Liveno gvožđe

Iz Vikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na: navigaciju, pretragu

Liveno gvožđe podrazumeva leguru železa i ugljenika, sa masenim udelom ugljenika iznad približno[1] 2,1%. Kao prateći legirajući elementi najčešće se upotrebljavaju silicijum, mangan, hrom i nikl. Liveno gvožđe je legura hemijskog elementa gvožđa sa visokim udelom ugljenika (> 2%) i silicijuma (uglavnom > 1,5%), a po pravilu sadrži i druge elemente poput mangana, hroma i fosfora. Ako se ugljenik u mikrostrukturi ohlađenog gvožđa nalazi u obliku grafita onda govorimo o leguri pod imenom sivo liveno gvožđe. Ako se pak ugljenik u mikrostrukturi ohlađenog gvožđa nalazi u obliku cementita (Fe3C) onda se legura naziva belo liveno gvožđe.

Legura gvožđa se kao materijal umnogome razlikuje od čelika. Specifična težina gvožđa se nalazi između 7.100 i 7.250 kg/m3 i niža je od specifične težine čelika odnosno specifične težine čistog gvožđa, koja je u principu ista, i iznosi oko 7.850 kg/m3. Zbog visokog sadržaja ugljenika liveno gvožđe se ne može ni kovati ni savijati.

Zahvaljujući eutektičkoj reakciji gvožđe ima daleko nižu tačku topljenja od čelika koja za eutektičko gvožđe iznosi oko 1.150 °C. Prema sadržaju ugljenika i silicijuma livena gvožđa se dele na podeutektička, eutektička i nadeutektička. U tu svrhu se gradi ugljenični ekvivalent prema formuli

.

Podeutektička gvožđa imaju ugljenični ekvivalent do 4,3 %, eutektička oko 4,3 % a nadeutektička preko 4,3 %. Podeutektičke i nadeutektičke sorte livenog gvožđa imaju nešto višu temperaturu topljenja od eutektičkih.

Ako je u pitanju sivo liveno gvožđe onda imamo pred sobom materijal koji usled istaloženog lamelarnog grafita poseduje lošije mehaničke osobine od čelika, pogotovo kada je elastičnost u pitanju. Sa druge strane gvožđe poseduje bolju toplotnu provodnost, odličnu livnost i bolju izdržljivost kada je u pitanju zadržavanje originalnog oblika (zbog niske elastičnosti), kao i povišenu otpornost na koroziju u odnosu na čelik. Ako uz to dodamo izuzetnu sposobnost amortizacije oscilacija jasno nam je zašto su postolja (fundamenti) većine glomaznih mašina izrađena upravo od gvožđa. Mehaničke karakteristike kao i koroziona postojanost mogu se dodatno poboljšati dodatkom legirajićih elemenata kao što su: silicijum, mangan, hrom i nikl.

Bolje mehaničke osobine se postižu modifikacijom oblika istaloženog grafita u obliku nodula (sferni oblik), u nodularnom livu, ili u obliku vermikula (lat. vermiculus — crv), u vermikularnom livu, u procesu odstranjivanja rastvorenog kiseonika i sumpora uz pomoć magnezijuma kao legirajućeg elementa.

Jedna takođe važna forma legure gvožđa je temperovano gvožđe (temper liv) kada se posle izdvajanja ledeburitne faze (u eutektičkoj reakciji) materijal još jednom temperira na povišenoj temperaturi. Povišena temperatura omogućava da termodinamički nepovoljna lamelarna struktura (preveliki donos između površine i zapremine mikrokonstituenta) pređe u svoju stabilniju formu i približi se idealnom sfernom obliku. Sferni oblik inače ima minimalan odnos površina/zapremina pa samim tim i najmanju slobodnu energiju i predstavlja ravnotežno stanje.

Literatra[uredi]

  • John Gloag and Derek Bridgwater, A History of Cast Iron in Architecture, Allen and Unwin, London (1948)
  • Peter R Lewis, Beautiful Railway Bridge of the Silvery Tay: Reinvestigating the Tay Bridge Disaster of 1879, Tempus (2004) ISBN 0-7524-3160-9
  • Peter R Lewis, Disaster on the Dee: Robert Stephenson's Nemesis of 1847, Tempus (2007) ISBN 978-0-7524-4266-2
  • George Laird, Richard Gundlach and Klaus Röhrig, Abrasion-Resistant Cast Iron Handbook, ASM International (2000) ISBN 0-87433-224-9

Vanjske veze[uredi]

Reference[uredi]

  1. Razlog zašto se kaže približno je metoda pregleda sastava legure. Novije metode otkrivaju da procenat ugljika treba biti manji jer pri trenutnim mikroskopskim metodama od 2,1%S nije moguće naći čestice ledeburita.