Czym różni się staliwo od żeliwa?

Różnice pomiędzy staliwem a żeliwem

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.

Z tego artykułu dowiesz się:

dlaczego właściwie materiał odlewu jest ważny,
czym jest staliwo i jakie są rodzaje staliwa,
jakie są zastosowania staliwa, a także czym różni się od stali,
czym jest żeliwo, jakie są rodzaje żeliwa,
jakie są zastosowania żeliwa,
jakie są różnice pomiędzy staliwem a żeliwem.

Dlaczego materiał odlewu jest ważny?

Tworzywa odlewnicze, aby były wydajne i odpowiednie dla zaprojektowanych dla nich zastosowań, muszą spełniać bardzo konkretne wymagania w dwóch zakresach:

właściwości eksploatacyjnych, czyli np. wytrzymałości i odporności korozyjnej,
właściwości technologicznych, czyli np. odpowiednia płynność i zdolność wypełniania wnęki formy pozwalająca na precyzyjną odtwarzalność kształtu odlewu wraz ze wszystkimi detalami.

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

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.

Jakie są rodzaje staliwa?

Wyróżnia się staliwo:

węglowe, zawierające tylko zwykłe składniki oraz zanieczyszczenia pochodzące z przerobu hutniczego,
stopowe, zawierające wprowadzone dodatkowo domieszki stopowe.

Jakie właściwości ma 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.

Zastosowanie staliwa

Staliwo znajduje zastosowanie między innymi w:

odlewnictwie do kruszarek szczękowych, stożkowych, młotkowych i udarowych,
odlewnictwie zębów i ogniw gąsienic do koparek i ładowarek,
produkcji części do młynów stosowanych w przeróbce rud metali, węgla kamiennego i brunatnego, czy surowców mineralnych.
akcesoriach posadzkowych dla górnictwa,
elementach do ciężkich maszyn roboczych,
elementach wozów dostawczych
tworzeniu odlewów płyt anodowych i kokili,
motoryzacji.

Jakie oznaczenie ma staliwo?

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.

Staliwo a stal

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

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.

Jakie są rodzaje i gatunki żeliwa?

Wyróżnia się żeliwo:

szare (szare zwykłe, sferoidalne, modyfikowane, wermikularne i ciągliwe),
stopowe,
białe,
połowiczne.

Jakie są właściwości żeliwa?

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.

Zastosowanie

Żeliwo znajduje zastosowanie między innymi w:

przemyśle motoryzacyjnym,
produkcji pieców żeliwnych,
produkcji kaloryferów,
inżynierii sanitarnej,
wyposażeniu kuchennym,
maszynach do szycia,
maszynach rolniczych,
produkcji sprzętów AGD,
produkcji schodów,
wytwarzanie narzędzi.

Różnice i podobieństwa pomiędzy staliwem a żeliwem

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.