Sivi liv, nodularni liveni gvožđe i kovno gvožđe su tri glavne vrste materijala od livenog gvožđa. Oni se značajno razlikuju po mikrostrukturi, karakteristikama performansi i proizvodnim procesima, prvenstveno zbog razlika u morfologiji grafita. Evo detaljnog poređenja:
1. Sivi liveni gvožđe
• Morfologija grafita: pahuljasti grafit (siva površina loma).
• Mikrostruktura: Grafitne ljuspice su raspršene u feritnoj ili perlitnoj matrici; koncentracija naprezanja lako se javlja na vrhovima grafitnih pahuljica.
• Karakteristike performansi:
º Prednosti: Dobre performanse livenja, otpornost na habanje, prigušivanje vibracija (grafitne ljuspice apsorbuju vibracije) i obradivost; niske cijene.
º Nedostaci: Mala čvrstoća, slaba plastičnost (skoro da nema duktilnosti), visoka lomljivost; vlačna čvrstoća je mnogo manja od čvrstoće na pritisak.
• Primene: ležišta alatnih mašina, blokovi motora, kočioni diskovi, kućišta ventila i druge komponente koje zahtevaju prigušivanje vibracija i otpornost na habanje.
2. Duktilno liveno gvožđe (ili nodularno liveno gvožđe)
• Morfologija grafita: Sferoidni grafit (dobije se sferoidizirajućim tretmanom magnezijumom ili cerijumom, itd.).
• Mikrostruktura: Sferoidni grafit ima manji efekat rezanja na matricu, što rezultira visokom iskorišćenošću matrice (ferit, perlit ili mešavina).
• Karakteristike performansi:
º Prednosti: Visoka čvrstoća, dobra plastičnost i žilavost (izduženje može doseći 10%-25%), vlačna čvrstoća približna onoj čelika, uz zadržavanje otpornosti na habanje i svojstva prigušenja vibracija.
º Nedostaci: Visoki zahtevi za proces livenja (zahteva tretman sferoidizacije), veći trošak od sivog livenog gvožđa.
• Scenariji primjene: Radilice, zupčanici, cijevi, dijelovi automobilske šasije i druge komponente koje treba da izdrže dinamička opterećenja.
3. Kovno lijevano željezo
• Morfologija grafita: nodularni grafit (nastao žarenjem bijelog livenog gvožđa).
• Mikrostruktura: Grafit je aglomeriran, sa manjim efektom rezanja na matricu od grafita u ljuskama, ali je slabiji od sferoidnog grafita.
• Karakteristike performansi:
º Prednosti: Veća žilavost i plastičnost (izduženje tipično 5%-15%), superiorno u odnosu na sivi liveno gvožđe, i može izdržati određene udare.
º Nedostaci: Složen proizvodni proces (zahteva dugo žarenje), visoka cijena i ograničena debljina stijenke.
• Klasifikacija:
º Blackheart kovno liveno gvožđe (feritna matrica): Dobra žilavost, koristi se za spojeve za cevi i automobilske delove.
º Whiteheart kovno liveno gvožđe (površina bez ugljenika): Dobra zavarljivost, koristi se za delove sa tankim{0}}zidovima.
º Perlitno kovno gvožđe: Visoka čvrstoća, koristi se za delove{0}}otporne na habanje.
• Scenariji primjene: Fitingi za cijevi, poljoprivredna oprema, željeznički dijelovi i drugi tanki{0}}dijelovi sa složenim oblicima koji zahtijevaju čvrstinu.
Preporuke za odabir
• Potreba za prigušenjem vibracija i niska cijena → Sivi ljev.
• Potreba za čvrstoćom i žilavošću → Nodularno liveno gvožđe (može zameniti neke čelične delove).
• Tankozidni-dijelovi sa složenim oblicima koji zahtijevaju žilavost → Kovano liveno gvožđe (posebno često u spojevima za cevi).
Iako ova tri materijala pripadaju porodici livenog gvožđa, njihova svojstva i primena značajno se razlikuju zbog različitih oblika grafita. Zbog svojih odličnih ukupnih performansi, nodularno gvožđe je postalo najrasprostranjeniji materijal od livenog gvožđa u modernoj industriji.
