Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Liatina vstúpila do nášho života pred mnohými storočiami a dodnes je obľúbená . Je široko používaný v mnohých oblastiach. Aby sme však pochopili, čo je liatina, je dôležité poznať jej vlastnosti a chemické zloženie, štruktúru a vlastnosti jej zliatin, výhody a nevýhody tohto materiálu, ako aj jeho výrobu a oblasti použitia.

Chemické zloženie liatiny

Liatina je zliatina železa a uhlíka, v ktorej percento uhlíka nie je menšie ako 2, 14%, ale nie viac ako 4, 5%. Uhlík je súčasťou liatiny vo forme cementitu alebo grafitu. Ak je percento obsahu uhlíka menšie ako 2, 14%, takáto zliatina sa nazýva oceľ.

Je známe, že liatinová zliatina bola najprv vyrobená v Číne v VI storočí. V Európe sa tajomstvo jeho výroby stalo v XIV storočí av Rusku sa jeho zloženie dostalo do dokonalosti len v XVII. Pre toto všetko po dlhú dobu, liatina vzorec sa nezmenil.

Najkvalitnejší materiál bol vyrobený v zlievárni bratov Demidov na Urali.

V priebehu storočí nielenže nestratila svoju dôležitosť, ale získala aj širšiu škálu aplikácií.

Odrody materiálu

Existujú také druhy liatiny, ako extrémne a zlievarenské . Prvá sa používa pri výrobe ocele na dráhe konvertora kyslíka. Kremík a mangán v takejto zliatine je obsiahnutý vo veľmi malom množstve. Zlievarenský typ materiálu sa používa vo väčšej miere v priemysle a vo výrobe. Na druhej strane je rozdelený do nasledujúcich typov:

  • Biela liatina - uhlík v ňom je karbid železa. V tom istom čase je na jeho vine vidieť biely odraz, odkiaľ prichádza jeho meno. Vo svojej čistej forme sa nepoužíva. Používa sa vo výrobnom procese tvárnej liatiny.
  • Šedá liatina sa vyznačuje strieborným leskom na zlomenine. Má širokú škálu aplikácií a je dokonale opracovaný rezákmi.
  • Na zvýšenie pevnostných vlastností vyrobeného materiálu sa používa vysoko pevná zliatina. Vyrába sa zo šedej liatiny pridaním nečistôt z horčíka do svojej hmotnosti.
  • Tvárna liatina je tiež typom šedej liatiny. Jeho názov naznačuje, že má vysokú ťažnosť a získava ho z bieleho železa žíhaním.
  • Polovica má špeciálne vlastnosti. Časť uhlíka v jeho zložení je vo forme grafitu, zvyšok - vo forme cementitu.

Funkcie zliatiny

Hlavným znakom liatiny je skrytá v procese jej výroby. Faktom je, že v rôznych typoch tejto zliatiny dosahuje bod topenia 1200ºС, zatiaľ čo v oceli je 1500 ºС. Tento faktor je ovplyvnený príliš vysokým obsahom uhlíka. Atómy železa a uhlíka medzi nimi nemajú veľmi blízke väzby.

Keď dôjde k taveniu, uhlíkové atómy nemôžu úplne preniknúť do molekulárnej mriežky železa, v dôsledku čoho sa liatinová zliatina stáva krehkou. V tomto ohľade sa nepoužíva pri výrobe častí, ktoré budú neustále vystavené namáhaniu.

Tento materiál patrí do oceliarskeho priemyslu a jeho vlastnosti sú podobné oceli. Výrobky vyrobené zo železa a ocele sú široko používané v každodennom živote a je úplne opodstatnené.

Ak porovnáme charakteristiky týchto kovov, môžeme vyvodiť tieto závery:

  1. Náklady na oceľové výrobky sú vyššie ako náklady na liatinu.
  2. Rozdiely vo farbe: liatina je tmavá a matná a oceľ je ľahká a lesklá.
  3. Oceľ je horšia na odlievanie, ale na rozdiel od liatiny je ľahšie kovať a zvárať.
  4. Oceľ má väčšiu pevnosť ako liatinová zliatina.
  5. Oceľ je ťažšia.
  6. Jeho obsah uhlíka je nižší ako obsah liatiny.

Silné a slabé stránky

Tento materiál, ako každý iný, má svoje silné a slabé stránky.

Výhody liatiny zahŕňajú také faktory:

  • Niekedy sa dokonca porovnáva s vlastnosťami ocele, pretože niektoré typy sa vyznačujú zvýšenou pevnosťou.
  • Dlho udržiava teplotu: pri zahrievaní sa teplo rozdeľuje rovnomerne po celú dobu a zostáva nezmenené po dlhú dobu.
  • Je to materiál šetrný k životnému prostrediu, vďaka ktorému sa často používa pri výrobe riadu, v ktorom sa jedlo pripravuje priamo.
  • Nereaguje na acidobázické prostredie.
  • Je to trvanlivý materiál.
  • Čím dlhší je produkt tohto materiálu, tým lepšia je jeho kvalita.
  • Tento materiál je pre ľudské telo absolútne neškodný.

Medzi nevýhody patria tieto faktory:

  • Môže sa stať hrdzavým aj v prípade, že je v ňom voda krátkodobo.
  • Je to veľmi drahý materiál, ale napriek tomu sa úplne ospravedlňuje. Kvalita, praktickosť a spoľahlivosť sú hlavnými vlastnosťami výrobkov z tejto zliatiny.
  • Šedá liatina sa vyznačuje nízkou ťažnosťou.
  • Biela je veľmi krehká a najčastejšie ide do taviarne.

Vlastnosti a vlastnosti liatiny

Táto kovová zliatina má nasledujúce vlastnosti:

  1. Fyzikálne vlastnosti: merná hmotnosť, skutočné zmrštenie, koeficient lineárnej rozťažnosti. Napríklad obsah uhlíka v liatine priamo ovplyvňuje jeho hmotnosť.
  2. Tepelné vlastnosti. Tepelná vodivosť sa obyčajne vypočíta podľa pravidla posunu. Pre tuhý stav kovu je objemová tepelná kapacita 1 kal / cm3 * oC. Ak je kov v kvapalnom stave, potom je približne rovný 1, 5 cal / cm3 * ° C.
  3. Mechanické vlastnosti. Je pozoruhodné, že tieto vlastnosti sú ovplyvnené ako samotnou bázou, tak tvarom a veľkosťou grafitu. Šedá liatina s perlitovým základom je najtrvanlivejšia a s feritickou najtvrdšou. Lamelová forma grafitu sa vyznačuje maximálnym poklesom pevnosti, zatiaľ čo v guľovom tvare je tento pokles minimálny.
  4. Hydrodynamické vlastnosti. Prítomnosť mangánu a síry ovplyvňuje viskozitu materiálu. Tiež má tendenciu zvyšovať sa, keď teplota zliatiny prechádza bodom začiatku tuhnutia.
  5. Technologické vlastnosti. Tento kov sa vyznačuje vynikajúcimi odlievacími vlastnosťami, ako aj odolnosťou voči opotrebeniu a vibráciám.
  6. Chemické vlastnosti S poklesom potenciálu elektród sú konštrukčné zložky zliatiny usporiadané v nasledujúcom poradí: cementit - fosfidový eutektický - ferit.

Vlastnosti zliatiny sú tiež ovplyvnené špeciálnymi nečistotami:

  • Pridanie síry výrazne znižuje tekutosť a znižuje refraktérnosť.
  • Fosfor vám umožňuje vyrábať výrobky rôznych tvarov, ale zároveň znižuje jeho pevnosť.
  • Pridanie kremíka znižuje teplotu topenia materiálu a tiež výrazne zlepšuje vlastnosti odlievania. Obsah kremíka v rôznych percentách umožňuje získať zliatiny rôznych farieb: od feritickej po čistú bielu.
  • Prítomnosť mangánu v zliatine výrazne zvyšuje tvrdosť a pevnosť materiálu, ale zároveň sa zhoršuje jeho odlievanie a technologické vlastnosti.
  • Okrem týchto nečistôt môže zloženie zliatiny zahŕňať aj ďalšie zložky. V tomto prípade sa materiály nazývajú dopované. Najčastejšie sa titán, hliník, chróm, meď a nikel zmiešajú s liatinou.

Zloženie a štruktúra kovu

Liatina ako konštrukčný materiál predstavuje kovová dutina s grafitovými inklúziami. Jeho hlavnými zložkami sú perlit, ledeburit a plastový grafit. Je zaujímavé, že v rôznych typoch zliatin sú tieto prvky prítomné v nerovnomernom pomere alebo môžu byť úplne neprítomné.

Zliatina liatiny sa svojou štruktúrou delí na tieto typy: \ t

  • Perlit.
  • Ferit.
  • Feritovým perlit.

V tomto prípade môže byť grafit prítomný v jednej z nasledujúcich foriem:

  1. Sférická: grafit má túto formu, keď sa pridáva horčík. Zvyčajne sa vyznačuje vysokou pevnosťou liatinových výrobkov.
  2. Plast: grafit sa podobá tvaru okvetných lístkov (v tejto forme je prítomný v bežnej liatine). Tento materiál sa vyznačuje vysokou ťažnosťou.
  3. Flake-like: táto forma sa získava v procese žíhania bieleho železa. Flokulentný grafit sa nachádza v tvárnej liatine.
  4. Vermikulárna: grafit v tejto forme je prítomný v šedej liatine. Bol navrhnutý špeciálne na zlepšenie jeho plastických vlastností.

Výrobná technológia

Ako je známe, liatina sa vyrába v špeciálnych vysokých peciach. Hlavnou surovinou na jeho výrobu je železná ruda. Technologický proces výroby spočíva v redukcii oxidov železnej rudy a v dôsledku tohto iného materiálu - liatiny. Na jeho výrobu sa používajú také palivá ako koks, termoantracit, zemný plyn.

Trvá asi 550 kilogramov koksu a asi tona vody na výrobu jednej tony surového železa. Objem rudy naplnenej do pece bude závisieť od jej obsahu železa. Spravidla sa používa ruda, ktorá obsahuje najmenej 70% železa. Ide o to, že nie je ekonomicky možné použiť nižšiu koncentráciu.

Prvá fáza výroby železa sa taví. Ruda sa naleje do vysokej pece a potom do koksovateľného uhlia, ktoré je potrebné na vstrekovanie a udržanie požadovanej teploty vo vnútri šachty pece. Počas spaľovania sa tieto zložky aktívne podieľajú na prebiehajúcich chemických reakciách ako činidlá redukujúce železo.

Zatiaľ sa tavidlo ponorí do pece, ktorá pôsobí ako katalyzátor. Tým urýchľuje tavenie hornín a tým podporuje skoré uvoľňovanie železa. Je dôležité vedieť, že pred naložením do pece sa ruda podrobí nevyhnutnému predbežnému spracovaniu. Rozdrví sa v drviarni, pretože menšie častice sa roztopia rýchlejšie. Potom sa premyje, aby sa odstránili nekovové častice. Potom sa surovina podrobí vypaľovaniu, v dôsledku čoho sa vylúči síra a iné cudzie zložky.

V druhej fáze výroby sa zemný plyn privádza cez špeciálny horák do pece, ktorá je plná a pripravená na prevádzku. Koks sa podieľa na vykurovaní surovín. Uvoľňuje sa uhlík, ktorý v kombinácii s kyslíkom tvorí oxid. Na druhej strane prispieva k regenerácii železa z rudy.

S nárastom objemu plynu v peci sa znižuje rýchlosť prúdenia chemickej reakcie. Pri dosiahnutí určitého pomeru plynu sa môže úplne zastaviť. Uhlík preniká do zliatiny a spája sa so železom, čím vytvára liatinu. Nezrnité prvky zostávajú na povrchu a čoskoro sa odstránia. Takýto odpad sa nazýva troska. Používa sa na výrobu iných materiálov.

Rozsah použitia

Tento kov sa používa v rôznych priemyselných odvetviach. Napríklad sa široko používa v strojárstve na výrobu rôznych častí.

Najčastejšie sa tento materiál používa pri výrobe blokov pre motory a kľukové hriadele. Na ich výrobu sa vyžaduje zlepšená zliatina s prídavkom špeciálnych nečistôt z grafitu. Tento kov je odolný voči treniu, takže sa z neho vyrábajú vysoko kvalitné brzdové doštičky.

V drsných klimatických podmienkach je liatinová zliatina nenahraditeľná, pretože umožňuje strojným dielom, ktoré sú z nej vyrobené, pracovať bez problémov aj pri najnižších teplotách.

V hutníckom priemysle sa tiež ukázal ako vynikajúci. Jeho vynikajúce odlievacie vlastnosti a relatívne nízka cena sú vysoko cenené. Výrobky z neho sa vyznačujú veľmi vysokou pevnosťou a odolnosťou voči opotrebeniu.

Zliatina liatiny je vyrobená z najrôznejších sanitárnych výrobkov. Sú to batérie, výlevky, rôzne výlevky a rúry. Liatinové vane a radiátory sú veľmi populárne. Ich životnosť je veľmi dlhá. V mnohých bytoch sa tieto výrobky používajú dodnes, pretože si zachovávajú svoj pôvodný vzhľad po dlhú dobu a zriedka potrebujú reštaurovanie.

Dôležitá je aj skutočnosť, že vynikajúce odlievacie vlastnosti liatiny umožňujú vyrábať z neho celé diela: prelamované kované železné brány a všetky druhy architektonických pamiatok.

Je pozoruhodné, že cena za 1 kilogram liatiny je spôsobená množstvom uhlíka v jeho zložení, ako aj prítomnosťou rôznych nečistôt a zliatinových zložiek. Cena za tonu železa je asi 8000 rubľov.

K dnešnému dňu neexistuje žiadna guľa, kde sa tento kov používa. Jeho odlievanie a zliatiny sú základom mnohých komponentov, mechanizmov a častí. Niekedy sa používa ako samostatný produkt, dobre sa vyrovná s funkciami, ktoré sú mu priradené. Táto zlúčenina obsahujúca železo je svojho druhu jedinečná. Dnes je to nevyhnutné.

Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Kategórie:

Užitočné tipy