Liveno gvožđe je legura gvožđa i ugljenika sa sadržajem ugljenika većim od 2,11% (uglavnom 2.5-4%). To je višekomponentna legura sa željezom, ugljikom i silicijumom kao glavnim komponentama i sadrži više nečistoća kao što su mangan, sumpor i fosfor nego ugljični čelik. Ponekad, da bi se poboljšala mehanička svojstva ili fizička i hemijska svojstva livenog gvožđa, može se dodati određena količina legirajućih elemenata da bi se dobilo legirano liveno gvožđe.
Klasifikacija livenog gvožđa:
I. Prema različitim oblicima ugljika u livenom gvožđu, liveno gvožđe se može podeliti na
1. Ugljik od bijelog livenog gvožđa, osim male količine rastvorenog u feritu, ostatak ugljenika postoji u obliku cementita u livenom gvožđu, a njegov lom je srebrnobeo, pa se naziva beli liveni gvožđe. Trenutno se bijeli liveni gvožđe uglavnom koristi kao sirovina za proizvodnju čelika i gotov za proizvodnju kovanog livenog gvožđa.
2. Ugljik od sivog liva postoji u livenom gvožđu u obliku grafita u pahuljicama u celom ili većem delu livenog gvožđa, a njegov lom je tamno siv, pa se naziva sivi liv.
3. Dio ugljika u sivom livenom gvožđu postoji u obliku grafita, sličnog sivom livenom gvožđu; drugi dio postoji u obliku slobodnog cementita, sličnog bijelom livenom gvožđu. Na lomu se nalaze crne i bijele rupe, pa se naziva lijevano gvožđe sa rupicama. Ova vrsta livenog gvožđa je takođe veoma tvrda i krhka, pa se retko koristi u industriji.
2. Prema različitim oblicima grafita u livenom gvožđu, liveno gvožđe se može podeliti na
1. Sivi liv Grafit u livenom gvožđu postoji u ljuspicama.
2. Kovno gvožđe Grafit u livenom gvožđu postoji u klasterima. Dobija se dugotrajnim žarenjem bijelog lijeva određenog sastava na visokoj temperaturi. Njegova mehanička svojstva (naročito žilavost i plastičnost) su veća od onih kod sivog lijeva, pa se obično naziva kovnim lijevanim željezom.
3. Nodularno liveno gvožđe Grafit u livenom gvožđu postoji u sfernom obliku. Dobija se nakon tretmana sferoidizacije prije izlivanja rastopljenog željeza. Ova vrsta livenog gvožđa ne samo da ima veća mehanička svojstva od sivog liva i kovanog liva, a njegov proizvodni proces je jednostavniji od kovanog liva, već se može dodatno poboljšati toplotnom obradom. Stoga njegova primjena u proizvodnji postaje sve obimnija.
Upotreba raznih livenih gvožđa Beli liv
Ugljik u bijelom lijevanom željezu postoji u potpunosti u obliku infiltriranog ugljika (Fe3c), tako da je lom svijetlo bijel. Zbog toga se naziva bijeli ljev. Zbog prisustva velike količine tvrdog i lomljivog Fe3c, bijeli liveni gvožđe ima visoku tvrdoću, veliku lomljivost i teško se obrađuje. Stoga se rijetko koristi direktno u industrijskim primjenama, a koristi se samo za nekoliko dijelova koji zahtijevaju otpornost na habanje i nisu podložni udarcima, kao što su matrice za izvlačenje žice, željezne kuglice za kuglični mlin, itd. Većina njih se koristi kao gredice za proizvodnju čelika i kovanog livenog gvožđa.
Sivi liv
Većina ili sav ugljik u livenom gvožđu postoji u obliku slobodnog grafita. Prijelom je siv. Ima dobre performanse livenja, dobru obradivost rezanja, anti-trenje, dobru otpornost na habanje, a njegovi sastojci za topljenje su jednostavni, niske cene i naširoko se koriste u proizvodnji složenih odlivaka i delova otpornih na habanje. Sivi liv je podeljen u tri kategorije prema strukturi matrice: sivi liv na bazi ferita, sivi liv na bazi perlita i sivi liv na bazi perlita. Zato što u sivom livenom gvožđu postoji grafit u pahuljicama, a grafit je komponenta male gustine, male čvrstoće, niske tvrdoće, a plastičnost i žilavost se približavaju nuli. Njegovo postojanje je poput velikog broja malih praznina u čeličnoj matrici, što smanjuje površinu ležaja i povećava izvor pukotina. Zbog toga, sivi liveni gvožđe ima malu čvrstoću i slabu žilavost i ne može se obraditi pritiskom. Kako bi se poboljšale njegove performanse, određena količina ferosilicijuma, silicijum kalcijuma i drugih inokulanata se dodaje u rastopljeno željezo prije izlivanja kako bi se rafinirala perlitna matrica.
Kovno gvožđe
Mallet liveno gvožđe je napravljeno od legure gvožđa i ugljenika sa niskim sadržajem ugljika i silicijuma u blanke od belog livenog gvožđa, a zatim se podvrgava dugotrajnom visokotemperaturnom tretmanu žarenja kako bi se cementit razgradio u flokulantni grafit. Kovano gvožđe je grafitizovano belo liveno gvožđe. Kovno lijevano željezo podijeljeno je u dvije kategorije prema različitim mikrostrukturama nakon termičke obrade; jedan je kovno gvožđe od crnog srca i perlitno kovno gvožđe. Struktura kovanog lijevanog željeza je uglavnom feritna (F) matrica + flokulantni grafit; struktura perlitnog kovanog livenog gvožđa je uglavnom perlitna (P) matrica + flokulantni grafit. Drugi je whiteheart kovno gvožđe. Struktura bijelog kovanog lijevanog željeza određena je veličinom poprečnog presjeka. Mali poprečni presek je zasnovan na feritu, a površina velikog preseka je ferit, a jezgro je perlit i ugljenik za žarenje. Grafit postaje fin i ravnomjerno raspoređen. Liveno gvožđe koje je podvrgnuto ovom tretmanu inokulacije naziva se inokulirano liveno gvožđe.
Nodularno liveno gvožđe
Prije izlivanja rastopljenog željeza (duktilno željezo), dodaje se određena količina sferoidizirajućeg agensa (obično se koristi ferosilicij, magnezij, itd.) kako bi se sferoidizirao grafit u livenom gvožđu. Budući da ugljik (grafit) postoji u matrici od lijevanog željeza u sfernom obliku, njegov učinak rezanja na matricu je poboljšan, a vlačna čvrstoća, granica popuštanja, plastičnost i udarna žilavost nodularnog željeza su znatno poboljšani. Također ima prednosti otpornosti na habanje, apsorpciju udara, dobre performanse procesa i niske cijene. Sada je naširoko zamijenio kovno lijevano željezo i neke dijelove od lijevanog čelika i kovanog čelika, kao što su radilice, klipnjače, valjci, stražnje osovine automobila itd.
