Šedá litina

Šedá litina nebo litina s lupínkovým grafitem (LLG) je technická slitina železa s uhlíkem o obsahu vyšším než 2,14 %. Uhlík je vyloučen v elementární formě jako lamelární grafit v kovové matrici (feritu nebo perlitu).

Šedá litina je slitina železa a uhlíku s dalšími prvky: křemíkem, manganem, fosforem, sírou. Obsah uhlíku je obvykle 2,5 až 3,5 %. Krystalizuje přibližně podle stabilní soustavy rovnovážného diagramu Fe–C do kovové matrice feritu, perlitu nebo jejich směsi s vyloučeným lamelárním grafitem.^[1] Skutečný průběh krystalizace je však odlišný, v závislosti na přítomných doprovodných nebo legujících prvcích a rychlosti ochlazování. Pro tenkostěnné a tvarově náročné zejména umělecké odlitky se používá šedá litina s vyšším obsahem fosforu, který sice zvyšuje křehkost, ale příznivě ovlivňuje tekutost taveniny a tím i její zabíhavost (zatékavost).

Vyznačuje se relativně vysokou pevností v tlaku. Ostatní mechanické vlastnosti, zejména tažnost, jsou nepříznivě ovlivněny lamelárním tvarem grafitu. Grafitové lamely působí jako vruby (koncentrátory napětí) v kovové matrici a snižují pevnost v tahu na pouhých 100 až 350 MPa. Modul pružnosti se pohybuje v rozpětí 75 až 160 GPa.^[2] Lamelární forma grafitu zvyšuje tepelnou vodivost. Další výhodnou vlastností je, že díky volnému grafitu ve struktuře se může šedá litina využít pro nízkonamáhaná kluzná ložiska. Vlastnosti jsou normovány v ČSN a evropských normách.

Je dobře obrobitelná a jen pomalu koroduje.

Výroba předmětů uměleckého řemesla í konstrukčních prvků architektury ze šedé litiny začala na přelomu 18. a 19. století, až do secese zasahovala do výtvarných realizací nejvíce. První slévárnu litiny v českých zemích založil roku 1791 hrabě Rudolf z Vrbna v Komárově, Na základě vzorů z Berlína či Gliwice. Podle jeho panství někdy byl původ výrobků označován Komárov-Hořovice. Druhým velkým dodavatel em byly Salmovské železárny v Blansku. Nejstaršími příklady jsou klasicistní konstrukce schodišť, altánků, kolonáda v Mariánských Lázních, zábradlí balkónů a schodišť měšťanských domů i paláců, kamen, dále pomníky, sochy a busty, nádobí, užitkové a ozdobné předměty od tabatěrek až po šperky. Posledním významným obdobím odbytu šedé litiny v uměleckých zakázkách byla secese a v Československu ještě období První republiky. ^[3] V poválečné době usiloval o obnovení výroby akademik František Píšek (1886-1970) – technolog slévárenství a profesor a rektor strojní fakulty VUT v Brně.

Vyrábí se přetavením šedého surového železa a litinového šrotu v kuplovnách nebo v elektrických pecích. Tavenina se potom odlévá převážně do pískových forem. Předností šedé litiny je její dobrá zabíhavost i do složitých forem, relativně nízká tavicí a licí teplota (1100–1300 °C).

Za časů monarchie a I. republiky bývaly kuplovny i v malých dílnách, vypadaly jak velká kamna s ventilátorem. Například výrobce strojků na ruční pohon (na kliku) pro rolníky si malá a velká ozubená kolečka pro převod odléval sám do pískových forem.

Výroba podléhá normám:

• ČSN 42 2415 – DIN 1691 GG 15,
• ČSN 42 2420 – DIN 1691 GG 20 – EN GJL-200,
• ČSN 42 2425 – DIN 1691 GG 25.

Šedá litina se používá na odlitky, kde nejsou kladeny vysoké nároky na pevnost a houževnatost, ve výrobě strojů, v automobilovém průmyslu, na umělecké odlitky, kanalizační trouby a armatury, odlitky pro stavební průmysl, radiátory ústředního topení ap. Používání šedé litiny klesá, je v mnoha oblastech použití vytlačována lehkými kovy, ocelovými výlisky a svařenci, plasty a tvárnou litinou.

Při opravách litinových prvků svařováním lze použit bazickou elektrodou, ale při vysokých hodnotách předehřevu (až 700 °C). Při takto vysoké teplotě už dochází k austenitizaci a při chladnutí se tvoří tvrdý, ale křehký martenzit a cementit, které mohou být zdrojem trhlin.^[4] Ztvrdlé oblasti nelze obrábět (soustružit, vrtat, frézovat), ale už jen brousit.

Temperovaná litina je litina vytvořená tepelným zpracováním (tzv. temperací). Je svým složením podobná šedé litině, je však o něco tvrdší. Temperovaná litina je vhodným konstrukčním materiálem pro odlitky menší hmotnosti (asi do 100 kg), například pro automobily, hospodářské stroje atd.

Rozdělení temperované litiny podle druhu lomu:

• s bílým lomem (korozivzdorná – závitové spojky vodovodních a plynovodních trubek);
• s černým lomem (na dynamicky namáhané součásti, které nejsou vystaveny otěru);
• s perlitickým lomem (vhodný konstrukční materiál zejména pro středně namáhané odlitky, klikové hřídele, bubny, atd.).

• PÍŠEK; PLEŠINGER. Slévárenství I. [s.l.]: SNTL, 1974. 

• FOLDYNA, Václav; HENNHOFER, Karel; OLŠAROVÁ, Věra, Hlavatý, Ivo; Koukal, Jaroslav; Kristofory, František; Ochodek, Václav; Pilous, Václav; Purmenský, Jaroslav; Schwarz, Drahomír; Veselko, Július., 2000. Materiály a jejich svařitelnost. Recenzent: Jaroslav Koukal. 1. vyd. Ostrava: Česká svářečská společnost ANB, ZEROSS, c2000. 216 s. ISBN 80-85771-85-3. [reference viz Foldyna et al.]. 

• PODRÁBSKÝ, Tomáš; POSPÍŠILOVÁ, Simona. Struktura a vlastnosti grafitických litin [online]. VUT, Fakulta strojního inženýrství, Ústav materiálových věd a inženýrství, 2006-11-16 [cit. 2013-05-16]. [reference viz Podrábský a Pospíšilová]. Dostupné online. ^{[nedostupný zdroj]}

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Šedá litina na Wikimedia Commons