STRUKE:

željezni ljevovi

ilustracija
ŽELJEZNI LJEVOVI, kućište brodskoga motora od nodularnoga lijeva

željezni ljevovi, željezne slitine namijenjene oblikovanju proizvoda lijevanjem. Talište im je razmjerno nisko, umjereno se stežu tijekom skrućivanja i daju kvalitetne odljevke. Najčešće se proizvode u kupolnim i lončastim indukcijskim pećima taljenjem uloška koji se sastoji od sivoga sirovoga željeza (proizvod visoke peći), čeličnog otpada, neiskorištenoga, tzv. kružnoga materijala unutar ljevaonice (neispravni odljevci i sl.) i feroslitina. U kupolnu peć dodaju se i ljevaonički koks te sredstva za stvaranje troske. Izgaranjem koksa u kupolnoj peći oslobađa se toplina za zagrijavanje i taljenje uloška, a ugljik iz koksa služi i za naugljičavanje (povećavanje udjela ugljika u talini), dok se naugljičavanje u indukcijskoj peći obavlja najčešće sredstvima na bazi kalciniranoga petrolkoksa. Svojstva odljevaka ovise o mikrostrukturi, a ona je određena kemijskim sastavom lijeva, uvjetima tijekom hlađenja i skrućivanja odljevka u kalupu te primijenjenom toplinskom obradbom.

Većina željeznih ljevova, uz željezo, obično sadrži ugljik (maseni udjel > 2%), silicij (1 do 3%), koji povećava stupanj grafitizacije, zatim mangan, fosfor, sumpor te manje udjele nekih drugih elemenata. Općenita je značajka željeznih ljevova skrućivanje njihove taline eutektičkim načinom, tj. izlučivanjem austenita i faze bogate ugljikom, koja može biti tvrdi željezni karbid (Fe3C) ili kristalinični grafit (meka faza), a koja u najvećoj mjeri određuje svojstva ljevova. Povijesno, prvo razvrstavanje željeznih ljevova baziralo se na izgledu površine prijeloma, pa se i danas razlikuje skupina sivih ljevova, koji pokazuju sivu površinu prijeloma jer prijelom nastaje duž grafitne faze (ugljik izlučen u metalnoj osnovi u obliku grafita), te skupina bijelih ljevova, koji pokazuju bijelu površinu prijeloma jer prijelom nastaje duž pločica željeznoga karbida (ugljik izlučen u metalnoj osnovi u obliku karbida).

U ljevačkoj praksi željezni ljevovi često se razvrstavaju na obične, nelegirane ljevove opće namjene te na specijalne ljevove, koji su najčešće visokolegirani, s izlučenim grafitom ili bez njega, namijenjeni primjeni pri periodičkim opterećenjima i povišenim temperaturama, otporni na oksidaciju, koroziju, trošenje itd. Razvrstavanje se usko veže i uz njihove mikrostrukturne značajke. Prema metalnoj osnovi razlikuju se feritni, perlitni, austenitni, martenzitni, bainitni i tzv. ausferitni (izotermički poboljšani) ljevovi, a prema obliku izlučenoga grafita sivi (grafit u obliku listića, lamela), nodularni (grafit u obliku nodula, kuglica), vermikularni (grafit u obliku crvića, lat. vermiculus) i temperirani ljevovi.

Sivi lijev male je vlačne čvrstoće, tvrdoće, žilavosti, istezljivosti i modula elastičnosti, ali vrlo dobre strojne obradivosti, sposobnosti prigušenja vibracija, tlačne čvrstoće, triboloških svojstava, otpornosti na koroziju te niskih troškova proizvodnje. Rabi se za izradbu odljevaka za postolja i dijelove strojeva, peći i štednjake, kućišta, blokove i cilindre motora, za dekorativne odljevke i dr.

Nodularni lijev zbog povoljne je kombinacije svojstava u mnogim primjenama zamijenio sivi, temperirani i čelični lijev. Obilježava ga visoko istezanje i granica razvlačenja, povoljna žilavost, modul elastičnosti, korozijska postojanost, ljevljivost i strojna obradivost, a vlačna mu je čvrstoća na razini čeličnoga lijeva. Primjenjuje se za izradbu cijevi, ventila, automobilskih dijelova (blokovi motora, koljenasta i brjegasta vratila, zupčanici, dijelovi ovjesa) i sl.

Vermikularni lijev, u usporedbi sa sivim i nodularnim lijevom, svojevrsna je sredina između njihovih dobrih i lošijih svojstava. Njegova je proizvodnja znatno složenija, a rabi se ponajprije za toplinski opterećene dijelove automobila (kućišta motora i turbokompresora, potisne ploče).

Temperirani (kovkasti) lijev (bijeli i crni) proizvodi se dugotrajnom toplinskom obradbom (temperiranjem) odljevaka od bijeloga željeznoga lijeva, pri čem se željezni karbid razgrađuje, a izlučuje se ugljik u obliku kompaktnih nakupina u metalnoj osnovi. Svojstva su mu vrlo slična svojstvima nodularnoga lijeva, a njime se izrađuju odljevci za automobilsku industriju (kućišta diferencijala, potisne ploče, brjegasta vratila), građevinarstvo (armature za vodovod), elektroindustriju i dr.

Bijeli željezni ljevovi vrlo su otporni na trošenje zbog vrlo tvrdih karbida u mikrostrukturi, što se postiže legiranjem; nazivaju se i željezni ljevovi otporni na trošenje. Primjenjuju se uglavnom za izradbu valjaka, oplate u mlinovima i drobilicama. Razlikuju se perlitni lijev, ljevovi legirani niklom (3 do 7%) i kromom (1,5 do 11%) te visokolegirani kromom (11 do 30%). Specijalni feritni visokokromni lijev s 30,0 do 40,0% kroma ima veliku otpornost na koroziju i visoke temperature te dobru otpornost prema kiselinama.

Od ukupno proizvedenih 91 milijuna tona odljevaka u svijetu (2006), odljevci od ljevova na bazi željeza čine 82,5%, a od obojenih metala 17,5%. Udjel je pojedinih vrsta ljevova na bazi željeza: sivi lijev 56,0%, nodularni lijev 29,0%, čelični lijev 13,0%, temperirani lijev 2,0%. Prema podatcima Hrvatskog udruženja za ljevarstvo, u Hrvatskoj je 2007. bilo proizvedeno 57 265 tona odljevaka, od toga 72,0% odljevaka od ljevova na bazi željeza, od kojih na sivi lijev otpada 59,0%, nodularni lijev 37,0% i na čelični lijev 4,0%.

Citiranje:
željezni ljevovi. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2020. Pristupljeno 13. 8. 2020. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=67682>.