Do produkcji odlewów wykorzystuje się najczęściej żeliwo sferoidalne, które ma inne nazwy takie jak żeliwo sferoidalne, żeliwo z grafitem sferoidalnym czy żeliwo SG. Żeliwo sferoidalne otrzymuje się grafit sferoidalny poprzez obróbkę sferoidyzacją i inokulacją, co skutecznie poprawia właściwości mechaniczne żeliwa, zwłaszcza plastyczność i udarność, tak aby uzyskać wyższą wytrzymałość niż stal węglowa. Żeliwo sferoidalne to-materiał żeliwny o wysokiej wytrzymałości opracowany w latach pięćdziesiątych XX wieku. Jego kompleksowe właściwości są zbliżone do stali. Ze względu na swoje doskonałe właściwości żeliwo sferoidalne jest z powodzeniem stosowane do odlewania elementów o złożonych siłach, wytrzymałości, ciągliwości i odporności na zużycie. Żeliwo sferoidalne szybko stało się drugim po żeliwie materiałem żeliwo szare i szeroko stosowane. Tak-tzw. „zastępowanie stali za żelazo" odnosi się głównie do żeliwa sferoidalnego. Żeliwo sferoidalne jest często wykorzystywane do produkcji części wałów korbowych i wałków rozrządu do samochodów, ciągników i silników spalinowych, a także zaworów średnio-ciśnieniowych do maszyn ogólnych.
Żeliwo sferoidalne nie jest pojedynczym materiałem, ale należy do grupy materiałów, które można wytworzyć tak, aby posiadały szeroki zakres właściwości poprzez kontrolę mikrostruktury. Wspólną cechą charakterystyczną tej grupy materiałów jest kształt grafitu. W żeliwie sferoidalnym grafit występuje w postaci kulek, a nie płatków, jak ma to miejsce w żeliwie szarym. Ostry kształt płatków grafitu powoduje powstawanie punktów koncentracji naprężeń w metalowej osnowie, a zaokrąglony kształt guzków w mniejszym stopniu, hamując w ten sposób powstawanie pęknięć i zapewniając zwiększoną ciągliwość, od której wzięła się nazwa stopu. Tworzenie się grudek osiąga się poprzez dodanie pierwiastków nodulujących, najczęściej magnezu (należy zwrócić uwagę na to, że magnez wrze w temperaturze 1100 stopni, a żelazo topi się w temperaturze 1500 stopni) i obecnie rzadziej ceru (zwykle w postaci miszmetalu). Stosowano również tellur. Itr, często składnik metalu Mischa, badano również jako możliwy środek nodulizujący.
Właściwości mechaniczne żeliwa sferoidalnego (sferycznego). |
||||||||
| Artykuł zgodny z normą DIN EN 1563 | Jednostka miary | PL-GJS-350-22-LT | PL-GJS-400-18-LT | PL-GJS-400-18 | PL-GJS-500-7 | PL-GJS-600-3 | PL-GJS-700-2 | PL-GJS-800-2 |
| PL-JS 1015 | PL-JS 1025 | PL-JS 1020 | PL-JS 1050 | PL-JS 1060 | PL-JS 1070 | PL-JS 1080 | ||
| Wytrzymałość na rozciąganie | Rm min.MPA | 350 | 400 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 |
| 2% wydajności | Rp0,2 min.MPA | 220 | 240 | 250 | 320 | 370 | 420 | 480 |
| Wydłużenie | A % | 22,0 | 18,0 | 18,0 | 7,0 | 3,0 | 2,0 | 2,0 |
| Twardość | HB | 110-150 | 120-160 | 140-190 | 170-220 | 200-250 | 230-280 | 250-330 |
| Struktury | głównie ferrytyczne | głównie ferrytyczne | głównie ferrytyczne | ferryt + perlit | ferryt + perlit | głównie perlit | wszystko perlitowe | |
| Naprężenie ścinające | σaB MPa | 315 | 360 | 360 | 450 | 540 | 630 | 720 |
| Skręcenie | TtB MPa | 315 | 360 | 360 | 450 | 540 | 630 | 720 |
| Moduły sprężystości | E GPa | 170 | 170 | 170 | 175 | 175 | 175 | 175 |
| Liczba Poissona | v – | 0,280 | 0,280 | 0,280 | 0,280 | 0,280 | 0,280 | 0,280 |
| Wytrzymałość na ściskanie | σdB MPa | – | 700 | 700 | 800 | 870 | 1000 | 1150 |
| Wytrzymałość na pękanie | Klc MPa·√m | 31 | 30 | 30 | 25 | 20 | 15 | 14 |
| Gęstość | g/cm3 | 7,1 | 7,1 | 7,1 | 7,1 | 7,2 | 7,2 | 7,2 |
Odlewy z żeliwa sferoidalnego to elementy odlewnicze wykonane z żeliwa sferoidalnego. W RMC Foundry żeliwo sferoidalne można odlewać i wylewać za pomocą wielu procesów odlewniczych, w tym odlewania w formach piaskowych, odlewanie skorupy, odlewanie metodą traconą, odlewanie z pianki traconej i odlewanie próżniowe, w zależności od dokładnego zastosowania lub specjalnych wymagań żądanych odlewów.
Na etapie projektowania odlewów należy powołać specjalny zespół projektowy, który będzie go prowadziłTryb awarii projektu i analiza skutków(DFMEA). Zespół projektowy składa się zazwyczaj z projektantów produktu, projektantów procesów odlewniczych i specjalistów ds. ochrony środowiska. Główna treść analizy DFMEA powinna obejmować to, czy spełnione są wymagania dotyczące jakości odlewu dla konstrukcji części, procesu odlewania konstrukcji odlewu i procesu odlewania pod kątem wymagań ochrony środowiska.
Charakterystyka wydajności odlewów z żeliwa sferoidalnego
• Płynność i skurcz liniowy żeliwa sferoidalnego są bardzo zbliżone do żeliwa szarego
• Tendencja do kurczenia się objętościowego i tworzenia naprężeń wewnętrznych jest większa niż w przypadku żeliwa szarego, które jest podatne na skurcz i pęknięcia
• Wytrzymałość, plastyczność i moduł sprężystości żeliwa sferoidalnego są większe niż żeliwa szarego, przy dobrej odporności na ścieranie
• Amortyzacja jest gorsza niż w przypadku żeliwa szarego
Charakterystyka strukturalna odlewów z żeliwa sferoidalnego
• Generalnie zaprojektowane tak, aby mieć jednakową grubość ścianki. Jeśli to możliwe, należy unikać grubych przekrojów
• W przypadku niektórych odlewów o grubych i dużych przekrojach należy zastosować konstrukcję pustą lub konstrukcję ze wzmocnionymi żebrami
|
Żeliwo sferoidalne (sferyczne). |
|||||
|
GB/T 1348-1988 |
ISO 1083:1987(E) |
ASTM A536-84 (2004) |
EN 1563:-1997 |
JIS G5502-2001 |
ГОСТ7293 |
| QT400-18 | 400-18 | 60-40-18 F32800 | GJS-400-18 JS1020 | FCD400-18 | вч40 |
| QT400-15 | 400-15 | 60-42-10 F32900 | GJS-400-15 JS1030 | FCD400-15 | вч40 |
| QT450-10 | 450-10 | 65-45-12 F33100 | GJS-450-10 JS1040 | FCD450-10 | вч45 |
| QT500-7 | 500-7 | 70-50-05 | GJS-500-7 JS1050 | FCD500-7 | вч50 |
| QT600-3 | 600-3 | 80-60-03 F34100 | GJS-600-3 JS1060 | FCD600-3 | вч60 |
| QT700-2 | 700-2 | 100-70-03 F34800 | GJS-700-2 JS1070 | FCD700-2 | вч70 |
| QT800-2 | 800-2 | - | GJS-800-2 JS1080 | FCD800-2 | вч80 |
| QT900-2 | 900-2 | 120-90-02 F36200 | GJS-900-2 JS1090 | - | вч90 |