LEGURE ZA LIJEVANJE

METALNE LEGURE ZA LIJEVANJE

LEGURE ŽELJEZA ZA LIJEVANJE

NEŽELJEZNE LEGURE ZA LIJEVANJE

ČELIČNI LIJEV LIJEVANA ŽELJEZA LAKE

LEGURE

TEŠKE LEGURE

NELEGIRANI(UGLJIČNI )ČELIK

LEGIRANIČELIK

SIVI LIJEV

BIJELI (TVRDI LIJEV)

TEMPER LIJEV

NODULARNI LIJEV

Al- legure

Mg –legure

Ti - legure

Cu – legure

Zn – legure

Sn – legure

Pb – legure

Ni - legure

PODJELA LEGURA ŽELJEZA ZA LIJEVANJE PREMA

MEHANIČKIM SVOJSTVIMA

TEHNOLOŠKOMPOSTUPKUDOBIVANJA

KEMIJSKOM SASTAVU

MIKROSTRUKTURI

lijevovi dobre istezljivosti i žilavosti ( čelični, temper i nodularni )

krhki lijevovi ( sivi i bijeli )krhki lijevovi ( sivi i bijeli )

Bijelo ( čelik i čelični tvrdi lijev ) – bijele su boje zbog prisutnog Fe3C

Sivo ( sivi i nodularni lijev ) – sive su boje zbog prisutnog grafita

lijevovi s malim masenim udjelom uglika ( do 0,5 % C ) = čelični lijev

lijevovi s visokim masenim udjelom ugljika ( 2,2 – 4,5 % C):

- temper lijev 2,4 – 3,0- tvrdi lijev 3,0 – 3,8- sivi lijev 3,5 – 4,5- nodularni lijev 4,5 – 5,1

metastabilno ( čelični i bijeli tvrdi ) – ugljik u cementitu ili karbidu ( legirani )

mješovito ( stabilno/metastabilno ) – ugljik u grafitu i cementitu

stabilno – ugljik samo u obliku grafita ( ima i ferita )

Mikrostruktura stabilno ili mješovitokristaliziranih lijevova sastoji se od željezneosnove i nakupina grafita.Osnova kod nelegiranih vrsta lijevova možebiti: perlitna, feritna, feritno-perlitna, slobodnicementit

ČELIČNI LIJEVOVI

Metastabilno kristalizirane legure koje teorijski sadrže 0,2 % C, a kod nelegiranihvrsta 0,5 % C.

Čelični lijev je zapravo lijevani čelik koji se podvrgava samo obradi odvajanjemčestica, sastoji Widmannstattenove feritno-perlitne strukture ( 50 %F i 50%P ) kojadaje nisku istezljivost i žilavost.

Da bi se dobila mikrostruktura slična čeličnoj, lijev se najčešće podvrgavatoplinoskoj obradi normalizacije, pri čemu dolazi do usitnjenja lijevanemikrostrukture i izjednačenja veličine zrna.

Čelični lijevovi

• mehanička svojstva čine ih atraktivnim tehničkim materijalom

• lijevanje čelika (sposobnost stvaranja kompleksnih geometrija)

• poteškoće kod lijevanja čelika:

- temperatura ulijevanja taljevine približno 16500C

- na toj temperaturi čelik se rado oksidira

- rastaljeni čelik ima relativno nisku fluidnost

KLASIFIKACIJA- nelegirani ČL- niskolegirani ČL

Kod legiranih toplinskom obradom se postižu neka posebna svojstva:

- povišena žilavost i vlačna čvrstoća

- mehanička otpornost na povišenim temperaturama ( 300 – 600 oC )

- otpornost na udarno trošenje

- otpornost na opću koroziju

- otpornost na djelovanje agresivnih medija

- vatrootpornost

Grafit se pojavljuje u tri osnovna oblika:

- LISTIĆAV ILI LAMELARAN - kod sivog lijeva- KUGLAST - kod žilavog lijeva- ČVORAST – kod temper lijeva- VERMIKULARNI ILI CRVIČAST

Na mehanička svojstva lijeva utječe: udio, oblik, veličina i raspodjelagrafitnih nakupina.

SVOJSTVA LIJEVOVA KOJI SADRŽE GRAFIT U STRUKTURI- velika sposobnost prigušenja vibracija- dobra klizna svojstva- dobra tlačna čvrstoća- dobra obradljivost odvajanjem čestica

SVOJSTVA LIJEVOVA S PREKO 2%C U ODNOSU NA ČELIČNELIJEVOVE- nisko talište ( oko eutektičke crte )- dobra livljivost- mogućnost lijevanja složenijih oblika- dobra korozijska postojanost

LIJEVANA ŽELJEZA

SIVI LIJEV

Sivo lijevano željezo je krhko – uzduž grafitnih listića

Grafit osigurava podmazivanje strojeva i ima efekt prigušivanja vibracija

Mikrostruktura sivog lijeva s listićima grafita

3,5...4,5 %Si0,3...1,2 %Mn1,4 %Si0,4...1,5 %P< 0,1 %S

Si – jak grafitizator koji omogućuje stvaranje grafitaP – grafitizator koji poboljšava livljivost. Štetan jer smanjuje žilavostMn , S cementatori

Kemijski sastav sivog lijeva

NODULARNI LIJEV

NODULARNI LIJEV

Za postizanje kuglica grafita u taljevinu se dodaju Mg ili Ce

Skuplji je od sivog lijeva

U odnosu na sivi lijev je duktilniji i manje krhak

upotrebljava se tamo gdje je potrebno nešto duktilnosti i žilavosti ( za visoko mehanički opterećene strojne dijelove)

Mikrostruktura nodularnog lijeva

dobiven forsiranjem metastabilne kristalizacije u metalnoj kokili ili u mokrom pješčanom kalupu

kemijski sastav taljevine:

2,5...3,5 %C< 0,6 %Si3,0...4,0 %Mn< 0,9 %P< 0,25 % S

Mn - kao cementator pospješuje stvaranje karbida, odnosno sprječava stvaranje grafita

BIJELI (TVRDI) LIJEV

BIJELI (TVRDI) LIJEV

lijev s karbidima

brzo ohlađivanje ( karbid nastaje jer nema vremena za nastajanje grafita)

karbiditvorci: Cr, V,...

skuplji od sivog lijeva

tvrd je i lomljiv

Mikrostruktura bijelog lijeva

SVOJSTVA BIJELOG (TVRDOG) LIJEVA:

- tvrd ( > 400 HV ) i krhak- osjetljiv na udarna opterećenja- mala istezljivost- velika otpornost na pritiske i abrazijsko trošenje- teško obradnjiv odvajanjem čestica- pri lijevanju dolazi do stvaranja šupljina i zaostalih naprezanja

PRIMJENA:

- valjci u metalnoj i drugim industrijama- kotači i papuče kočnica- dijelovi za drobilica za kamen- alati za izvlačenje žice- matrice za briketiranje ugljena- oklopi bubnjeva u industriji cementa- kugle u bubnjevima za drobljenje ugljena i sl.

TEMPER ( KOVKASTI ) LIJEV

sirovina za dobivanje ovoga lijeva je bijeli tvrdi lijev

odljevci bijelog tvrdog lijeva su tvrdi i krhki,

za dobivanje manje tvrdoće, veće žilavosti, kovkosti i bolje obradljivostiodljevci iz bijelog tvrdog lijeva moraju se podvrgnuti decementacijskomžarenju

TEMPER LIJEV

Podeutektičke legure željeza koje skrućuju u kalupu u strukturu kao bijeli lijev

naknadnim žarenjem odljevaka dobivaju se mehanička svojstva slična nodularnom lijevu

grafit je u strukturi sličan onom u nodularnom lijevu

svojstva su slična nodularnom lijevu

Mikrostruktura temper lijeva

NEŽELJEZNE LJEVAČKE LEGURE

ALUMINIJSKE LEGURE

općenito su lako livljive

temperatura ulijevanja taljevine je relativno niska ( talište aluminija = 6600C )

mala gustaća legura

čvrstoća se popravlja toplinskom obradom

odljevci su lako su strojno obradljivi

Sadrže elemente koji tvore lako topive eutektikume što im daje dobra svojstva livljivosti

Mehanička svojstva su slabija nego kod gnječenih legura.

Neke od njih mogu dodatno precipitacijski očvrsnuti.

Mogu se svrstati u tri osnovne skupine:

a) Al-Sib) Al-Mgc) Al-Cu

LIJEVANE ALUMINIJSKE LEGURE

Aluminijske legure

- Greška kod lijevanja (pora)

Matrica iz aluminija

Silicij

Al-Si legure formiraju eutektikum kod 11.7 % Si, a eutektička temperatura postaje 577oC.

Ovo je tipična predstavnica legure, sastava pogodnog za lijevanje, jer ima najnižu moguću temperaturu taljenja

Mikrostruktura odljevka iz Al legure s 11.7 % Si,

Al-Si

- „silumini“ – najraširenija lijevana legura- 10..13 % Si – pospješuje livljivost-približno eutektičkog sastava (za tlačni lijev i druge vrste lijevova gdje se zahtjevaju zamršeni presjeci)- posjeduje veliku žitkost, malo skupljanje i uski interval skrućivanja. -Imaju dobru kemijsku postojanost.

Al-Mg- dobra korozijska postojanost- najbolja kombinacija čvrstoće i žilavosti se postiže sa 10 % Mg

Al-Cu-toplinski su očvrstive s osrednje visokom čvrstoćom, te sa relativno slabom žilavosti. - dobro su otporne pri višim temperaturama , te su rezljive. - lošija livljivost i korozijska postojanost

LJEVAČKE LEGURE BAKRA

KLASIFIKACIJA Cu – LEGURA

Bakrene legure - prema vrsti i udjelu glavnih legirnihelemenata dijele se na mjedi i bronce.

Legure Cu-Zn - Mjedi

a) Prave mjedi , > 50% Cu ; < 44% Zn

b) Specijalne mjedi sa < 44% Zn i 7,5% - ukupno Ni, Fe, Mn, Si, Mn i Sn

c) Cu-Zn-Ni ( 10 – 30 % Ni ) – „ novo srebro”

d) Cu-Zn-Sn-Pb , > 80 % Cu – crveni metal, crveni lijev

Legure bakra bez cinka – većinom bronce

a) Cu-Sn – prave bronce ili kositrene bronce , < 15% Sn

b) Cu-Al – aluminijeve bronce , < 14 % Al

c) Cu-Sn-Pb – olovno-kositrene i olovne bronce , < 10 % Sn, < 25 % Pb

d) Cu-Be – berilijeve bronce , < 2% Be

e) Cu-Mn-Si – manganove i silicijeve bronce

f) Cu-Ni – konstantan , < 45% Ni

Blok motora lijevan iz aluminijske legure

Nominal Composition:Cu 60-66, Zn 22-28, Al 5.0-7.5, Mn 2.5-5.0, Fe 2.0-4.0, Ni 1.0, Pb 0.20 , Sn 0.20 Larger View of MicrographLargest View of Micrograph

Alloy Family:

High strength yellow brasses

Product Form:

Cast ingot

Processing:

Etchant:

Scale Line Length:

~ 125Microns

Alloy:

C86300

Temper:

Material:

Manganese bronze

Source:University of Florida

Class Name UNS Numbers Composition Applications

1. Coppers C80100 -C81100 >99% Copper Electrical & thermal conductors

2. High-copper alloys C81300 -C82800 >94% Copper High strength electrical conductors,

including spot welding electrodes

3. Red brasses C83300 -C85800

Cu - Zn - Sn –(Pb) (75 - 89% Cu)

Valves, pump parts, plumbing hardware

Yellow brasses C85200 -C85800

Cu - Zn - Sn – (Pb) (57 - 74% Cu) Fittings, trim, builders hardware

4. Manganese bronzes C86100 -C86800 Cu - Zn - Mn - Fe – (Pb) Gears, bearings, bushings, marine

fittings

Silicon bronzes, silicon brasses

C87300 -C87900 Cu - Zn –Si Gears, bearings, bushings, marine

fittings

Tin bronzes C90200 -C94500 Cu - Sn - Zn – (Pb) Gears, bearings, bushings, pump

parts

Nickel- tin bronzes C94700 -C94900 Cu - Ni - Sn - Zn – (Pb) Wear parts, low speed bearings

Aluminium bronzes C95200 -C95810 Cu - Al - Fe - Ni

Gears, bearings, bushings, pump parts, pickling equipment, non

sparking tools

5. Copper - nickels C96200 -C96800 Cu - Ni - Fe Valves, pumps etc resistant to

seawater

6. Nickel silvers C97300 -C97800 Cu - Ni - Zn – (Pb) - Sn Builders hardware, valves, pumps

Miscellaneous alloys C99300 -C99750 - Various

Klasifikacija ljevačkih legura bakra

Metal / legura Oznaka Kemijski sastav Upotreba