Staliwo stopowe - jakie są jego właściwości, cechy i zastosowanie?

Staliwa są jednymi z najważniejszych, jak również najpopularniejszych materiałów wykorzystywanych w odlewnictwie. Charakteryzują się wyjątkową wytrzymałością i odpornością na zużycie, co sprawia, że są niezastąpione zarówno w produkcji wielu elementów maszynowych, jak i narzędzi. W tym artykule na tapetę weźmiemy staliwo stopowe.

Chcesz poznać właściwości stopów wykorzystywanych w odlewnictwie? Sprawdź naszą Bazę Wiedzy.

Z tego artykułu dowiesz się:

• czym jest staliwo stopowe i jak się je wytwarza,
• jakie są najpopularniejsze dodatki do staliw stopowych,
• jakie są typy staliwa stopowego,
• gdzie znajduje się zastosowanie dla tego typu staliw.

Staliwo stopowe

Staliwa stopowe, podobnie jak w przypadku żeliw stopowych, o których pisaliśmy tydzień temu, to takie staliwa, do których wprowadza się pierwiastki stopowe, aby nadać im pożądane własności odpowiednie dla konkretnych zastosowań odlewów. Przeważnie stosowane są staliwa, które zawierają kilka składników stopowych, w tym głównie:

• nikiel,
• chrom,
• krzem,
• mangan,
• molibden,
• wanad,
• wolfram,
• tytan,
• niob,
• kobalt,
• bor,
• i inne.

Staliwo stopowe - wytwarzanie

Jak wytwarza się staliwo stopowe?Staliwo obecnie otrzymuje się w piecach łukowych lub indukcyjnych. W przypadku staliwa stopowego, oprócz dodatku węgla, którego zawartość nie przekracza 1,5%, wprowadza się do staliwa dodatkowo domieszki stopowe.

Typy staliw stopowych

Staliwa stopowe można podzielić na podtypy ze względu na zawartość dodatków stopowych i ze względu na zastosowania.

Staliwo stopowe - podział ze względu na zawartość dodatków stopowych

Staliwa stopowe dzieli się na trzy podtypy, zależne od zawartości dodatków stopowych.

• staliwo niskostopowe, czyli takie, w którym łącznie stężenie dodatków nie przekracza 2,5%. W tej grupie staliw znajduje się między innymi staliwo stopowe do pracy w podwyższonej temperaturze i staliwo stopowe konstrukcyjne średnioweglowe.

• staliwo średniostopowe, z dodatkami zawartymi w przedziale 2,5-5%, zależnie od ich ilości i składu posiadające pożądane cechy staliw niskostopowych i wysokostopowych.
• staliwo wysokostopowe, z dodatkami o stężeniu powyżej 5%. Staliwo wysokostopowe to na przykład staliwo odporne na ścieranie i narzędziowe oraz o właściwościach specjalnych.

Staliwo stopowe - podział ze względu na zastosowanie

Staliwa stopowe można podzielić również ze względu na właściwości. W tym przypadku wyróżniamy:

• staliwo odporne na korozję, a więc takie, które jest odporne na utlenianie podczas pracy w ośrodkach wodnych, czy na przykład przy ekspozycji na środki chemiczne,

• staliwo żaroodporne i żarowytrzymałe, będące tworzywem o zdolności pracy w temperaturze powyżej 650˙C, odporne na destrukcyjne działanie rozgrzanych gazów,

• konstrukcyjne i maszynowe, w skład którego wchodzi staliwo stopowe ogólnego przeznaczenia, staliwo do pracy pod ciśnieniem zarówno w niskiej, jak i pokojowej i podwyższonej temperaturze, staliwa odporne na ścieranie,

• narzędziowe, a więc znajdujące zastosowanie w produkcji narzędzi o specyficznych właściwościach, takich jak chociażby kule miażdżące i pierścienie bieżne do młynów węglowych.

Skład chemiczny staliwa stopowego - dodatki

Swoje poszczególne zastosowania staliwo stopowe zawdzięcza określonym pierwiastkom stopowym, które wykorzystane w odpowiedniej ilości i proporcji zapewniają optymalne własności i właściwości.

Pierwiastki stopowe oddziałują na mikrostrukturę staliwa identycznie jak w stalach, jednak w przypadku staliwa należy uwzględnić ich wpływ na własności technologiczne (odlewnicze), zwłaszcza przy większej zawartości.
Odlewnictwo, wyd. Naukowo-Techniczne

Poniżej opiszemy niektóre z dodatków wykorzystywanych w produkcji staliw stopowych i ich właściwości.

Mangan

• zapewnia dobrą lejność,
• zmniejsza skurcz odlewniczy,
• 12➗14% zawartość sprawia, że staliwo umacnia się pod wpływem zgniotu,
• zwiększa wytrzymałość na uderzanie, ścieranie i rozciąganie.

Chrom

• przyczynia się do zwiększenia gęstopłynności staliwa,
• zwiększa wrażliwość na wtrącenia niemetaliczne (będące częstym powodem pęknięć w odlewach,
• zwiększa odporność na działanie rozgrzanych gazów,
• gwarantuje żaroodporność i żarowytrzymałość,
• zwiększa odporność na korozję.

Krzem:

• zwiększa gęstopłynność staliwa, 
• zwiększa kruchość,

Nikiel

• zwiększa odporność na korozję,
• obniża prędkość hartowania (przez co ułatwia proces hartowania),
• rozpuszczony w ferrycie zwiększa odporność na uderzenia.

Staliwo stopowe - zastosowanie

Dokładne zastosowanie staliwa stopowego wynika bezpośrednio z właściwości konkretnego stopu. I tak też znajduje ono zastosowanie np. konstrukcyjne, mechaniczne, maszynowe w projektach o szerokim spektrum potrzeb.

Potrzebujesz pomocy w wycenie odlewów i doborze materiałów odlewniczych? Napisz do nas.

Chcesz zlecić wykonanie odlewów profesjonalistom? W tym przypadku sprawdź naszą ofertę.