Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Litina vstoupila do našeho života před mnoha stoletími a dodnes zůstává populární . Je široce používán v mnoha oblastech. Abychom však pochopili, co je litina, je důležité znát její vlastnosti a chemické složení, strukturu a vlastnosti jejích slitin, výhody a nevýhody tohoto materiálu, jakož i jeho výrobu a oblasti použití.

Chemické složení litiny

Litina je slitina železa a uhlíku, ve které procento uhlíku není menší než 2, 14%, ale ne více než 4, 5%. Uhlík je součástí litiny ve formě cementitu nebo grafitu. Pokud je procento obsahu uhlíku menší než 2, 14%, je taková slitina nazývána ocel.

Je známo, že litinová slitina byla poprvé vyrobena v Číně ve VI. Století. V Evropě se tajemství jeho výroby objevilo v XIV století a v Rusku bylo jeho složení přineseno k dokonalosti pouze v XVII. Pro toto vše po dlouhou dobu se litinová formule nezměnila.

Nejkvalitnější materiál byl vyroben ve slévárně bratrů Demidov na Uralu.

V průběhu staletí nejenže neztratila svůj význam, ale také získala ještě širší škálu aplikací.

Odrůdy materiálu

Tam jsou takové druhy litiny, jak extrémní a slévárna . První se používá při výrobě oceli na dráze konvertoru kyslíku. Křemík a mangan v takové slitině je obsažen ve velmi malém množství. Slévárenský typ materiálu je více používán v průmyslu a výrobě. On je zase rozdělen do následujících typů:

  • Bílá litina - uhlík v ní je karbid železa. Zároveň je na jeho vině vidět bílý odliv, odkud pochází jeho jméno. Ve své čisté formě se nepoužívá. Používá se ve výrobním procesu tvárné litiny.
  • Šedá litina se vyznačuje stříbřitým leskem na lomu. Má široký rozsah použití a je dokonale opracován řezáky.
  • Vysoce pevná slitina se používá ke zvýšení pevnostních vlastností vyráběného materiálu. Vyrábí se ze šedé litiny přidáním nečistoty hořčíku do své hmoty.
  • Tvárná litina je také typem šedé litiny. Její název naznačuje, že má vysokou duktilitu a vyluhuje ji z bílého železa žíháním.
  • Polovina - má speciální vlastnosti. Část uhlíku v jeho složení je ve formě grafitu, zbytek - ve formě cementitu.

Vlastnosti slitin

Hlavní rys litiny je skryt v procesu jeho výroby. Faktem je, že v různých typech této slitiny dosahuje bod tání 1200 ° C, zatímco v oceli je to 1500 ° C. Tento faktor je ovlivněn příliš vysokým obsahem uhlíku. Atomy železa a uhlíku mezi nimi nemají velmi těsné vazby.

Když dojde k tavení, atomy uhlíku nemohou zcela proniknout do molekulární mřížky železa, díky které se slitina litiny stává křehkou. V tomto ohledu se nepoužívá při výrobě dílů, které budou neustále vystaveny namáhání.

Tento materiál patří do ocelářského průmyslu a jeho vlastnosti jsou podobné oceli. Výrobky vyrobené ze železa a oceli jsou široce používány v každodenním životě a je zcela oprávněné.

Porovnáme-li vlastnosti těchto kovů, můžeme vyvodit následující závěry:

  1. Cena ocelových výrobků je vyšší než cena litiny.
  2. Rozdíly v barvě: litina je tmavá a matná a ocel je lehká a lesklá.
  3. Ocel je horší k odlévání, ale na rozdíl od litiny je snadnější kování a svařování.
  4. Ocel má větší pevnost než litinová slitina.
  5. Ocel je těžší.
  6. Jeho obsah uhlíku je nižší než obsah litiny.

Silné a slabé stránky

Tento materiál, stejně jako každý jiný, má své silné a slabé stránky.

Mezi výhody litiny patří tyto faktory:

  • Někdy je dokonce srovnáván s vlastnostmi oceli, protože určité typy se vyznačují zvýšenou pevností.
  • Dlouhou dobu udržuje teplotu: při zahřátí je teplo rozloženo rovnoměrně po celou dobu a zůstává nezměněno po dlouhou dobu.
  • Jedná se o materiál šetrný k životnímu prostředí, díky němuž se často používá při výrobě jídel, ve kterých se připravují potraviny přímo.
  • Nereaguje na acidobazické prostředí.
  • Je to trvanlivý materiál.
  • Čím déle je produkt z tohoto materiálu používán, tím lepší je jeho kvalita.
  • Tento materiál je pro lidské tělo naprosto neškodný.

Mezi nevýhody patří následující faktory:

  • Mohlo by se stát rezavým i v případě, že je voda v něm krátkodobě udržována.
  • Je to velmi drahý materiál, ale přesto se plně ospravedlňuje. Kvalita, praktičnost a spolehlivost jsou hlavními rysy výrobků z této slitiny.
  • Šedá litina se vyznačuje nízkou tažností.
  • Bílá je velmi křehká a nejčastěji jde do huti.

Vlastnosti a vlastnosti litiny

Tato kovová slitina má následující vlastnosti:

  1. Fyzikální vlastnosti: měrná hmotnost, skutečné smrštění, koeficient lineární roztažnosti. Například obsah uhlíku v litině přímo ovlivňuje jeho hmotnost.
  2. Tepelné vlastnosti. Tepelná vodivost se obvykle vypočítá podle pravidla posunutí. Pro tuhý stav kovu je objemová tepelná kapacita 1 cal / cm3 * oC. Pokud je kov v kapalném stavu, pak je přibližně roven 1, 5 cal / cm3 * ° C.
  3. Mechanické vlastnosti. Je pozoruhodné, že tyto vlastnosti jsou ovlivněny jak samotnou bází, tak tvarem a velikostí grafitu. Šedá litina s perlitovým základem je nejodolnější a feritická - nejpevnější. Lamelová forma grafitu se vyznačuje maximálním poklesem pevnosti, zatímco ve sférickém tvaru je tento pokles minimální.
  4. Hydrodynamické vlastnosti. Přítomnost manganu a síry ovlivňuje viskozitu materiálu. Také má tendenci se zvyšovat, když teplota slitiny prochází bodem tuhnutí.
  5. Technologické vlastnosti. Tento kov se vyznačuje vynikajícími vlastnostmi odlévání, odolností proti opotřebení a vibracím.
  6. Chemické vlastnosti S poklesem potenciálu elektrod jsou konstrukční složky slitiny uspořádány v následujícím pořadí: cementit - fosfidový eutektický - ferit.

Vlastnosti slitiny jsou také ovlivňovány speciálními nečistotami:

  • Přidání síry významně snižuje tekutost a snižuje refrakční schopnost.
  • Fosfor vám umožňuje vyrábět výrobky různých tvarů, ale zároveň snižuje jeho pevnost.
  • Přidání křemíku snižuje teplotu tání materiálu a také výrazně zlepšuje vlastnosti odlévání. Obsah křemíku v různých procentech umožňuje získat slitiny různých barev: od feritické po čistě bílou.
  • Přítomnost manganu ve slitině významně zvyšuje tvrdost a pevnost materiálu, zároveň se však zhoršují jeho odlévací a technologické vlastnosti.
  • Kromě těchto nečistot může složení slitiny zahrnovat i další složky. V tomto případě se materiály nazývají dopované. Nejčastěji se titan, hliník, chrom, měď a nikl mísí s litinou.

Složení a struktura kovu

Litina jako konstrukční materiál představuje kovová dutina s grafitovými inkluzemi. Jeho hlavní složky jsou perlit, ledeburit a plastový grafit. Je zajímavé, že v různých typech slitin jsou tyto prvky přítomny v nerovnoměrném poměru nebo mohou být zcela nepřítomné.

Svou strukturou je litinová slitina rozdělena do následujících typů:

  • Pearlite.
  • Feritický.
  • Feriticko-perlitický.

V tomto případě může být grafit přítomen v jedné z následujících forem:

  1. Sférická: grafit má tuto formu, když se přidává hořčík. Obvykle se jedná o vysoce pevné výrobky z litiny.
  2. Plast: grafit se podobá tvaru okvětních lístků (v této formě je přítomen v běžné litině). Tento materiál se vyznačuje vysokou tažností.
  3. Flake-like: tato forma se získává v procesu žíhání bílého železa. Flokulentní grafit se nachází v tvárné litině.
  4. Vermikulární: grafit v této formě je přítomen v šedé litině. Byl navržen speciálně pro zlepšení jeho plastických vlastností.

Technologie výroby

Jak je známo, litina se vyrábí ve speciálních vysokých pecích. Hlavní surovinou pro jeho výrobu je železná ruda. Technologický proces výroby spočívá v redukci oxidů železné rudy a v důsledku tohoto jiného materiálu - litiny. Pro jeho výrobu se používají paliva jako koks, termoantracit, zemní plyn.

To trvá asi 550 kilogramů koksu a asi tunu vody produkovat jednu tunu surového železa. Objem rudy vsázené do pece bude záviset na obsahu železa. Zpravidla se používá ruda, která obsahuje nejméně 70% železa. Jde o to, že není ekonomicky možné použít nižší koncentraci.

První fáze výroby železa se taví. Ruda se nalije do vysoké pece a poté do koksovatelného uhlí, které je nutné vstřikovat a udržovat požadovanou teplotu uvnitř hřídele pece. Během spalování se tyto složky aktivně podílejí na probíhajících chemických reakcích jako činidla redukující železo.

Přitom se tavidlo ponoří do pece, která působí jako katalyzátor. Zrychluje tavení hornin a podporuje tak včasné uvolnění železa. Je důležité vědět, že před naložením do pece podléhá ruda nezbytnému předběžnému zpracování. Je rozdrcena v drtírně, protože menší částice se roztaví rychleji. Poté se promyje, aby se odstranily nekovové částice. Dále se surovina podrobí vypalování, v důsledku čehož se extrahuje síra a další cizí složky.

Ve druhé fázi výroby se zemní plyn přivádí speciálním hořákem do pece, která je plná a připravená k provozu. Koks se podílí na ohřevu surovin. Uvolňuje se uhlík, který v kombinaci s kyslíkem tvoří oxid. On zase přispívá k regeneraci železa z rudy.

S nárůstem objemu plynu v peci snižuje rychlost proudění chemické reakce. Při dosažení určitého poměru plynu se může zcela zastavit. Uhlík proniká do slitiny a kombinuje se železem, čímž vytváří litinu. Na povrchu zůstávají neroztavené prvky, které jsou brzy odstraněny. Takový odpad se nazývá struska. Používá se pro výrobu jiných materiálů.

Rozsah použití

Tento kov se používá v různých průmyslových odvětvích. Například je široce používán ve strojírenství pro výrobu různých dílů.

Nejčastěji se tento materiál používá při výrobě bloků pro motory a klikové hřídele. Pro jejich výrobu je nutná zlepšená slitina s přídavkem speciálních nečistot z grafitu. Tento kov je odolný vůči tření, takže z něj jsou vyráběny kvalitní brzdové destičky.

V drsných klimatických podmínkách je slitina litiny nenahraditelná, protože umožňuje strojním dílům z ní pracovat hladce i při nejnižších teplotách.

V hutním průmyslu se také ukázal jako vynikající. Velmi dobré jsou jeho vynikající licí vlastnosti a relativně nízká cena. Výrobky z ní se vyznačují velmi vysokou pevností a odolností proti opotřebení.

Slitina litiny je vyrobena z široké škály sanitárních výrobků. Jedná se o baterie, dřezy, různá umyvadla a potrubí. Litinové lázně a radiátory jsou široce populární. Jejich životnost je velmi dlouhá. V mnoha bytech se tyto výrobky používají dodnes, protože si po dlouhou dobu zachovávají svůj původní vzhled a zřídka potřebují obnovu.

Důležitá je také skutečnost, že vynikající odlévací vlastnosti litiny umožňují vyrobit z ní celá umělecká díla: jako jsou prolamované kované železné brány a všechny druhy architektonických památek.

Je pozoruhodné, že cena za 1 kilogram litiny je způsobena množstvím uhlíku v jeho složení, jakož i přítomností různých nečistot a legujících složek. Cena za tunu železa je asi 8000 rublů.

Doposud neexistuje žádná koule, kde se tento kov používá. Jeho odlitek a slitiny jsou základem mnoha komponent, mechanismů a dílů. Někdy se používá jako samostatný produkt, dobře se vyrovná s funkcemi, které jsou mu přiřazeny. Tato sloučenina obsahující železo je svého druhu jedinečná. Dnes je to nepostradatelné.

Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Kategorie:

Užitečné tipy