Właściwości mechaniczne żeliwa sferoidalnego

Określenie „żeliwo” obejmuje szeroką gamę stopów Fe-C, uporządkowanych między innymi w zależności od postaci, w jakiej występuje w danym stopie węgiel. Żeliwo szare, gdzie węgiel występuje w postaci swoistych „płytek” grafitowych, jest materiałem kruchym, gdyż „płytki” grafitu powodują nieciągłość struktury żeliwa. Pęknięcia następują wzdłuż linii ułożenia się „płytek”. Przez wprowadzenie magnezu do stopu żeliwa na odpowiednim etapie procesu technologicznego, grafit przybiera samoistnie kształt kulek („sfer”) i dzięki temu struktura żeliwa jest ciągła i nie podatna na pęknięcia. Odkrycie żeliwa sferoidalnego (ciągliwego) zrewolucjonizowało produkcję i zakres zastosowania żeliwa.

Zalety mechaniczne a warunki środowiskowe

Jednoznaczny opis właściwości żeliwa sferoidalnego jako materiału jest bardzo trudny. Materiał ten przejawia wszystkie cechy klasycznych materiałów konstrukcyjnych. W pewnych zakresach naprężeń jest sztywny i sprężysty, a po przekroczeniu granicy plastyczności staje się elastyczny. Twardość i udarność jest dla żeliwa sferoidalnego bardzo wysoka w całym zakresie występujących naprężeń. Zasypana rura może być narażona w terenie niestabilnym na znaczne naprężenia, spowodowane przemieszczaniem się gruntu, czy też wymywanie podłoża rur.

Elastyczność żeliw a sferoidalnego umożliwia systemom rur neutralizowanie zmian, które zachodzą w ich bezpośrednim otoczeniu, bez pęknięć i rozszczelnień. Zakopane rury poddawane są również siłom pionowym: statycznym (ciężar gruntu nasypowego) oraz dynamicznym (ruch kołowy). Siły te działają deformująco. Dlatego ważny jest wybór rur dostatecznie sztywnych, posiadających wysoki współczynnik bezpieczeństwa. Dzięki takiemu podejściu, unika się możliwości wystąpienia kosztownych w usunięciu awarii w postaci pęknięć, wygięć czy też nadmiernej owalizacji doprowadzającej do utraty szczelności złączy.

Charakterystyka żeliwa sferoidalnego

Wytrzymałość na rozciąganie Rm ≥ 420 MPa,
Granica plastyczności Rp 0,2 ≥ 270 MPa,
Wydłużenie względne A0 ≥ 10%

Źródło: Saint Gobain