Temperované litiny

Temperované litiny jsou svým chemickým složením podeutektické bílé litiny s nízkým stupněm eutektičnosti, které jsou tepelně zpracovány tzv. temperováním. Temperování je vlastně dlouhotrvající žíhání odlitků z bílé litiny, kdy se začíná rozpadat ledeburitický či perlitický cementit. Tímto procesem vzniká vločkový grafit, který je typický pro tuto litinu.

Rozeznáváme dva druhy temperovaných litin a to:

  • temperovaná litina s bílým lomem (vzniká oduhličením při temperování, velmi dlouhé tepelné zpracování při vysokých teplotách, viz. obrázek 32 – křivka 1)
  • temperovaná litina s černým lomem (cementit se rozpadá na tuhý roztok austenit či ferit a na grafit, viz. obrázek 32, křivka 2 a 3)
Obr. 32
Obr. 32 Předpis tepelného zpracování temperování, jednotlivé křivky udávají typ temperování; 1) na bílý lom, 2) na černý lom, 3) perlitická litina


Temperovaná litina s bílým lomem

Temperování na bílý lom probíhá při teplotách okolo 1000 °C. Povrch temperované litiny je oduhličený, viz obrázek 33. Oduhličením povrchu vzniká koncentrační spád uhlíku od povrchu k jádru, který umožňuje další difúzi atomů uhlíku z jádra na povrch odlitku. Při oduhličovaní se snižuje obsah uhlíku v austenitu. Takto porušená rovnováha mezi austenitem a cementitem se vyrovná rozpouštěním cementitu (a jiných karbidů) v austenitu. Tento proces začíná nejdříve na povrchu odlitku a v dalších etapách ústí k jádru. Ochlazením litiny po temperování na místech, kde je austenit ochuzený o uhlík, nastává jeho překrystalizace na ferit. Ve vnitřních, méně oduhličených vrstvách vzniká směs feritu a perlitu. Tam, kde je uhlíku dostatek vzniká grafit, který má pavoučkovitý tvar (vločkový).

Toto temperování je zastaralé, je velmi zdlouhavé a nákladné. Využívá se nejčastěji pro tenkostěnné odlitky s tloušťkou stěny maximálně 6 mm.

Obr. 33 Obr. 33
Obr. 33 Obr. 33
Obr. 33. Mikrostruktura temperované litiny s bílým lomem


Temperovaná litina s černým lomem

Temperovaná litina s černým lomem a feritickým základem se vyrábí grafitizací prvního a druhého stupně. První stupeň probíhá při teplotách okolo 950 °C, dokud se úplně nerozpadne ledeburitický, popřípadě sekundární cementit na austenit a temperovaný uhlík (vločkového tvaru). Po té nastává ochlazování na teplotu druhého stupně a setrvání na teplotě. Tady se začíná rozpadat perlitický cementit na ferit a temperový uhlík. Následuje pomalé ochlazení, aby se neporušila stabilní rovnováha. Mikrostrukturu pak tvoří feritická matrice a grafit, viz. obrázek 34.

Zvláštním typem je temperovaná litina s černým lomem a perlitickým základem. Provede se první stupeň (ohřev na teplotu okolo 950 °C) a po té co se struktura rozpadne na austenit a temperovaný vločkový grafit, po té se odlitek úplně ochladí v prostředí proudícího vzduchu. Při tomto procesu se austenit přemění na perlit. Po té se slitina popouští při teplotách nižších než je A1. Podle zvolené teploty se získá matrice globulárního nebo lamelárního perlitu s určitým podílem feritu, který zlepšuje tažnost, ale snižuje pevnost v tahu.

Obr. 34 Obr. 34
Obr. 34 Obr. 34
Obr. 34. Mikrostruktura temperované litiny s černým lomem


Použití a mechanické vlastnosti

Nevýhodou všech temperovaných litin je jejich špatná zabíhavost a velká smrštivost. Proto se nedají použít na velké odlitky. Temperované litiny se uplatňují zejména při výrobě středně mechanicky namáhaných součástek, hlavně pro součástky automobilů, polnohospodářských strojů, vagónů, lokomotiv apod. Základní normované druhy jsou uvedeny v tabulce níže, spolu s jejich použitím a mechanickými vlastnostmi.

Tab. 15 Vlastnosti a doporučené použití odlitků
Značka
EN
ČSN
Charakteristika, struktura Použití Re
Rp0,2
A [%] Rm [MPa] HV
-
-
42 532
Temperovaná litina s černým lomem pro všeobecné účely. Struktura feritická s částečným výskytem perlitu. Vhodná na odlitky s tloušťkou stěn od 3 do 30 mm. Např. na odlitky pro textilní, polnohospodářské stroje, obráběcí stroje, zdviháky apod. 170 8 320 184
-
-
42 2533
Temperovaná litina s černým lomem pro všeobecné účely. Struktura feritická s částečným výskytem perlitu. Vhodná na odlitky s tloušťkou stěn od 3 do 30 mm. Např. Na odlitky pro vozové nápravy, kompresory, klíče do zámků apod. 200 10 350 160
GJMW-350
(JM 1010)
42 2536
Temperovaná litina s bílých lomem pro všeobecné účely. Struktura perlitická. Vhodná na odlitky s tloušťkou stěn od 3 do 30 mm. Jde o odlitky na vozové nápravy, tkalcovské stavy, západky, kompresory. 4 350 221
GJMW-400-5
(JM 1030)
42 540
Temperovaná litina s bílým lomem pro všeobecné použití. Struktura perlitická s výskytem feritu. Vhodná na odlitky s tloušťkou stěn od 3 do 30 mm. Jde o odlitky pro motocyklovou a automobilovou výrobu, pro staticky namáhané odlitky. 220 5 400 221
GJMB-450-6
(JM 1140)
42 2545
Temperovaná litina s bílým lomem pro vyšší tlaky. Struktura zrnitý až lamelární perlit. Vhodná na odlitky s tloušťkou stěn od 3 do 30 mm. Jde o odlitky na konzoly, motory, páky převodovek, součásti polnohospodářských strojů. 270 6 450 204