picto-žárovka orange

Vlastnosti tvárné litiny

Technická řešení

Tvárná litina

Tvárná litina se liší od tradiční šedé litiny svými pozoruhodnými mechanickými vlastnostmi (pružností, odolností proti nárazům, tažností…). Tyto vlastnosti jsou výsledkem přítomnosti částic grafitu ve formě kuliček.

Definice litiny

Železárenské výrobky se rozlišují podle obsahu uhlíku v základním kovu :

  • železo : 0 to 0.1% C,
  • ocel : 0.1 to 1.7% C,
  • šedá nebo tvárná litina: 1.7 to 5% C
Při obsahu uhlíku do 1,7 % se během tuhnutí vylučuje austenit, jednofázový útvar, v jehož struktuře je uhlík přítomen v tuhém roztoku. Při obsahu uhlíku nad 1,7 % nemůže být všechen uhlík ve struktuře železa rozpuštěn a vylučuje se jako druhá fáze buď ve formě grafitu (čistý C) nebo ve formě karbidu železa (Fe3C). Litina je tudíž vícefázový útvar se složitou strukturou: nejběžnějšími jejími složkami jsou ferit (Feα) a perlit (Feα + Fe3C).
Další prvky, které jsou v litině přítomny ve velmi malých množstvích, mají vliv na strukturu, na mechanické vlastnosti a na odlévání kovu. Zvláštní úlohu má křemík (obsažený obvykle od 1 do 3 %), který vytváří z litiny trojsložkovou slitinu železa, uhlíku a křemíku.

Různé druhy litiny

Název „litinazahrnuje širokou škálu slitin Fe-C-Si. Obvyklé je třídění do skupin podle stavu grafitu s dalším rozlišením v závislosti na struktuře kovového základu (ferit, perlit…).

Vliv formy grafitu

V šedých litinách je grafit přítomen ve tvaru lamel, odtud jejich metalurgický název - litiny s lamelovým grafitem (litiny FGL). Každá z těchto grafitových lamel může při koncentraci větších sil v určitých bodech působit jako zárodek trhlinky.
Proto metalurgové hledali způsob, jak snížit tyto jevy anebo jak jim předcházet a to změnou velikosti lamel anebo jejich uspořádáním. Odstředivé lití umožnilo dosáhnout jemnost lamel, která citelně zlepšuje mechanické vlastnosti litiny. Rozhodující změna nastala v roce 1948, kdy výzkumy prováděné v USA a ve Velké Británii umožnily získat litinu s grafitem ve formě kuliček (litina FGS nebo GS), pro kterou se ujal název tvárná litina.
Grafit tedy není již ve formě lamel, nýbrž krystalizuje ve formě kuliček, čímž jsou vyloučeny linie s nebezpečím porušení. Krystalizace grafitu ve formě kuliček je docílena kontrolovanou přísadou malého množství hořčíku do předem odsířené litiny.


Vlastnosti tvárné litiny

Grafitové částice ve tvaru kuliček dodávají tvárné litině pozoruhodné mechanické vlastnosti:

  • pevnost v tahu,
  • odolnost vůči nárazům,
  • vysoká mez pružnosti,
  • značná mez průtažnosti.

Tyto vlastnosti se mohou dále zlepšovat dokonalým zvládnutím chemického složení a tepelného zpracování kovového základu. Tvárná litina si přitom zachovává tradiční vlastnosti šedé litiny vycházejí z vysokého obsahu uhlíku:

  • pevnost v tlaku,
  • odlévatelnost,
  • odolnost na abrazi,
  • obrobitelnost,
  • odolnost vůči únavě materiálu.

Saint-Gobain PAM trubky a tvarovky z tvárné litiny

Všechny PAM trubky a tvarovky  jsou vyráběny z tvárné litiny ve shodě s normami EN 545 ISO a 2531.

Vlastnosti trubek a tvarovek PAM z tvárné litiny

Typ odlitkuMinimální pevnost v tahu Rm (MPa)Minimální průtažnost při porušení A (%)
DN 40 až 2000DN 40 až 1000DN 1100 až 2000
Trubky odstředivě lité420107
Trubky odlévané jiným způsobem, tvarovky a příslušenstv42055

 

Pozn. 1:
 
Po dohodě mezi výrobcem a odběratelem může být smluvní mez průtažnosti při 0,2 % (Rp0,2) ověřena měřením. Nesmí být nižší než:
– 270 MPa je-li A ≥ 12 % pro DN 40 až 1000 nebo ≥ 10 % pro DN > 1 000 ;
 

– 300 MPa v ostatních případech.

Srovnání parametrů litin pro odstředivě lité trubky
 

Tvrdost podle Brinella nesmí přesahovat 230 HB pro trubky a 250 HB pro tvarovky a příslušenství. U svařovaných dílů je přípustná vyšší tvrdost v místě svaru.

 

vlastnosti tvárné litiny-srovnání litin
Caption: 
vlastnosti tvárné litiny-srovnání litin

Viz také

Tvárná litina je skutečnou technologickou inovací s vynikajícími mechanickými vlastnostmi.