Lijevano željezo je legura željeza i ugljika s udjelom ugljika većim od 2,11% (općenito 2.5-4%). To je višekomponentna legura sa željezom, ugljikom i silicijem kao glavnim komponentama i sadrži više nečistoća kao što su mangan, sumpor i fosfor nego ugljični čelik. Ponekad, kako bi se poboljšala mehanička svojstva ili fizikalna i kemijska svojstva lijevanog željeza, može se dodati određena količina legirajućih elemenata kako bi se dobilo legirano lijevano željezo.
Klasifikacija lijevanog željeza:
I. Prema različitim oblicima ugljika u lijevanom željezu, lijevano željezo možemo podijeliti na
1. Bijeli ugljik od lijevanog željeza, osim male količine otopljene u feritu, ostatak ugljika postoji u obliku cementita u lijevanom željezu, a njegov je lom srebrnobijel, pa se naziva bijeli lijev. Trenutačno se bijeli lijev uglavnom koristi kao sirovina za proizvodnju čelika i sirovina za proizvodnju temperanog lijevanog željeza.
2. Ugljik od sivog lijeva postoji u ljevu u obliku ljuspičastog grafita u cijelom ili većem dijelu lijeva, a lom mu je tamnosiv, pa se naziva sivi lijev.
3. Dio ugljika u rupičastom lijevanom željezu postoji u obliku grafita, slično sivom ljevu; drugi dio postoji u obliku slobodnog cementita, slično bijelom lijevanom željezu. U prijelomu se nalaze crna i bijela jamica, pa se naziva rupičasti lijev. Ova vrsta lijevanog željeza također je vrlo tvrda i krta, pa se rijetko koristi u industriji.
2. Prema različitim oblicima grafita u lijevanom željezu, lijevano željezo se može podijeliti na
1. Sivi lijev Grafit u lijevanom željezu postoji u ljuspicama.
2. Tempirani lijev Grafit u lijevanom željezu postoji u skupinama. Dobiva se dugotrajnim žarenjem bijelog lijeva određenog sastava na visokoj temperaturi. Njegova mehanička svojstva (osobito žilavost i plastičnost) veća su od sivog lijeva, pa se obično naziva temperirani lijev.
3. Nodularni lijev Grafit u lijevanom željezu postoji u sferičnom obliku. Dobiva se nakon tretmana sferoidizacijom prije izlijevanja rastaljenog željeza. Ova vrsta lijevanog željeza ne samo da ima bolja mehanička svojstva od sivog lijeva i temperiranog lijeva, a proces proizvodnje je jednostavniji od temperanog lijeva, već se također može dodatno poboljšati toplinskom obradom. Stoga je njegova primjena u proizvodnji sve veća.
Primjena raznih lijevanih željeza Bijeli lijev
Ugljik u bijelom lijevanom željezu postoji u potpunosti u obliku infiltriranog ugljika (Fe3c), tako da je lom svijetlo bijel. Stoga se naziva bijeli lijev. Zbog prisutnosti velike količine tvrdog i lomljivog Fe3c, bijeli lijev ima veliku tvrdoću, veliku krtost i teško se obrađuje. Stoga se rijetko koristi izravno u industrijskim primjenama i koristi se samo za nekoliko dijelova koji zahtijevaju otpornost na habanje i nisu podložni udarcima, kao što su matrice za izvlačenje žice, željezne kugle za kuglične mlinove, itd. Većina njih se koristi kao trupci za proizvodnju čelika i temperanog lijevanog željeza.
Sivi lijev
Većina ili sav ugljik u lijevanom željezu postoji u obliku slobodnog ljuspičastog grafita. Prijelom je siv. Ima dobre performanse lijevanja, dobru obradivost pri rezanju, otpornost na trenje, dobru otpornost na trošenje, a njegovi sastojci za taljenje su jednostavni, jeftini i naširoko se koriste u proizvodnji složenih odljevaka i dijelova otpornih na habanje. Sivi lijev je podijeljen u tri kategorije prema strukturi matrice: sivi lijev na bazi ferita, sivi lijev na bazi perlita i sivi lijev na bazi perlita. Jer u sivom lijevanom željezu postoji grafit u obliku ljuskica, a grafit je komponenta niske gustoće, niske čvrstoće, niske tvrdoće, a plastičnost i žilavost približavaju se nuli. Njegovo postojanje je poput velikog broja malih praznina u čeličnoj matrici, što smanjuje nosivu površinu i povećava izvor pukotine. Zbog toga sivi lijev ima malu čvrstoću i slabu žilavost te se ne može obrađivati pritiskom. Kako bi se poboljšala njegova izvedba, određena količina ferosilicija, silicij-kalcija i drugih inokulanata dodaje se rastaljenom željezu prije izlijevanja radi pročišćavanja perlitne matrice.
Kovan lijev
Mallet lijevano željezo je izrađeno od legure željeza i ugljika s niskim sadržajem ugljika i silicija u slijepe dijelove od bijelog lijeva, a zatim je podvrgnuto dugotrajnom tretmanu žarenja na visokoj temperaturi kako bi se cementit razgradio u flokulentni grafit. Kovano željezo je grafitizirani bijeli lijev. Tempirani lijev podijeljen je u dvije kategorije prema različitim mikrostrukturama nakon toplinske obrade; jedan je blackheart kovan lijev i perlitni temper lijev. Struktura crnog temperanog lijevanog željeza uglavnom je feritna (F) matrica + flokulentni grafit; Struktura perlitnog temperanog lijevanog željeza je uglavnom perlitna (P) matrica + flokulentni grafit. Drugi je whiteheart temperirani lijev. Struktura tempranog lijevanog željeza whiteheart određena je veličinom poprečnog presjeka. Mali poprečni presjek temelji se na feritu, a površina velikog poprečnog presjeka je ferit, a jezgra je perlit i ugljik za žarenje. Grafit postaje fin i ravnomjerno raspoređen. Lijevano željezo koje je podvrgnuto ovom tretmanu cijepljenja naziva se cijepljeno lijevano željezo.
Duktilni lijev
Prije izlijevanja rastaljenog željeza (duktilnog željeza), dodaje se određena količina agensa za sferoidizaciju (obično se koriste ferosilicij, magnezij itd.) za sferoidizaciju grafita u lijevanom željezu. Budući da ugljik (grafit) postoji u matrici lijevanog željeza u sferičnom obliku, njegov učinak rezanja na matricu je poboljšan, a vlačna čvrstoća, granica razvlačenja, plastičnost i udarna žilavost nodularnog željeza znatno su poboljšani. Također ima prednosti otpornosti na habanje, apsorpciju udara, dobre performanse procesa i niske cijene. Sada je uvelike zamijenio kovan lijev i neke dijelove od lijevanog čelika i kovanog čelika, kao što su radilice, klipnjače, valjci, stražnje osovine automobila itd.
