87. Způsob výroby a vlastnosti tvárné litiny

Slitina Fe, C a dalších prvků. Množství uhlíku zde přesahuje maximální hodnotu rozpustnosti v austenitu. Krystalizuje ve stabilní soustavě, většina uhlíku vyloučena jako kuličkový grafit. Obsah uhlíku je obvykle 3,2-3,9 %. Přidáním hořčíku a ferosilicia do roztavené litiny se ovlivní mechanismus krystalizace grafitu. Místo lupínkového je kuličkový, který ovlivňuje základní hmotu méně. Feritická, perlitická, příp. feriticko-perlitická základní hmota. Vlastnostmi tvoří přechod mezi šedou litinou a ocelí. U pelitických pevnost v tahu 450-900 Mpa, tažnost 2-10%. Feritické pevnost 350-400 MPa, tažnost je větší , 15-22%. Malá citlivost na účinky vrubu při rázovém namáhání, vysoká hodnota útlumu. Horší slévatelnost než šedá litina.

88. Tepelné zpracování litin

Grafitické litiny

Nejčastěji je to žíhání, zejména za účelem snížení zbytkových napětí, snížení tvrdosti a normalizační. K docílení vyšší oděruvzdornosti se užívá kalení, někdy i s popouštěním. Martensitická matrice se získává jak přímým kalením, tak i termálním a izotermickým. Časté je i povrchové kalení

Bílá litina

Nejvýznamnější je TEMPEROVÁNÍ. Jde o dlouhodobý ohřev s cílem rozložit ledeburitický a perlitický cementit na železo a grafit. Při temperování v oxidačním prostředí dochází i k oduhličení povrchu. Vhodnou kombinací obou dějů lze získat několik druhů temperované litiny.

Temperování v neutrálním prostředí charakterizuje grafitizace ledeburitického a příp. i perlitického cementitu. Teploty kolem 950-1000°C. V moderních pecích s plynnou atmosférou to trvá kolem 30 hodin, někdy i déle při méně vhodném složení. Výroba perlitické litiny vyžaduje jen 1. stupeň grafitizace, takže ochlazování může být rychlejší.

V oxidačním prostředí se nejprve oduhličí povrchová vrstva, kde dojde k rozpuštění cementitu v austenitu. Následuje difúze uhlíku z jádra na povrch, za současné grafitizace v jádře, takže se oduhličení jádra zpomalí. Teploty 1000-1050°C. U tenkostěnných odlitků asi 60 hodin.

89. Základní vlastnosti a použití technicky nejdůležitějších neželezných kovů

Základními kritérii jsou teplota tavení, měrná hmotnost a chemická stálost. Rozeznáváme

• Lehké kovy (Al, Mg, Ti) s měrnou hmotností do 5000 kg.m^-3

• Kovy s nízkou teplotou tavení (do 500°C), např. Pb, Sn, Zn

• Kovy se střední teplotou tavení (1000-1500°C), např. Cu, Co, Ni

• Kovy s vysokou teplotou tavení (1800-3400°C), např. Cr, Mo, Nb, Ta, V, W

• Ušlechtilé kovy (elchem. potenciál +0,5 až 1,5V) např. Ag, Au, Pt

Světově se jich vyrábí a spotřebuje řádově méně než železných kovů, ale v jistých aplikacích se těžko nahrazují. Hlavními oblastmi použití jsou vysoká tepelná vodivost nebo elektrická vodivost, nízká měrná hmotnost, dobré kluzné vlastnosti výrobku často ve spojení s dobrými pevnostními a plastickými charakteristikami při nízkých nebo naopak vysokých teplotách.

90. Tvářené slitiny mědi (mosazi, bronzy)

Mosazi

Slitiny mědi se zinkem. Zn je v Cu rozpustný do 38%. S rostoucím obsahem Zn se zvyšuje pevnost i tažnost. Jednofázové mosazi mají dobrou tvařitelnost za studena, odolnost proti atmosférické korozi, leštitelnost atd. Tvařitelnost za tepla závisí na dodržení optimálních tvářících podmínek. Mosazi pro tváření za studena obsahují až 37% Zn.

Slitiny s obsahem Zn do 20 % (tombaky) lze tvářením za studena zpevnit až na 600 MPa. Vhodné pro povrchové úpravy. Měřící přístroje, bižuterie.

Hlubokotažné mosazi (30-33% Zn) pro nábojnice, hudební nástroje. Mechanické vlastnosti výrazně závisí na velikosti zrna.

Automatové mosazi(37-42% Zn, 1-4% Pb) dvoufázové. Dobře tvařitelné za tepla. Nevýhodou je citlivost na korozi pod napětím. Výrobky se zvýšeným zbytkovým napětím vystavené koroznímu (především amoniaku) prostředí samovolně praskají. Žíhají se ke snížení napětí 250-300°C po dobu 1-2 hodiny. Vhodné na výkovky na armatury.

Speciální mosazi zahrnují Mosazi s velmi dobrou korozní odolností (trubky pro výměníky a kondenzátory) Mosazi s vynikajícími pružinovými vlastnostmi (vysoce namáhané pružiny) Mosazi pro hydrauliku (pro vysoké tlaky a kluzné rychlosti).

Bronzy

Slitiny mědi s někt. prvky (Sn, Pb, Al, aj.)

Cínové bronzy mají až 8 % Sn k tváření a až 12 % Sn na odlitky. Tvářením za studena se dá zvýšit pevnost až na 800 MPa. Velké teplotní rozmezí mezi likvidem a solidem. Odolávají korozi v atmosféře a mořské vodě, ale jsou citlivé na kys. dusičnou, amoniak a sírovku. Legují se fosforem (lepší pevnost a tvrdost, ale horší tvař. za tepla.) Konektory, pružiny…

Hliníkové bronzy jsou slitiny mědi s hliníkem a dalšími legurami, např. Fe, Ni a Mn. Celkový podíl těchto prvků je 5-12%. Dobře tvařitelné za tepla i slévatelné. Dobrá korozivzdornost v prům. atmosférách. Rozesere je amoniak (praskaj). V převodových mechanizmech a armaturách. Také na nástroje ve výbušných prostředích (doly apod.)

Niklové bronzy 10-30% Ni, na boilery, zásobníky teplé vody, kondenzátory, tlakové nádoby. S rostoucím obsahem niklu klesá konduktivita. Častá povrchová oxidace, aby povrch působil jako izolátor. Konstantan (CuNi45) je typickým materiálem pro výrobu odporů.

Beryliový bronz 2% Be a malé přísady Ni a Co. Vynikající pružiny, skvělá konduktivita. Jedná se o nejiskřivý prvek. Beryllium je zdravotně závadné.

Olověné, cínoolověné a červené Cu-Pb, Cu-Sn-Pb, Cu-Sn-Zn, až 30% Pb nebo až 10% Zn. Dobrá tepelná konduktivita a výborné kluzné vlastnosti, používají se na ložiska pracující ve vyšších teplotách. Červené bronzy jsou výborně slévatelné a mají dobré kluzné vlastnosti.