Dobór materiału na odlew części maszyny ma bezpośredni związek z jej późniejszą pracą, trwałością i sposobem obróbki. W dokumentacji technicznej spotyka się oznaczenia gatunków żeliwa zapisane jako ciąg liter i cyfr. Ich właściwe rozumienie ułatwia przygotowanie zamówienia oraz rozmowę z odlewnią. Podpowiadamy, jak czytać takie symbole i czego można się z nich dowiedzieć.
Na co wskazuje pierwszy człon oznaczenia gatunków żeliwa?
Pierwszy człon oznaczenia w przykładzie EN-GJS-500-7, czyli EN, wskazuje, że gatunek opisano według europejskich zasad normalizacyjnych. Polska zaczęła wdrażać takie dokumenty do krajowego systemu w latach 90., a od 2004 r. PKN działa jako pełnoprawny członek CEN i CENELEC. W polskiej dokumentacji zapis występuje jako PN-EN, dzięki czemu firmy mogą posługiwać się oznaczeniami rozpoznawalnymi również przez kontrahentów z innych państw europejskich. Ułatwia to porównanie wymagań materiałowych zapisanych na rysunkach, kartach technologicznych oraz w specyfikacjach dostaw. Trzeba jednak zwracać uwagę na rok wydania danego dokumentu. Przykładowo PN-EN 1561:2012 dotycząca żeliwa szarego została w 2024 r. zastąpiona przez PN-EN 1561:2024-06, która wprowadza EN 1561:2023. Przy produkcji elementu według starszej dokumentacji warto więc ustalić, do którego wydania odnosi się projekt i czy wymagania materiałowe od tego czasu się zmieniły.
Co oznaczają symbole GJL, GJS i GJN?
Po EN pojawia się człon określający grupę żeliwa. Pierwsza litera G we wszystkich trzech oznaczeniach wskazuje, że chodzi o odlew. W przykładzie GJL litera J dotyczy żeliwa szarego, natomiast L podpowiada, że chodzi o płatkową postać grafitu. Części wykonane z takiego stopu dobrze tłumią drgania, mają świetną lejność i skrawalność. Wykorzystuje się je do wytwarzania np. korpusów maszyn.
W symbolu GJS litera S oznacza sferoidalną, czyli kulistą postać grafitu. Taka struktura sprzyja uzyskaniu wysokiej wytrzymałości na rozciąganie oraz dobrej plastyczności. Dzięki temu żeliwo sferoidalne stosuje się do elementów, które podczas pracy przenoszą większe obciążenia. Powstają z niego m.in. piasty, koła, wsporniki oraz inne odlewy części maszyn.
W oznaczeniu GJN litera N informuje o braku wolnego grafitu w strukturze materiału. Do tej grupy zalicza się białe żeliwa odporne na ścieranie, które wykorzystuje się tam, gdzie powierzchnia robocza styka się z twardym materiałem. Takie stopy stosuje się m.in. na wybrane części do maszyn kruszarki, młynów oraz mieszalników.
Do jakich właściwości odnoszą się liczby w oznaczeniach żeliwa?
Końcowa część symbolu opisuje wymagane parametry materiału. W przykładzie EN-GJS-500-7 wartość 500 oznacza minimalną wytrzymałość na rozciąganie Rm równą 500 MPa, a 7 określa minimalne wydłużenie po zerwaniu na poziomie 7 proc. Z takiego zapisu można więc odczytać dwie cechy mechaniczne żeliwa sferoidalnego. W EN-GJL-250 pojawia się tylko jedna liczba. W tym przypadku 250 wskazuje minimalną wytrzymałość na rozciąganie wynoszącą 250 MPa. Inaczej zapisuje się właściwości żeliw odpornych na ścieranie. Przykładowo symbol HB z wartością liczbową odnosi się do twardości Brinella, a dalsza część oznaczenia może wskazywać skład chemiczny stopu. Końcówkę symbolu trzeba więc odczytywać w odniesieniu do konkretnej grupy materiału i dokumentu, według którego została sklasyfikowana.
Jak projekt i warunki pracy odlewu wpływają na wybór stopu?
Dobór gatunku żeliwa warto rozpocząć od dokumentacji części i warunków, w których element będzie pracował. Trzeba uwzględnić m.in. rodzaj obciążenia, kontakt z materiałem ściernym, temperaturę, drgania, uderzenia oraz planowaną obróbkę mechaniczną. Liczy się też geometria odlewu, w tym grubość ścianek, przekroje i miejsca koncentracji naprężeń. Z tego powodu zamiennika nie powinno się wybierać wyłącznie na podstawie podobnego symbolu lub nazwy gatunku. Gdy oznaczenie materiału w starej dokumentacji jest nieczytelne albo odnosi się do wycofanego systemu, do odlewni żeliwa warto przekazać rysunek techniczny, wymiary części, opis jej funkcji, rodzaj obciążeń, temperaturę pracy, kontakt z kruszywem lub innym medium oraz oczekiwaną odporność na zużycie. Taki zestaw informacji pozwala nam dobrać gatunek stopu odpowiadający wymaganiom konkretnego odlewu części maszyny.
Oznaczenie gatunku żeliwa warto rozłożyć na poszczególne człony i sprawdzić, co oznacza każdy z nich. EN odnosi się do systemu normalizacyjnego, GJL, GJS i GJN wskazują rodzaj żeliwa, a liczby opisują jego parametry. Przy wyborze materiału trzeba też uwzględnić dokumentację części oraz warunki jej pracy. W razie wątpliwości skonsultuj dobór stopu z naszą odlewnią.
