METALURGIA I ODLEWNICTWO ŻELIWA

Czesław Podrzucki

Czesław Kalata

Wydawnictwo: Śląsk, 1976
Oprawa: twarda płócienna
Stron: 740
Stan: bardzo dobry, nieaktualne pieczątki

 Nakład: 1710 egz.

W książce przedstawiono teoretyczne podstawy kształtowania się struktury odlewów żeliwnych, omówiono właściwości odlewnicze, mechaniczne i fizyczne żeliwa, określające je czynniki oraz metody ich wyznaczania. W dalszej części omówiono teoretyczne podstawy procesu żeliwiaków ego, procesów otrzymywania żeliwa w piecach elektrycznych i procesów obróbki ciekłego żeliwa poza piecami metalurgicznymi oraz nowoczesne
metody kontroli procesów metalurgicznych. Podano klasyfikację, skład chemiczny, technologię otrzymywania i zastosowanie żeliwa maszynowego niestopowego, w tym żeliwa modyfikowanego i sferoidalnego, żeliwa ciągliwego oraz różnych gatunków żeliwa
stopowego. Książka przeznaczona jest dla studentów specjalności odlewniczych wyższych uczelni technicznych, a także dla pracowników inżynieryjno-technicznych zatrudnionych w odlewniach żeliwa.

SPIS TREŚCI

Przedmowa.
Wykaz ważniejszych oznaczeń umownych
Współczynniki przeliczeniowe ważniejszych jednostek miar wielkości fizycznych stosowanych w książce.

1. Wstęp

2. Zarys historyczny metalurgii i odlewnictwa żeliwa

3. Krystalizacja i tworzenie się składników strukturalnych w odlewach żeliwnych
3.1. Wykres równowagi stopów Fe-C
3.2. Podział odlewów żeliwnych ze względu na strukturę
3.3. Składniki strukturalne żeliwa.
3.3.1. Roztwory stałe.
3.3.2. Grafit
3.3.3. Cementyt.
3.4. Zasady grafityzacji żeliwa podczas krzepnięcia i stygnięcia po zakrzepnięciu.
3.4.1. Postać wydzieleń grafitu.
3.4.2. Krystalizacja eutektyki i zagadnienie komórki eutektycznej
3.4.3. Procesy krystalizacji grafitu w żeliwie po jego zakrzepnięciu .
3.5. Czynniki wpływające na krystalizację i strukturę odlewów /. żeliwa
3.5.1. Wpływ zdolności żeliwa do grafityzacji
3.5.1.1. Wpływ składu chemicznego żeliwa
3.5.1.2. Wpływ stanu ciekłego na zdolność żeliwa do grafityzacji
3.5.2. Wpływ prędkości stygnięcia odlewu.
3.5.2.1. Wpływ grubości ścianek i konstrukcji odlewu
3.5j2.2. Wpływ materiału i temperatury formy .
3.5.2.3. Wpływ temperatur}' odlewania.
3.'i.6. Klasyfikacja struktury osnowy metalicznej i grafitu w żeliwie
3.6.1. Klasyfikacja struktury osnowy.
3.6.1.1. Ocena struktury wg perlitu
3.6.1.2. Ocena struktury wg eutektyki fosforowej i cementytu .
3.6.2. Klasyfikacja struktury na podstawie charakterystyki grafitu

4. Właściwości odlewnicze żeliwa i ich wyznaczanie.
4.1. Lejność.
4.1.1. Definicja lejności.
4.1.2. Czynniki wpływające na lejność
4 1.3. Wyznaczanie lejności
4.1.4. Określanie lejności na drodze rachunkowej
4.2. Skłonność do wydzielania grafitu w odlewach .
4.2.1. Definicja właściwości
4.2.2. Określanie skłonności żeliwa do grafityzacji
4.2.2.1. Próba klinowa wg PN-61/H-04675
4.2.2.2. Próba klinowa wg BN-65/4051-04
4.2.2.3. Inne rodzaje próbek technologicznych do określania skłonności żeliwa do grafityzacji
4.3. Skurcz odlewniczy
4.3.1. Charakterystyka ogólna.
4.3.1.1. Skurcz żeliwa w stanie ciekłym .
4.3.1.2. Skurcz żeliwa w czasie krzepnięcia i w stanie stałym
4.3.2. Czynniki wpływające na parametry skurczu odlewniczego .
4.3.2.1. Wpływ składu chemicznego.
4.3.2.2. Wpływ prędkości stygnięcia oraz temperatur przegrzania i odlewania żeliwa.
4.3.2.3. Wpływ czynników hamujących skurcz swobodny odlewów żeliwnych.
4.3.2.4. Wpływ technologii formy
4.3.2.5. Ostateczna wartość skurczu odlewniczego odlewów żeliwnych.
4.3.3. Wyznaczanie wartości skurczu.
4.4. Skłonność do tworzenia jam skurczowych.
4.4.1. Charakterystyka ogólna.
4.4.2. Czynniki wpływające na skłonność żeliwa do tworzenia jam skurczowych w odlewach
4.4.2.1. Wpływ składu chemicznego żeliwa .
4.4.2.2. Wpływ technologii wykonania i zalewania formy
4.4.2.3. Wpływ stanu ciekłego żeliwa.
4.4.2.4. Wpływ temperatury i czasu odlewania
4.4.2.5. Wpływ konstrukcji odlewów.
4.4.3. Wyznaczanie skłonności żeliwa do tworzenia jam skurczowych w odlewach
4.4.4. Zapobieganie powstawaniu jam skurczowych .
4.5. Skłonność do powstawania w odlewach naprężeń własnych
4.5.1. Charakterystyka ogólna.
4.5.1.1. Naprężenia cieplne
4.5.1.2. Naprężenia fazowe
4.5.1.3. Naprężenia skurczowe
4.5.1.4. Naprężenia odlewnicze własne.
4.5.2. Czynniki wpływające na wielkość naprężeń odlewniczych .
4.5.2.1. Wpływ składu chemicznego
4.5.2.2. Wpływ prędkości stygnięcia
4.5.2.3. Wpływ konstrukcji odlewów
4.5.2.4. Wpływ technologii formy i warunków zalewania formy.
4.5.2.5. Wpływ obróbki cieplnej.
4.5.3. Wyznaczanie skłonności żeliwa do tworzenia naprężeń odlewniczych w odlewach
4.6. Wrażliwość żeliwa na prędkość stygnięcia (wrażliwość na
grubość ścianki).
4.6.1. Charakterystyka ogólna
4.6.2. Czynniki wpływające na wrażliwość żeliwa na prędkość stygnięcia.
4.6.3. Ocena wrażliwości żeliwa na prędkość stygnięcia

5. Mechaniczne właściwości żeliwa i ich określanie.
5.1. Wprowadzenie.
5.2. Moduł sprężystości
5.2.1. Charakterystyka ogólna.
5.2.2. Czynniki wpływające na moduł sprężystości żeliwa
5.2.3. Wyznaczanie modułu sprężystości .
5.2.4. Moduł sprężystości poprzecznej i współczynnik Poissona
5.3. Twardość żeliwa.
5.3.1. Charakterystyka ogólna.
5.3.2. Czynniki wpływające na twardość żeliwa
5.3.2.1. Wpływ struktury.
5.3.2.2. Wpływ składu chemicznego.
5.3.2.3. Wpływ prędkości stygnięcia
5.3.3. Zasady wyznaczania twardości żeliwa.
5.4. Wytrzymałość i właściwości plastyczne żeliwa
5.4.1. Charakterystyka ogólna.
5.4.2. Czynniki wpływające na wytrzymałość i właściwości plastyczne żeliwa.
5.4.2.1. Wpływ struktury żeliwa.
5.4.2.2. Wpływ składu chemicznego
5.4.2.3. Wpływ stanu ciekłego żeliwa.
5.4.2.4. Wpływ prędkości stygnięcia
5.4.2.5. Wpływ obróbki cieplnej odlewów
5.4.3. Związki między wytrzymałością żeliwa na rozciąganie a innymi wskaźnikami właściwości wytrzymałościowych oraz wskaźnikami właściwości plastycznych żeliwa
5.4.3.1. Związek między Rm a HB i E.
5.4.3.2. Związek między Rm i R5
5.4.3.3. Związek między Rm i Rc .
5.4.3.4. Związki między Rm a Rt i Rs.
5.4.3.5. Związek między wytrzymałością na rozciąganie a właściwościami plastycznymi.
5.4.4. Wyznaczanie właściwości wytrzymałościowych i plastycznych żeliwa.
5.4.4.1. Wyznaczanie wytrzymałości na rozciąganie .
5.4.4.2. Wyznaczanie wytrzymałości na zginanie i strzałki ugięcia.
5.4.4.3. Wyznaczanie wytrzymałości na ściskanie
5.4.4.4. Wyznaczanie wytrzymałości na skręcanie i na ścinanie.
5.4.4.5. Wyznaczanie udarności.
5.4.4.6. Wyznaczanie właściwości mechanicznych próbek pobranych z prętów przylanych do odlewów
5.4.4.7. Wyznaczanie właściwości mechanicznych próbek pobranych ze ścianek badanych odlewów
5.4.4.8. Zagadnienie nowych kryteriów oceny mechanicznej jakości żeliwa, w szczególności w zastosowaniu do kontroli gotowych odlewów
5.5. Inne właściwości mechaniczne żeliwa.
5.5.1. Zdolność do tłumienia drgań
5.5.2. Wytrzymałość na zmęczenie
5.5.3. Wytrzymałość na pełzanie

6. Właściwości fizyczne żeliwa.
6.1. Gęstość.
6.2. Ciepło właściwe.
fi.3. Współczynnik rozszerzalności cieplnej.
6.4. Przewodność cieplna i elektryczna
6.5. Właściwości magnetyczne

7. Surowce stosowane przy wytapianiu żeliwa.
7.1. Metalowe materiały wsadowe.
7.1.1. Surówki wielkopiecowe.
7.1.2. Surówki syntetyczne
7.1.3. Złom żeliwny
7.1.4. Złom stalowy
7.1.5. Złom obiegowy.
7.1.8. Wióry .
7.1.7. Żelazostopy i metale techniczne.
7.2. Paliwo odlewnicze
7.2.1. Koks .
7.2.1.1. Właściwości chemiczne.
7.2.1.2. Właściwości fizyczne
7.2.1.3. Właściwości mechaniczne
7.2.1.4. Właściwości termochemiczne.
7.2.1.5. Normalizacja koksu odlewniczego
7.2.1.6. Koks formowany.
7.2.2. Inne rodzaje zastępczego stałego paliwa żeliwiakowego
7.2.3. Paliwo ciekłe.'.
7.2.4. Paliwo gazowe.
7.3. Topniki.
7.3.1. Kamień wapienny (wapień)
7.3.2. Fluoryt
7.3.3. Dolomit.
7.3.4. Wapno palone
7.3.5. Żużel martenowski
7.3.6. Soda kalcynowana
7.3.7. Sól kuchenna
7.3.8. Karbid
7.3.9. Ruda żelaza

8. Wytapianie żeliwa w żeliwiaku
8.1. Charakterystyka ogólna.
8.2. Zasadnicze strefy w żeliwiaku.
8.3. Teoretyczne podstawy procesu spalania i zgazowywania paliwa w żeliwiaku
8.3.1. Reakcje przebiegające w strefie spalania i w strefie redukcji.
8.3.2. Podstawy kinetyki procesu spalania i zgazowywania paliwa w żeliwiaku
8.3.3. Określenie prędkości spalania paliwa w strefie spalania żeliwiaka w zależności od warunków spalania
8.3.4. Określenie wysokości strefy spalania w żeliwiaku
8.3.5. Analiza pełnego wzoru na wysokość strefy spalania
i; Czynniki określające skład żeliwiakowych gazów odlotowych
8.3.7. Zagadnienie spalania dodatkowego paliwa w żeliwiaku
8.4. Teoretyczne podstawy topienia i przegrzewanie metalu w żeliwiaku .
8.4.1. Charakterystyka żeliwiaka jako przeć iw prądowego wymiennika ciepła .
8.4.2. Wymiana ciepła w strefach podgrzania i topienia
8.4.3. Wymiana ciepła w strefie przegrzania.
8.4.4. Wymiana ciepła w kotlinie
8.5. Wydajność żeliwiaka.
8.6. Teoretyczne podstawy procesów metalurgicznych przebiegających w żeliwiaku
8.6.1. Charakterystyka ogólna.
8.6.2. Zgar żelaza i zmiana zawartości krzemu, manganu i fosforu podczas wytapiania w żeliwiaku.
8.6.3. Zmiana zawartości węgla przy wytapianiu żeliwa w żeliwiaku
8.fi.3.1. Wiadomości wstępne
8.6.3.2. Mechanizm nawęglania metalu w żeliwiaku
8.6.3.3. Podstawy teorii nawęglania ciekłego metalu w żeliwiaku
8.6.3.4. Czynniki wpływające na stopień nawęglenia metalu w żeliwiaku
8.6.4. Zmiana zawartości siarki przy wytapianiu żeliwa w żeliwiaku
8.6.4.1. Wiadomości wstępne
8.6.4.2. Mechanizm nasiarczania żeliwa w żeliwiaku
8.6.4.3. Obniżanie stopnia nasiarczenia żeliwa w żeliwiaku kwaśnym.
8.6.4.4. Odsiarczanie żeliwa podczas wytapiania w żeliwiaku zasadowym

9. Otrzymywanie żeliwa w piecach elektrycznych .
9.1. Charakterystyka ogólna.
9.2. Wytapianie żeliwa w piecach łukowych
9.2.1. Wprowadzenie .
9.2.2. Piece łukowe o działaniu pośrednim.
9.2.3. Piece łukowe o działaniu bezpośrednim
9.2.4. Zasady prowadzenia wytopu na wsadzie stałym
9.3. Wytapianie żeliwa w piecach indukcyjnych.
9.3.1. Wprowadzenie
9.3.2. Piece indukcyjne be/rdzeniowe (tyglowe)
9.3.3. Piece indukcyjne rdzeniowe (kanałowe)
9.3.4. Zasady prowadzenia wytopu na wsadzie stałym
9.4. Zastosowanie pieców elektrycznych do wytapiania żeliwa w procesach podwójnych (w procesach dupleks)
9.5. Podstawy elektrometalurgli próżniowej

10. Zastosowanie ciekłej surówki wielkopiecowej na odlewy

11. Obliczanie wsadu metalowego przy wytapianiu żeliwa
11.1. Wiadomości ogólne
11.2. Obliczanie namiaru
11.2.1. Obliczanie średniego składu chemicznego wsadu metalowego .
11.2.2. Obliczanie namiaru przy założonej zawartości jednego pierwiastka (np. krzemu) we wsadzie
11.2.3. Obliczanie namiaru przy założonej zawartości dwóch pierwiastków we wsadzie (np. Si i Mn) sposobem rachunkowym.
11.2.4. Obliczanie składu wsadu przy założonej zawartości dwóch pierwiastków we wsadzie sposobem wykreśl-nym
11.2.5. Obliczanie namiaru przy założonej zawartości trzech pierwiastków we wsadzie (np. Si, Mn i P)
11.2.6. Obliczanie namiaru metodą wykreślno-rachunkową przy dowolnej ilości składników we wsadzie .
11.2.7. Zastosowanie maszyn matematycznych do obliczania namiaru.

12. Obróbka metalurgiczna ciekłego żeliwa poza piecami do topienia
12.1. Charakterystyka ogólna.
12.2. Podstawy procesu odsiarczania ciekłego żeliwa poza piecami
12.2.1. Wiadomości wstępne.
12.2.2. Odsiarczanie żeliwa za pomocą sody.
12.2.3. Odsiarczanie żeliwa związkami wapnia
12.3. Nawęglanie żeliwa poza piecami i wprowadzanie do niego dodatków stopowych.
12.3.1. Wprowadzenie.
12.3.2. Podstawy procesów nawęglania żeliwa oraz wprowadzania do niego dodatków stopowych.
12.4. Intensyfikacja pozapiecowych procesów metalurgicznych
12.4.1. Wprowadzenie.
12.4.2. Intensyfikacja procesów metalurgicznych przez przedmuchiwanie kąpieli gazami.
12.4.2.1. Sposoby przedmuchiwania kąpieli metalowej gazami.
12.4.2.2. Odsiarczanie i nawęglanie żeliwa przez wprowadzenie do niego odpowiednich reagentów w strumieniu gazu nośnego.
12.4.2.3. Odsiarczanie i nawęglanie żeliwa z równoczesnym jego przedmuchiwaniem za pomocą lancy głęboko zanurzonej
12.4.2.4. Odsiarczanie i nawęglanie żeliwa z równoczesnym jego przedmuchiwaniem gazami wprowadzanymi przez dno kadzi
12.4.3. Intensyfikacja procesów metalurgicznych w zbiorni-
kach (kadziach) ruchomych . "V.
12.4.3.1. Charakterystyka techniczna zbiorników ruchomych
12.4.'5.2. Odsiarczanie ciekłego żeliwa w zbiornikach obrotowych
12.4.3.3. Nawęglanie ciekłego żeliwa i wprowadzanie do niego pierwiastków stopowych przy zastosowaniu zbiorników obrotowych
12.4.4. Odsiarczanie z równoczesnym przepompowywaniem ciekłego żeliwa w kadzi
12.4.5. Odsiarczanie żeliwa przez elektrolizę żużla
12.4.6. Metody ciągłego odsiarczania i nawęglania żeliwa

13. Nowoczesne metody kontroli procesów metalurgicznych przy otrzymywaniu żeliwa
13.1. Charakterystyka ogólna.
13.2. Kontrola zużycia materiałów wsadowych
13.3. Kontrola ciśnienia dmuchu
13.4. Kontrola ilości dmuchu.
13.5. Zagadnienie wagowej i objętościowej regulacji ilości dmuchu żeliwiakowego.
13.6. Kontrola składu chemicznego żeliwa.
13.6.1. Wprowadzenie.
13.6.2. Analiza termiczna żeliwa
13.6.3. Pospieszne oznaczanie zawartości krzemu w żeliwie metodą termoelektryczną
13.6.4. Pospieszne oznaczanie zawartości krzemu w żeliwie z zastosowaniem techniki izotopowej.
13.6.5. Nowoczesne metody instrumentalne analizy chemicznej żeliwa
13.7. Kontrola temperatury ciekłego żeliwa.
13.8. Kontrola temperatury dmuchu, gazów żeliwiakowych i spalin
13.9. Kontrola temperatury ścianki wewnętrznej rekuperatora radiacyjnego
13.10. Kontrola składu chemicznego żeliwiakowych gazów odlotowych oraz spalin opuszczających piec płomienny lub reku-perator
13.11. Kontrola stężenia tlenu w dmuchu żeliwiakowym
13.12. Kontrola wilgotności dmuchu żeliwiakowego .
13.13. Kontrola temperatury wody chłodzącej żeliwiak .
13.14. Kontrola poziomu załadowania wsadu w żeliwiaku
13.15. Zagadnienie statystycznej kontroli procesów metalurgicznych

14. Podział odlewów z żeliwa według ich zastosowania i zasady ich wytwarzania
14.1. Odlewy maszynowe
14.1.1. Klasyfikacja żeliwa szarego na odlewy maszynowe
14.1.2. Warunki techniczne odbioru odlewów maszynowych
14.1.3. Metody otrzymywania wysokojakościowego żeliwa maszynowego .
14.1.3.1. Metoda form podgrzanych.
14.1.3.2. Metoda modyfikacji.
14.1.3.3. Metody otrzymywania żeliwa sferoidalnego .
14.1.3.4. Żeliwo maszynowe z grafitem zwartym .
14.1.3.5. Żeliwo maszynowe stopowe.
14.2. Odlewy handlowe
14.3. Odlewy z żeliwa odpornego na działanie czynników chemicznych
14.3.1. Charakterystyka ogólna.
14.3.1.1. Charakterystyka żeliwa jako materiału na odlewy części aparatury chemicznej .
14.3.1.2. Zużycie żeliwnej aparatury chemicznej w czasie jej eksploatacji
14.3.1.3. Zasady doboru żeliwa na odlewy aparatury chemicznej i technologii ich wykonania
14.3.2. Żeliwo kwasoodporne.
14.3.2.1. Żeliwo szare niestopowe i niskostopowe .
14.3.2.2. Żeliwo wysokokrzemowe
14.3.2.3. Żeliwo wysokokrzemowe z dodatkiem molibdenu .
14.3.2.4. Żeliwo austenityczne wysokoniklowe .
14.3.2.5. Żeliwo wysokochromowe
14.3.3. Żeliwo ługoodporne
14.3.3.1. Żeliwo szare niestopowe
14.3.3.2. Żeliwo ługoodporne.
14.3.4. Żeliwo odporne na korozję w ciekłych stopach metali nieżelaznych
14.4. Odlewy z żeliwa żaroodpornego
14.4.1. Charakterystyka ogólna.
14.4.2. Zmiany zachodzące w odlewach żeliwnych pod wpływem wysokiej temperatury
14.4.3. Żeliwo średniokrzemowe
14.4.4. Żeliwo chromowe
14.4.4.1. Żeliwo niskochromowe
14.4.4.2. Żeliwo wysokochromowe
14.4.5. Żeliwo aluminiowe
14.4.6. Żeliwo austenityczne wysokoniklowe.
14.4.7. Wpływ konstrukcji odlewów z żeliwa żaroodpornego na ich trwałość.
14.5. Odlewy z żeliwa ciągliwego.
14.5.1. Charakterystyka ogólna.
14.5.2. Podział i klasyfikacja żeliwa ciągliwego
14.5.3. Teoretyczne podstawy wytwarzania żeliwa ciągliwego
14.5.3.1. Odwęglanie żeliwa białego.
14.5.3.2. Gratityzacja żeliwa białego.
14.5.4. Żeliwo ciągliwc białe.
14.5.4.1. Wiadomości wstępne.
14.5.4.2. Otrzymywanie ciekłego metalu i jego właściwości odlewnicze
14.5.4.3. Wykonanie form odlewniczych
14.5.4.4. Wyżarzanie odlewów.
14.5.4.5. Wykańczanie odlewów
14.5.4.3. Zastosowanie odlewów z żeliwa ciągliwego iałego
14.5.5. Żeliwo ciągliwe czarne.
14.5.5.1. Wiadomości wstępne.
14.5.5.2. Otrzymywanie ciekłego metalu i jego właściwości odlewnicze
14.5.5.3. Wykonywanie form odlewniczych
14.5.5.4. Wyżarzanie odlewów.
14.5.5.5. Zastosowanie odlewów z żeliwa ciągliwego czarnego .
14.5.6. Żeliwo ciągliwe per li tyczne .
14.5.6.1. Wiadomości wstępne.
14.5.6.2. Otrzymywanie ciekłego metalu i wykonywanie form
14.5.6.3. Zastosowanie odlewów z żeliwa ciągliwego perlitycznego

Literatura