Litina z tvárné litiny: Aplikace, vlastnosti a výrobní techniky

1. Přehled litin z tvárné litiny

Tvárná litina, známá také jako tvárná litina nebo litina s kuličkovým grafitem, je druh litiny vyznačující se vysokou pevností, vynikající tažností a odolností proti nárazu. Na rozdíl od tradiční šedé litiny obsahuje tvárná litina vměstky nodulárního grafitu, které zabraňují šíření trhlin a zvyšují houževnatost. Je široce používán v průmyslových odvětvích vyžadujících odolné a všestranné komponenty.

2. Mechanické vlastnosti

Mechanické vlastnosti litiny z tvárné litiny ji činí vhodnou pro širokou škálu strojírenských aplikací. Mezi klíčové vlastnosti patří:

• Vysoká pevnost v tahu, typicky v rozmezí 400 až 700 MPa.
• Vynikající tažnost 10–18 %, poskytuje vynikající tažnost ve srovnání s šedou litinou.
• Dobrá odolnost proti únavě a nárazu, díky čemuž je spolehlivý při cyklickém zatížení.
• Odolnost proti opotřebení, vhodná pro součásti vystavené tření nebo oděru.

3. Běžné aplikace

Litina z tvárné litiny je vysoce ceněna pro aplikace, které vyžadují kombinaci pevnosti, houževnatosti a odolnosti. Mezi běžné aplikace patří:

• Potrubí a potrubní tvarovky pro vodovodní a kanalizační systémy.
• Automobilové komponenty, jako jsou klikové hřídele, ozubená kola a části zavěšení.
• Díly těžkých strojů včetně zemědělské a stavební techniky.
• Průmyslové ventily a tělesa čerpadel, kde je rozhodující odolnost vůči tlaku a opotřebení.

4. Výrobní techniky

4.1 Tavení a legování

Tvárná litina se vyrábí tavením surového železa a šrotu v kuplovně nebo indukční peci. K vyvolání tvorby nodulárního grafitu se přidávají legující prvky, jako je hořčík nebo cer. Přesná kontrola chemického složení zajišťuje konzistentní mechanické vlastnosti.

4.2 Proces lití

Roztavená tvárná litina se nalévá do forem, aby se vytvořily součásti různých tvarů a velikostí. Mezi běžné metody odlévání patří:

• Lití do písku pro velké a složité tvary.
• Investiční lití pro přesné díly s hladkým povrchem.
• Lisování skořepin pro střední až malé součásti vyžadující vysokou rozměrovou přesnost.

4.3 Tepelné zpracování

Tepelné zpracování může dále zlepšit vlastnosti odlitku z tvárné litiny. Mezi běžné úpravy patří žíhání pro uvolnění napětí, kalení a popouštění pro zvýšení tvrdosti a pevnosti a normalizace pro zjemnění mikrostruktury.

5. Srovnání s šedou litinou

Litina z tvárné litiny nabízí významné výhody oproti tradiční šedé litině v mechanickém výkonu. Níže uvedená tabulka shrnuje hlavní rozdíly: