej i produkowane jest ono wyłącznie w procesie odlewania.
Wyróżnia się żeliwo:
właściwość | dlaczego to ważne? |
wysoka wytrzymałość | świetnie sprawdza się w produkcji elementów, które muszą działać sprawnie w zmieniających się warunkach, |
odporność na ścieranie | ten parametr oznacza odporność na mechaniczne uszkodzenia, |
łatwość odlewania różnorodnych form | dzięki swojej lejności żeliwo pomaga na tworzenie skomplikowanych, złożonych odlewów o nietypowych kształtach, |
dobra skrawalność | żeliwo dobrze reaguje na obróbkę mechaniczną, |
skuteczność tłumienia drgań | stopy żeliwne nadają się do izolacji przeciwdrganiowej, na przykład maszyn, urządzeń i instalacji. |
Żeliwo znajduje zastosowanie między innymi w:
Czym różni się staliwo i żeliwo? Jakie właściwości decydują o tym, że warto użyć jednego z tych stopów? Aby łatwo to wyjaśnić przygotowaliśmy prostą tabelę, biorąc pod uwagę najczęściej wymieniane cechy tych stopów.
właściwość | staliwo | żeliwo |
koszt | koszt produkcji niższy od stali, ale wyższy niż żeliwo, | niski koszt produkcji, |
zawartość węgla | niższa zawartość węgla, do 1,5% węgla, | co najmniej 2% wyższa zawartość węgla, od 3,8% do 6,7%, |
parametry techniczne | większa wytrzymałość i plastyczność, | większa lejność i skuteczność tłumienia drgań, |
Masz jeszcze jakieś pytania? Napisz do nas.
Zapoznaj się również z naszą ofertą odlewów staliwnych i odlewów żeliwnych.